成型用物料配制-橡膠的塑煉設(shè)備及塑煉機(jī)理（高分子成型課件）

四、橡膠的混煉工藝混煉：各種添加劑混入并均勻分散在橡膠中的工藝過程。目的：使配合劑分散均勻，得到合適的質(zhì)量要求和加工工藝要求，使后續(xù)過程正常進(jìn)行。①配合劑預(yù)處理：粉碎、磨細(xì)，有利于膠料分散。②干燥：易于水發(fā)生變化，如氧化鎂、氧化鈣、無水石膏等。③篩選④軟化劑預(yù)熱和和過濾液體配合劑脫水和過濾。⑤膏劑與母料的制備。⑥稱量、配合。（一）準(zhǔn)備工藝四、橡膠的混煉工藝（1）工藝過程——包輥、吃粉和翻煉包輥包輥時(shí)首先要將生膠包于前輥上，是混煉操作得以實(shí)施的基本條件。膠料包輥性好壞與生膠品種特性、輥溫和剪切速率都有關(guān)系，但輥溫是影響包輥性的決定性因素?；鞜挄r(shí)關(guān)鍵是調(diào)整輥溫，使膠料處于適當(dāng)?shù)恼沉鳡顟B(tài)，形成良好的包輥。一般應(yīng)控制在第二種情況，避免出現(xiàn)第一和第三種情況。包輥的要求：塑煉膠較好地包在前輥，形成光滑、均勻和連續(xù)的包輥膠。（二）混煉工藝1開煉機(jī)混煉四、橡膠的混煉工藝吃粉：將配合劑按順序混入膠料內(nèi)的過程。①混煉時(shí)應(yīng)使輥距上端保留適當(dāng)?shù)亩逊e膠。適當(dāng)?shù)亩逊e膠是吃粉的必要條件。當(dāng)堆積膠適量，在輥筒上方折疊形成波紋狀，并不斷翻轉(zhuǎn)和更替，這時(shí)配合劑進(jìn)入波狀部分，被帶入輥距，并在輥距間受到剪切力作用被搓入橡膠中，產(chǎn)生有效的混煉作用。②應(yīng)控制堆積膠的堆積高度，保證不超過接觸角(或稱咬膠角)的范圍內(nèi)。一般咬膠角應(yīng)小于48℃，通常采用32-45℃。過多堆積膠時(shí)，一部分只能在堆積膠上浮動(dòng)而不能進(jìn)入輥距，此時(shí)從兩邊切割下一小部分混煉膠，減少混煉膠的堆積，待吃粉完后，再投入混煉。此外，也可在混煉期間逐漸調(diào)大輥距，使堆積膠保持在適當(dāng)范圍內(nèi)，保證混煉順利進(jìn)行。③在實(shí)際混煉操作中，吃粉速率總是先快后慢。為了提高吃粉效果，一開始先把粉料加足，以相應(yīng)縮短混煉時(shí)間。（1）工藝過程——包輥、吃粉和翻煉1開煉機(jī)混煉（二）混煉工藝四、橡膠的混煉工藝翻煉翻煉原因：堆積膠的徑向混合作用有限，堆積膠作用只能達(dá)到包輥膠厚度2/3處，約1/3厚度為死層或呆滯層，因此吃粉完結(jié)束后要進(jìn)一步采用翻膠（翻煉）的方法來使膠料混煉均勻。過多堆積膠在輥筒上方形成回流區(qū)，無法混煉。在軸向方向上混煉不均勻；翻煉方法：三角包法、斜切法（斜刀法）、打扭法等，通常都是多種方法并用。后續(xù)注意事項(xiàng)：為了進(jìn)一步保證配合劑在膠料的分散，在翻煉后，再進(jìn)行薄通2一3次，進(jìn)一步促進(jìn)分散的均勻性。（1）工藝過程——包輥、吃粉和翻煉（二）混煉工藝1開煉機(jī)混煉四、橡膠的混煉工藝①輥速和速比：輥速：輥速快，混煉速度快，但操作不安全且溫度控制較困難;輥速慢，混煉時(shí)間長，混煉效率低，輥速一般控制16~18rpm速比：速比過大，剪切力大，生熱快，易產(chǎn)生焦燒，速比小，剪切作用差，配合劑分散困難，速比一般1∶1.1~1:1.2，但混煉氯丁橡膠時(shí)溫度升高會造成粘輥現(xiàn)象，宜采用無速比的開煉機(jī)進(jìn)行混煉。②輥距（e）：輥距↓→剪切力↑→混煉↑但對橡膠的破壞作用大。e=4～8mm包輥、吃粉：e略大；翻煉：e小些；出片時(shí)：e大些（2）開煉機(jī)混煉的工藝影響因素（二）混煉工藝1開煉機(jī)混煉四、橡膠的混煉工藝③混煉溫度：輥溫一般50~60℃，有些合成膠宜（如混煉順丁橡膠）40℃左右。在一般操作中，大多數(shù)膠料包附前輥，為此應(yīng)使前輥比后輥低溫度，以利操作。但NR一般易包熱輥，因此混煉NR時(shí)，前輥溫度反而比后輥溫度低高5~10℃。④混煉時(shí)間：混煉時(shí)間應(yīng)適當(dāng)，過長易導(dǎo)致過煉。⑤裝膠容量與堆積膠：堆積膠應(yīng)適當(dāng)，一般裝膠量：V=0.65·D·L（2）開煉機(jī)混煉的工藝影響因素（二）混煉工藝1開煉機(jī)混煉四、橡膠的混煉工藝⑥加料順序：加料的原則：用量少，難分散的配合劑先加；用量大，易分散的后加；為了防止焦燒，硫黃和超速促進(jìn)劑一般最后加入。加料順序：生膠（塑煉膠、并用膠等）→固體軟化劑→促進(jìn)劑、活性劑、防老劑→補(bǔ)強(qiáng)劑、填充劑→液體軟化劑→硫化劑（2）開煉機(jī)混煉的工藝影響因素（二）混煉工藝1開煉機(jī)混煉四、橡膠的混煉工藝優(yōu)點(diǎn)：混煉容量大，時(shí)間短，效率高；易于機(jī)械化、自動(dòng)化、勞動(dòng)強(qiáng)度低，操作安全性大，配合劑損失減少，粉塵飛揚(yáng)狀況改善，膠料質(zhì)量和環(huán)境衛(wèi)生條件好。缺點(diǎn)：混煉時(shí)溫度較高，對溫度敏感的膠料易發(fā)生焦燒。對于品種和顏色變換頻繁的膠料混煉不方便；需用壓片機(jī)對排膠進(jìn)行補(bǔ)充加工。（二）混煉工藝2密煉機(jī)機(jī)混煉四、橡膠的混煉工藝①一段混煉法：從加料、混合到下片冷卻的混煉操作一次完成，其特點(diǎn)是可以省卻膠片的中間停放和冷卻，但所得到的膠料可塑性較低，煉膠時(shí)間較長，易造成早期硫化。②兩段混煉法：膠料在密煉機(jī)上分兩個(gè)階段完成混煉作業(yè)。其可顯著提高膠料的分散均勻性和硫化膠的物理機(jī)械性能;由于每一段所需的混煉時(shí)間短，可減少持續(xù)高溫混煉引起的焦燒傾向，尤其適用于容易生熱和焦燒的膠料的混煉。③逆膠（倒混）煉法：先把配合劑全部裝入密煉機(jī)，然后再投入生膠進(jìn)行混煉。逆混法的優(yōu)點(diǎn)是充分利用裝料容積，改善分散性，縮短混煉時(shí)間。適用于生膠挺性差和高炭黑和高油量配合膠料的混煉。（二）混煉工藝2密煉機(jī)機(jī)混煉（1）密煉機(jī)混煉工藝四、橡膠的混煉工藝①裝膠容量填充系數(shù)為0.48～0.75②上頂栓壓力上頂栓壓力控制在0.3~0.6MPa。③轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和混煉時(shí)間轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速快，剪切速率大，混煉時(shí)間縮短。常用的轉(zhuǎn)速范圍在40~60r/min。延長混煉時(shí)間能提高配合劑在膠料中的分散度，但會降低生產(chǎn)效率，混煉時(shí)間過長，會使硫化膠的物理機(jī)械性能受損。在保證質(zhì)量的前提下，盡可能地縮短混煉時(shí)間。（二）混煉工藝2密煉機(jī)機(jī)混煉（2）密煉機(jī)混煉的工藝影響因素四、橡膠的混煉工藝④混煉溫度混煉溫度過高還會加速橡膠的熱氧老化，使硫化膠的物理機(jī)械性能下降。溫度太低會出現(xiàn)膠料壓散現(xiàn)象。通常用混煉機(jī)的排膠溫度來表征混煉溫度，一般排膠溫度低于130℃。⑤加料順序加料原則：用量少，難分散的配合劑先加；用量大，易分散的后加；為了防止焦燒，硫黃和超速促進(jìn)劑一般最后加入。加料順序：塑煉膠、再生膠、母煉膠一促進(jìn)劑、活性劑、防老劑一補(bǔ)強(qiáng)、填充劑一液體軟化劑一硫黃、超速促進(jìn)劑。（二）混煉工藝2密煉機(jī)機(jī)混煉（2）密煉機(jī)混煉的工藝影響因素四、橡膠的混煉工藝（1）壓片與冷卻混煉后膠料應(yīng)立即強(qiáng)制冷卻，膠溫降至30~35℃以下以免產(chǎn)生焦燒和噴霜現(xiàn)象。混煉后膠料都要壓成一定厚度膠片以便于冷卻、管理和使用。（2）濾膠氣密性要求嚴(yán)格的膠料（如輪胎內(nèi)胎等）必須過濾除掉其中機(jī)械雜質(zhì)方法：采用機(jī)頭和口型處裝有多層鋼絲網(wǎng)將