橡胶的塑炼与混炼

,南京理工大学化工学院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,*,实,验,验,2,橡,胶,胶,的,的,塑,塑,炼,炼,与,与,混,混,炼,炼,一,、,、,实,实,验,验,目,目,的,的,1,了,了,解,解,橡,橡,胶,胶,塑,塑,炼,炼,和,和,混,混,炼,炼,的,的,基,基,本,本,原,原,理,理,2,掌,掌,握,握,橡,橡,胶,胶,塑,塑,炼,炼,和,和,混,混,炼,炼,工,工,艺,艺,3,掌,掌,握,握,XK,160A,开,放,放,式,式,炼,炼,胶,胶,机,机,的,的,使,使,用,用,方,方,法,法,二,、,、,实,实,验,验,原,原,理,理,生橡,胶,胶是,由,由线,形,形大,分,分子,或,或者,带,带支,链,链的,线,线形,大,大分,子,子构,成,成，,在,在外,力,力作,用,用下,，,，其,力,力学,性,性能,较,较低,，,，基,本,本无,使,使用,价,价值,，,，因,此,此生,胶,胶需,要,要通,过,过一,系,系列,的,的加,工,工才,能,能制,成,成有,用,用的,橡,橡胶,制,制品,，,，其,中,中橡,胶,胶的,塑,塑炼,和,和混,炼,炼就,是,是两,个,个重,要,要的,橡,橡胶,加,加工,过,过程,。,。,生胶,的,的分,子,子量,通,通常,很,很高,，,，从,几,几十,万,万到,几,几百,万,万以,上,上，,过,过高,的,的分,子,子量,带,带来,的,的强,韧,韧高,弹,弹性,给,给加,工,工带,来,来极,大,大的,困,困难,，,，必,须,须通,过,过塑,炼,炼使,之,之获,得,得一,定,定的,可,可塑,性,性和,流,流动,性,性，,才,才能,满,满足,混,混炼,、,、压,延,延、,压,压出,、,、硫,化,化、,模,模压,注,注射,等,等各,种,种加,工,工过,程,程的,工,工艺,性,性能,要,要求,。,。因,此,此将,生,生胶,由,由强,韧,韧的,弹,弹性,状,状态,转,转变,为,为柔,软,软和,便,便于,加,加工,的,的塑,性,性状,态,态使,生,生胶,增,增加,可,可塑,性,性这,一,一塑,炼,炼过,程,程非,常,常重,要,要。,目前生胶,塑,塑炼加工,中,中使用最,广,广泛而又,行,行之有效,的,的增塑方,法,法为机械,增,增塑法，,其,其原理在,于,于利用机,械,械的高剪,切,切力作用,使,使橡胶大,分,分子链破,坏,坏降解而,获,获得可塑,性,性。,本试验中,选,选用开放,式,式炼胶机,进,进行机械,法,法塑炼，,橡,橡胶置于,开,开炼机的,两,两个相向,转,转动的辊,筒,筒间隙中,，,，反复受,到,到机械力,作,作用受力,降,降解，降,解,解后的大,分,分子自由,基,基在空气,中,中氧化，,发,发生一系,列,列化学反,应,应，最终,达,达到一定,的,的可塑度,，,，满足混,炼,炼的要求,。,。塑炼的,程,程度和效,率,率主要与,辊,辊筒的间,隙,隙、温度,有,有关，若,间,间隙越少,，,，温度越,低,低，机械,与,与化学作,用,用越大，,塑,塑炼效率,越,越高。此,外,外。塑炼,时,时间、工,艺,艺操作及,是,是否加入,化,化学塑解,剂,剂也会影,响,响塑炼效,果,果。,混炼是在,塑,塑炼基础,上,上的又一,个,个炼胶工,序,序。橡胶,的,的混炼工,艺,艺过程可,以,以通过开,炼,炼机来实,现,现。影响,混,混炼效果,的,的因素有,：,：温度、,辊,辊距、装,料,料容量、,转,转速和转,比,比、时间,、,、混炼时,的,的包辊性,、,、加料顺,序,序和翻炼,方,方法等。,这,这些条件,和,和控制均,以,以手工操,作,作为主，,尤,尤其是翻,炼,炼方法，,受,受人为因,素,素影响较,大,大。由于,开,开炼机只,有,有一个方,向,向的固定,剪,剪切力的,分,分布所形,成,成的呆滞,层,层，还需,要,要采用人,工,工翻炼的,方,方法，不,断,断改变物,料,料的受力,位,位置，以,便,便在较短,的,的时间内,有,有效地完,成,成混合塑,化,化。因此,，,，混炼胶,的,的质量（,均,均匀的分,散,散、均匀,的,的分布、,一,一定的可,塑,塑度）在,很,很大程度,上,上取决于,操,操作者的,经,经验和操,作,作技术。,熟,熟练掌握,这,这一操作,技,技术，是,得,得到正确,的,的实验结,果,果的重要,保,保证。,为保证混,炼,炼胶的质,量,量，在开,炼,炼机上的,混,混炼均有,严,严格的规,范,范操作程,序,序和操作,条,条件，不,同,同规格的,设,设备、不,同,同的胶料,、,、不同的,配,配合剂，,其,其操作程,序,序均有所,不,不同。其,中,中配合剂,的,的添加次,序,序是影响,开,开炼机混,炼,炼的最重,要,要的因素,之,之一，加,料,料顺序不,当,当有可能,造,造成配合,剂,剂分配不,良,良，使混,炼,炼速度减,慢,慢并有可,能,能导致胶,料,料出现焦,烧,烧和过烧,现,现象。加,料,料顺序一,般,般为：,促,促进剂、,防,防老剂、,硬,硬脂酸。,这,这一类小,药,药用量小,，,，在胶料,中,中所起的,作,作用又很,大,大，所以,对,对其分散,的,的均匀度,要,要求高，,故,故应先加,，,，此外防,老,老剂先加,有,有利于防,止,止胶料高,温,温下混练,造,造成的老,化,化。,硬,脂,脂,酸,酸,是,是,一,一,种,种,表,表,面,面,活,活,性,性,剂,剂,，,，,可,可,以,以,改,改,善,善,橡,橡,胶,胶,大,大,分,分,子,子,和,和,亲,亲,水,水,性,性,配,配,合,合,剂,剂,之,之,间,间,的,的,相,相,互,互,作,作,用,用,。,。,氧,氧,化,化,锌,锌,。,。,氧,氧,化,化,锌,锌,是,是,亲,亲,水,水,性,性,的,的,，,，,在,在,硬,硬,脂,脂,酸,酸,加,加,入,入,之,之,后,后,再,再,加,加,，,，,有,有,利,利,于,于,其,其,在,在,橡,橡,胶,胶,中,中,的,的,分,分,散,散,。,。,补,补,强,强,剂,剂,。,。,如,如,碳,碳,黑,黑,。,。,液,液,体,体,软,软,化,化,剂,剂,。,。,液,液,体,体,软,软,化,化,剂,剂,具,具,有,有,浸,浸,润,润,性,性,，,，,容,容,易,易,使,使,补,补,强,强,剂,剂,等,等,粉,粉,料,料,结,结,团,团,，,，,通,通,常,常,要,要,在,在,补,补,强,强,剂,剂,加,加,入,入,之,之,后,后,加,加,入,入,。,。,硫,硫,磺,磺,。,。,硫,硫,磺,磺,与,与,促,促,进,进,剂,剂,必,必,须,须,分,分,开,开,加,加,入,入,，,，,为,为,了,了,防,防,止,止,混,混,炼,炼,过,过,程,程,中,中,出,出,现,现,焦,焦,烧,烧,，,，,通,通,常,常,在,在,混,混,炼,炼,后,后,期,期,降,降,温,温,后,后,加,加,入,入,硫,硫,磺,磺,，,，,但,但,对,对,有,有,些,些,橡,橡,胶,胶,（,（,如,如,丁,丁,腈,腈,橡,橡,胶,胶,）,）,，,，,由,由,于,于,硫,硫,磺,磺,在,在,橡,橡,胶,胶,中,中,的,的,分,分,散,散,特,特,别,别,困,困,难,难,，,，,硫,硫,磺,磺,则,则,宜,宜,早,早,加,加,，,，,最,最,后,后,才,才,加,加,入,入,促,促,进,进,剂,剂,。,。,三、实验设,备,备和原料,开炼机是常,用,用的强力混,合,合设备之一,（,（图,3.1,）。,XK,160A,型开炼机主,要,要用于加工,橡,橡胶，因此,又,又称之为“,双,双辊炼胶机,”,”，它是由,两,两个不同转,速,速的向心圆,柱,柱形辊筒提,供,供强大的挤,压,压剪切力。,2,原材料：,天,天然橡胶：,马,马来西亚,1,号烟片胶，,促,促进剂,CZ,，防老剂,RD,，硫磺，软,化,化剂，碳黑,，,，硬脂酸，,ZnO,3,混炼胶实,验,验配方：天,然,然橡胶（塑,炼,炼胶）,100,份 ，,促进剂,CZ 3,份 防,老,老剂,RD 2,份,硫磺,3,份,软,软化剂,(30#,机油,)35,份 碳,黑,黑,(HAF)60,份,ZnO5,份,硬,硬脂酸,2,份,四、,实,实,验,验步,骤,骤,1,生,胶,胶的,塑,塑炼,（,1,）称,取,取一,定,定量,的,的天,然,然橡,胶,胶。,（,2,）在,指,指导,教,教师,和,和试,验,验工,作,作人,员,员允,许,许后,，,，按,机,机器,操,操作,规,规程,开,开机,试,试运,行,行，,观,观察,机,机器,是,是否,运,运转,正,正常,。,。,（,3,）,检,检查,生,生胶,中,中是,否,否有,金,金属,等,等异,物,物，,若,若无,异,异物,即,即可,进,进行,塑,塑炼,。,。,（,4,）,破,破胶,：,：将,辊,辊距,调,调节,至,至,1.5mm,左右，,在,在靠近,大,大牙轮,一,一端操,作,作，以,防,防损坏,设,设备。,破,破胶时,要,要依次,连,连续投,料,料，不,宜,宜中断,，,，以防,胶,胶块弹,出,出伤人,。,。,（,5,）薄,通,通：将,辊,辊距调,至,至,0.5mm,，辊温,控,控制在,45,左右。,将,将破过,胶,胶的胶,片,片靠大,牙,牙轮的,一,一端加,入,入辊筒,，,，使之,通,通过辊,筒,筒间隙,，,，让胶,片,片直接,落,落入接,料,料盘中,，,，当辊,筒,筒上无,堆,堆积胶,料,料时，,将,将盘内,胶,胶片扭,转,转,90,度，重,新,新投入,辊,辊筒间,隙,隙内继,续,续薄通,到,到所规,定,定的时,间,间（,10,15,分钟）,。,。,（,6,）捣胶,：,：将辊距,放,放宽到,1mm,，使胶料,包,包辊后，,手,手握割刀,从,从左（右,）,）方向向,右,右（左）,割,割刀近右,（,（左）边,缘,缘（约,4/5,，不要割,断,断），再,向,向下割，,使,使胶料落,在,在接料盘,上,上。到堆,积,积胶块消,失,失时停止,割,割刀，而,后,后割落的,胶,胶随着辊,筒,筒上的余,胶,胶带入辊,筒,筒左（右,）,）方。然,后,后再从右,（,（左）向,左,左（右）,同,同样割胶,，,，反复多,次,次。,（,7,）将辊,距,距调到所,要,要求的下,片,片厚度，,切,切割下片,。,。,（,8,）塑炼,胶,胶料停放,24,小时以上,，,，备混炼,用,用。,2,胶料的,混,混炼,（,1,）配料：,按,按混炼胶,的,的实验配,方,方称取所,需,需的配合,剂,剂，,（,2,）调节辊,筒,筒温度：,使,使前辊筒,维,维持在,5060,，后辊较,前,前辊略低,些,些（,5055,）。,（,3,）包辊：,将,将塑炼胶,投,投入辊缝,，,，调整辊,距,距使辊缝,上,上部维持,适,适量堆积,胶,胶，经,23,分钟后，,塑,塑炼胶均,匀,匀连续地,包,包于前辊,，,，形成光,滑,滑无缝隙,的,的包辊胶,层,层,取下胶，,放,放宽辊距,至,至,1.5mm,，再把胶,投,投入辊缝,使,使其包前,辊,辊，准备,加,加入配合,剂,剂。,（,4,）吃粉：,投,投加配合,剂,剂应按加,料,料顺序进,行,行，每加,完,完一种配,合,合剂均需,捣,捣胶,2,次。在加,填,填充剂和,补,补强剂时,应,应逐步调,宽,宽辊距，,使,使堆积胶,量,量保持在,适,适宜的范,围,围内。待,粉,粉料完全,吃,吃完后，,由,由中央割,刀,刀，分经,两,两端，进,行,行捣胶操,作,作，促使,胶,胶料均匀,。,。加料顺,序,序为：天,然,然橡胶塑,炼,炼胶小,料,料（促进,剂,剂、防老,剂,剂、硬脂,酸,酸）氧,化,化锌碳,黑,黑,30#,机油硫,磺,磺,（,5,）切割翻,炼,炼：各种,配,配合剂加,完,完以后，,将,将辊距调,至,至,0.51.0mm,，一般用,打,打三角包,、,、打卷和,走,走刀法等,翻,翻炼至符,合,合要求为,止,止。翻炼,过,过程中应,取,取样测定,可,可塑度（,门,门尼黏度,）,）,a,打三角包,：,：在,0.51mm,辊距下，,将,将包辊胶,割,割开，用,右,右手捏住,