橡膠的塑煉與溷煉.ppt

1、實(shí)驗(yàn)2橡膠的塑煉與混煉,一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解橡膠塑煉和混煉的基本原理 2掌握橡膠塑煉和混煉工藝 3掌握XK160A開放式煉膠機(jī)的使用方法,二、 實(shí)驗(yàn)原理,生橡膠是由線形大分子或者帶支鏈的線形大分子構(gòu)成，在外力作用下，其力學(xué)性能較低，基本無使用價(jià)值，因此生膠需要通過一系列的加工才能制成有用的橡膠制品，其中橡膠的塑煉和混煉就是兩個(gè)重要的橡膠加工過程。 生膠的分子量通常很高，從幾十萬到幾百萬以上，過高的分子量帶來的強(qiáng)韌高彈性給加工帶來極大的困難，必須通過塑煉使之獲得一定的可塑性和流動(dòng)性，才能滿足混煉、壓延、壓出、硫化、模壓注射等各種加工過程的工藝性能要求。因此將生膠由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浐捅阌?/p>

2、加工的塑性狀態(tài)使生膠增加可塑性這一塑煉過程非常重要。,目前生膠塑煉加工中使用最廣泛而又行之有效的增塑方法為機(jī)械增塑法，其原理在于利用機(jī)械的高剪切力作用使橡膠大分子鏈破壞降解而獲得可塑性。 本試驗(yàn)中選用開放式煉膠機(jī)進(jìn)行機(jī)械法塑煉，橡膠置于開煉機(jī)的兩個(gè)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的輥筒間隙中，反復(fù)受到機(jī)械力作用受力降解，降解后的大分子自由基在空氣中氧化，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，最終達(dá)到一定的可塑度，滿足混煉的要求。塑煉的程度和效率主要與輥筒的間隙、溫度有關(guān)，若間隙越少，溫度越低，機(jī)械與化學(xué)作用越大，塑煉效率越高。此外。塑煉時(shí)間、工藝操作及是否加入化學(xué)塑解劑也會(huì)影響塑煉效果。,混煉是在塑煉基礎(chǔ)上的又一個(gè)煉膠工序。橡膠的混煉

3、工藝過程可以通過開煉機(jī)來實(shí)現(xiàn)。影響混煉效果的因素有：溫度、輥距、裝料容量、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)比、時(shí)間、混煉時(shí)的包輥性、加料順序和翻煉方法等。這些條件和控制均以手工操作為主，尤其是翻煉方法，受人為因素影響較大。由于開煉機(jī)只有一個(gè)方向的固定剪切力的分布所形成的呆滯層，還需要采用人工翻煉的方法，不斷改變物料的受力位置，以便在較短的時(shí)間內(nèi)有效地完成混合塑化。因此，混煉膠的質(zhì)量（均勻的分散、均勻的分布、一定的可塑度）在很大程度上取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)和操作技術(shù)。熟練掌握這一操作技術(shù)，是得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要保證。,為保證混煉膠的質(zhì)量，在開煉機(jī)上的混煉均有嚴(yán)格的規(guī)范操作程序和操作條件，不同規(guī)格的設(shè)備、不同的膠料、不同

4、的配合劑，其操作程序均有所不同。其中配合劑的添加次序是影響開煉機(jī)混煉的最重要的因素之一，加料順序不當(dāng)有可能造成配合劑分配不良，使混煉速度減慢并有可能導(dǎo)致膠料出現(xiàn)焦燒和過燒現(xiàn)象。加料順序一般為：促進(jìn)劑、防老劑、硬脂酸。這一類小藥用量小，在膠料中所起的作用又很大，所以對其分散的均勻度要求高，故應(yīng)先加，此外防老劑先加有利于防止膠料高溫下混練造成的老化。,硬脂酸是一種表面活性劑，可以改善橡膠大分子和親水性配合劑之間的相互作用。氧化鋅。氧化鋅是親水性的，在硬脂酸加入之后再加，有利于其在橡膠中的分散。補(bǔ)強(qiáng)劑。如碳黑。液體軟化劑。液體軟化劑具有浸潤性，容易使補(bǔ)強(qiáng)劑等粉料結(jié)團(tuán)，通常要在補(bǔ)強(qiáng)劑加入之后加入。硫磺

5、。硫磺與促進(jìn)劑必須分開加入，為了防止混煉過程中出現(xiàn)焦燒，通常在混煉后期降溫后加入硫磺，但對有些橡膠（如丁腈橡膠），由于硫磺在橡膠中的分散特別困難，硫磺則宜早加，最后才加入促進(jìn)劑。,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原料,開煉機(jī)是常用的強(qiáng)力混合設(shè)備之一（圖3.1）。XK160A型開煉機(jī)主要用于加工橡膠，因此又稱之為“雙輥煉膠機(jī)”，它是由兩個(gè)不同轉(zhuǎn)速的向心圓柱形輥筒提供強(qiáng)大的擠壓剪切力。,2原材料：天然橡膠：馬來西亞1號煙片膠，促進(jìn)劑CZ，防老劑RD，硫磺，軟化劑，碳黑，硬脂酸，ZnO 3混煉膠實(shí)驗(yàn)配方：天然橡膠（塑煉膠） 100份 ， 促進(jìn)劑CZ 3份 防老劑RD 2份 硫磺3份 軟化劑(30#機(jī)油) 35份 碳黑

6、(HAF) 60份 ZnO 5份 硬脂酸 2份,四、 實(shí)驗(yàn)步驟,1生膠的塑煉 （1）稱取一定量的天然橡膠。 （2）在指導(dǎo)教師和試驗(yàn)工作人員允許后，按機(jī)器操作規(guī)程開機(jī)試運(yùn)行，觀察機(jī)器是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 （3） 檢查生膠中是否有金屬等異物，若無異物即可進(jìn)行塑煉。 （4） 破膠：將輥距調(diào)節(jié)至1.5mm左右，在靠近大牙輪一端操作，以防損壞設(shè)備。破膠時(shí)要依次連續(xù)投料，不宜中斷，以防膠塊彈出傷人。,（5） 薄通：將輥距調(diào)至0.5mm，輥溫控制在45左右。將破過膠的膠片靠大牙輪的一端加入輥筒，使之通過輥筒間隙，讓膠片直接落入接料盤中，當(dāng)輥筒上無堆積膠料時(shí)，將盤內(nèi)膠片扭轉(zhuǎn)90度，重新投入輥筒間隙內(nèi)繼續(xù)薄通到所規(guī)定

7、的時(shí)間（1015分鐘）。,（6） 搗膠：將輥距放寬到1mm，使膠料包輥后，手握割刀從左（右）方向向右（左）割刀近右（左）邊緣（約4/5，不要割斷），再向下割，使膠料落在接料盤上。到堆積膠塊消失時(shí)停止割刀，而后割落的膠隨著輥筒上的余膠帶入輥筒左（右）方。然后再從右（左）向左（右）同樣割膠，反復(fù)多次。,（7） 將輥距調(diào)到所要求的下片厚度，切割下片。 （8） 塑煉膠料停放24小時(shí)以上，備混煉用。,2膠料的混煉 （1）配料：按混煉膠的實(shí)驗(yàn)配方稱取所需的配合劑， （2）調(diào)節(jié)輥筒溫度：使前輥筒維持在5060，后輥較前輥略低些（5055）。 （3）包輥：將塑煉膠投入輥縫，調(diào)整輥距使輥縫上部維持適量堆積膠，經(jīng)

8、23分鐘后，塑煉膠均勻連續(xù)地包于前輥，形成光滑無縫隙的包輥膠層,取下膠，放寬輥距至1.5mm，再把膠投入輥縫使其包前輥，準(zhǔn)備加入配合劑。,（4）吃粉：投加配合劑應(yīng)按加料順序進(jìn)行，每加完一種配合劑均需搗膠2次。在加填充劑和補(bǔ)強(qiáng)劑時(shí)應(yīng)逐步調(diào)寬輥距，使堆積膠量保持在適宜的范圍內(nèi)。待粉料完全吃完后，由中央割刀，分經(jīng)兩端，進(jìn)行搗膠操作，促使膠料均勻。加料順序?yàn)椋禾烊幌鹉z塑煉膠小料（促進(jìn)劑、防老劑、硬脂酸）氧化鋅碳黑30#機(jī)油硫磺 （5）切割翻煉：各種配合劑加完以后，將輥距調(diào)至0.51.0mm，一般用打三角包、打卷和走刀法等翻煉至符合要求為止。翻煉過程中應(yīng)取樣測定可塑度（門尼黏度）,a 打三角包：在0.5

9、1mm輥距下，將包輥膠割開，用右手捏住割左下角，將膠片翻至右下角，用左手將右上角翻至左下角，以此反復(fù)至膠料全部通過輥筒。 b打卷法：將包輥膠割開，順勢向下翻卷成圓筒至膠料全部通過，然后將卷筒垂直投入輥筒，反復(fù)至規(guī)定次數(shù)。 c走刀法：用割刀在包輥膠上交叉割刀，連續(xù)走刀，不割斷膠料，使膠料改變受剪切方向，更新堆積膠。整個(gè)翻煉時(shí)間掌握在5min左右，割刀810次。,。（6）下片：將輥距調(diào)至約3mm，下片。 （7）將輥筒混煉膠停放冷卻16小時(shí)以上，備硫化用。 （8）混煉膠的稱量：混煉膠在停放冷卻前應(yīng)檢查是否符合混煉要求。生膠和配合劑的損耗量控制在以下范圍： 純膠配方： 0.3% 一般膠料： 0.6% 碳黑等易飛揚(yáng)膠料： 1.0% 如不符合上述要求，應(yīng)重新混煉。,五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),1 XK-160開煉機(jī)操作必須按規(guī)程進(jìn)行，必須集中精力。 2 割刀必須在輥筒中心線以下操作。 3 禁止戴手套操作，手一定不能接