橡膠的塑煉與溷煉.ppt

1、實驗2橡膠的塑煉與混煉,一、 實驗目的,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開放式煉膠機的使用方法,二、 實驗原理,生橡膠是由線形大分子或者帶支鏈的線形大分子構成，在外力作用下，其力學性能較低，基本無使用價值，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。因此將生膠由強韌的彈性狀態(tài)轉變?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械增塑法，其原理在于利用機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。 本試驗中選用開放式煉膠機進行機械法塑煉，橡膠置于開煉機的兩個相向轉動的輥筒間隙中，反復受到機械力作用受力降解，降解后的大分子自由基在空氣中氧化，發(fā)生一系列化學反應，最終達到一定的可塑度，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，若間隙越少，溫度越低，機械與化學作用越大，塑煉效率越高。此外。塑煉時間、工藝操作及是否加入化學塑解劑也會影響塑煉效果。,混煉是在塑煉基礎上的又一個煉膠工序。橡膠的混煉

3、工藝過程可以通過開煉機來實現(xiàn)。影響混煉效果的因素有：溫度、輥距、裝料容量、轉速和轉比、時間、混煉時的包輥性、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。由于開煉機只有一個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)驗和操作技術。熟練掌握這一操作技術，是得到正確的實驗結果的重要保證。,為保證混煉膠的質(zhì)量，在開煉機上的混煉均有嚴格的規(guī)范操作程序和操作條件，不同規(guī)格的設備、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混煉的最重要的因素之一，加料順序不當有可能造成配合劑分配不良，使混煉速度減慢并有可能導致膠料出現(xiàn)焦燒和過燒現(xiàn)象。加料順序一般為：促進劑、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。補強劑。如碳黑。液體軟化劑。液體軟化劑具有浸潤性，容易使補強劑等粉料結團，通常要在補強劑加入之后加入。硫磺

5、。硫磺與促進劑必須分開加入，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，最后才加入促進劑。,三、實驗設備和原料,開煉機是常用的強力混合設備之一（圖3.1）。XK160A型開煉機主要用于加工橡膠，因此又稱之為“雙輥煉膠機”，它是由兩個不同轉速的向心圓柱形輥筒提供強大的擠壓剪切力。,2原材料：天然橡膠：馬來西亞1號煙片膠，促進劑CZ，防老劑RD，硫磺，軟化劑，碳黑，硬脂酸，ZnO 3混煉膠實驗配方：天然橡膠（塑煉膠） 100份 ， 促進劑CZ 3份 防老劑RD 2份 硫磺3份 軟化劑(30#機油) 35份 碳黑

6、(HAF) 60份 ZnO 5份 硬脂酸 2份,四、 實驗步驟,1生膠的塑煉 （1）稱取一定量的天然橡膠。 （2）在指導教師和試驗工作人員允許后，按機器操作規(guī)程開機試運行，觀察機器是否運轉正常。 （3） 檢查生膠中是否有金屬等異物，若無異物即可進行塑煉。 （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，以防損壞設備。破膠時要依次連續(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，當輥筒上無堆積膠料時，將盤內(nèi)膠片扭轉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小時以上，備混煉用。,2膠料的混煉 （1）配料：按混煉膠的實驗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，準備加入配合劑。,（4）吃粉：投加配合劑應按加料順序進行，每加完一種配合劑均需搗膠2次。在加填充劑和補強劑時應逐步調(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，進行搗膠操作，促使膠料均勻。加料順序為：天然橡膠塑煉膠小料（促進劑、防老劑、硬脂酸）氧化鋅碳黑30#機油硫磺 （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。整個翻煉時間掌握在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小時以上，備硫化用。 （8）混煉膠的稱量：混煉膠在停放冷卻前應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% 碳黑等易飛揚膠料： 1.0% 如不符合上述要求，應重新混煉。,五、實驗注意事項,1 XK-160開煉機操作必須按規(guī)程進行，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