内容：

混炼方法确定

混炼方案确定

橡胶混炼工艺流程为：生胶和配合剂→原材料加工处理→配合→混炼→冷却→停放→混炼胶

混炼方法按混炼设备有XK混炼法、XM混炼法、XJ混炼法三种，按混炼次数可分为一段混炼法、二段混炼法、多段混炼法，按混炼时的加料顺序可分为普通加料混炼法（顺料法）、逆混炼法、引料法（种子胶法）。

开炼机和密炼机混炼方法应用最早，至今仍在广泛使用，并正在向着采用高压、高速密炼机进行快速混炼的方向发展。螺杆混炼机混炼是近年来国外刚刚发展起来的一种混炼方法，目前国内只有个别厂家使用。

一、开炼机混炼

开炼机混炼是应用最早的混炼方法，其灵活性好，适用于小规模、小批量、多品种的生产，但其生产效率低、劳动强度大、环境卫生及安全性差、胶料质量不高，因此已趋于逐渐淘汰。主要适用于海绵胶、硬质胶等特殊胶料及某些生热量较大的合成橡胶（如高丙烯腈含量的硬丁腈橡胶）和彩色胶料的混炼。目前国内在小型橡胶工厂中使用开炼机混炼仍占有一定比重。

1．开炼机混炼过程

开炼机混炼可分为①包辊②吃粉③翻炼三个阶段。

①包辊：是开炼机混炼的前提。由于混炼工艺条件不同及各种生胶的粘弹性不同，混炼时生胶在开炼机辊筒上的行为有四种情况，如图4－1所示。

图4－1　橡胶在开炼机中的几种状况

1－不易进入辊缝；2－紧包前辊；3－脱辊成袋囊状；4－呈粘流态包辊

要想使混炼过程顺利进行，对一般橡胶，应控制在第二种情况（聚氯乙烯高温塑化及与丁腈橡胶合炼过程需在第四种情况下进行）。这是因为此时温度适宜，橡胶既有塑性流动又有适当高的弹性变形，有利于配合剂的混入和分散。

橡胶在辊筒上的四种状态与辊温、切变速率、生胶的特性（如粘弹性、强度等）有关。为了取得在第二种包辊状态下进行混炼，操作中需根据各种生胶的特性来选择适宜的混炼温度。

天然橡胶和乳聚丁苯橡胶的分子量分布较宽，因而适宜的混炼温度范围较宽，在一般温度下都能很好地包辊，混炼性能良好。而顺丁橡胶的包辊性较差，适宜的混炼温度范围较窄，当辊温超过50℃时，由于生胶的结晶熔解，变得无强韧性，此时即发生脱辊，破裂现象。为此，在混炼顺丁橡胶时，辊温不易超过50℃。

橡胶的粘弹性不仅受温度的影响，同时也受外力作用速率的影响。当切变速率增加时，对橡胶的粘弹性，相当于降低温度，使橡胶的强度和弹性提高，有利于实现弹性态包辊。因此当出现脱辊时，除降低辊温外，还可以通过减小辊距、加快转速或提高速比的方法解决，使橡胶重新包辊。

此外，对包辊性差的合成橡胶可用先加入部分炭黑的方法来改善脱辊现象。这是因为结合橡胶的生成提高了橡胶强度的结果。

②吃粉：

混炼的第二个阶段是吃粉。橡胶包辊后，为使配合剂尽快混入橡胶中，在辊缝上端应保留有一定的堆积胶。当加入配合剂时，由于堆积胶的不断翻转和更替，便把配合剂带进堆积胶的绉纹沟中（图4－2），并进而带入辊缝中。将配合剂混入胶料的这个过程称为吃粉阶段。

在吃粉过程中，堆积胶量必须适中。如无堆积胶或堆积胶量过少时，一方面配合剂只靠后辊筒与橡胶间的剪切力擦入胶料中，不能深入胶料内部而影响分散效果；另一方面未被擦入橡胶中的粉状配合剂会被后辊筒挤压成片落入接料盘，如果是液体配合剂则会粘到后辊筒上或落到接料盘上，造成混炼困难。若堆积胶过量，则有一部分胶料会在辊缝上端旋转打滚，不能进入辊缝，使配合剂不易混入。

在吃粉过程中加料时要从包辊上均匀加入，当配合剂加入量较大时可分批加入。

③翻炼：

混炼的第三个阶段为翻炼。由于橡胶黏度大，混炼时胶料只沿着开炼机辊筒转动方向产生周向流动，而没有轴向流动，而且沿周向流动的橡胶也仅为层流，因此大约在胶片厚度约1／3处的紧贴前辊筒表面的胶层不能产生流动而成为“死层”或“呆滞层”，见图4－3所示。此外，辊缝上部的堆积胶还会形成部分楔形“回流区”。以上原因都使胶料中的配合剂分散不均。

因此，必须经多次翻炼，左右割刀、打卷或三角包，薄通等，才能破坏死层和回流区，使混炼均匀，确保质地均一。

2．开炼机混炼的工艺方法

开炼机混炼加料顺序为普通加料法，混炼方法有一段混炼和分段混炼两种工艺方法。对含胶率高或天然橡胶与少量合成橡胶并用，且补强填充剂用量少的胶料，通常采用一段混炼法。

对天然橡胶与较多合成橡胶并用，且补强填充剂用量较多的胶料，可采用两段混炼方法，以便两种橡胶与配合剂混炼得更均匀。

无论是一段混炼还是两段混炼，在混炼操作时，都先沿大牙轮一侧加入生胶、母炼胶或并用胶，然后依据配方加入各种配合剂进行混炼。

开炼机混炼加料方式有抽胶加料和换胶加料两种方法。

抽胶加料就是在加料过程中加完一批配合剂后抽出一部份胶料保持堆积胶量在一定范围内再加入下一批配合剂，依次加完配合剂，最后一起翻炼均匀。适用于生胶含量高者，配合剂在辊筒中间加入。

换胶加料就是加料前先将胶料分为几部份，先加入一块包辊加胶，加入一批配合剂吃完后，割下全部或大部，再加另一块胶料，加入另一批配合剂，依次加完全部配合剂，最后一起翻炼均匀。一般适用于生胶含量低者，配合剂在辊筒一端加入。

在吃粉时注意不要割刀，否则粉状配合剂会侵入前辊和胶层的内表面之间，使胶料脱辊，也会通过辊缝被挤压成硬片，掉落在接料盘上，造成混炼困难。当所有配合剂吃净后，加入余胶，进行翻炼。翻炼操作方法主要有：两面两刀操作法 、三角包操作法 、打大卷操作法、打小卷操作法、取样操作法、下片操作法。

3．开炼机混炼的工艺条件

开炼机混炼依胶料种类、用途和性能要求不同，工艺条件也各有差别。但对整个混炼过程，需考虑工艺条件。

⑴加料顺序  适合的加料顺序有利于混炼的均匀性。加料顺序不当，轻则影响分散均匀性，重则导致脱辊、过炼，甚至发生焦烧。

以天然橡胶为主的混炼加料顺序如下：

塑炼胶（再生胶、合成胶）或母炼胶→固体软化剂→小料（促进剂、活性剂、防老剂）→大料（补强剂、填充剂）→液体软化剂→硫黄、超促进剂

加料顺序是根据配方中配合剂的特性和用量而定的。一般原则：是固体软化剂（如古马隆树脂）较难分散，所以先加；小料用量少、作用大，为提高分散效果，较先加入；液体软化剂一般待补强填充剂吃净以后再加，以免补强填充剂结团和胶料打滑；若补强填充剂和液体软化剂用量较多时，可分批（通常为两批）交替加入，以提高混炼速度；最后加入硫化剂、超促进剂，以防焦烧。

以上为一般加料顺序，生产中可根据具体情况予以更动。当混炼特殊胶料时，需特定的加料顺序。如制备硬质胶胶料，由于硫黄用量高（30～50份），因此先加硫黄后加促进剂；制备海绵胶料，生胶可塑性特别大，软化剂用量又特别多，为避免因胶料流动性太大而影响其它配合剂的分散，软化剂应最后加入；内胎胶料和胶布胶料应在滤胶后、压出或压延前在热炼机上加硫黄和超速促进剂，以防滤胶时发生焦烧。

⑵装胶容量和辊距 

装胶容量：与混炼胶质量有密切关系。容量过大，会使堆积胶量过多，容易产生混炼不均的现象；容量过小，不仅设备利用率低，而且容易造成过炼。

适宜的装胶容量可参照炼胶机规格计算出的理论装胶容量，再依据实际情况加以确定。如填料量较多、密度大的胶料以及合成橡胶胶料，装胶容量可小些；使用母炼胶的胶料，装胶容量可大些。

辊距：合理的装胶容量下，辊距一般以4～8㎜为宜。辊距小，剪切力较大，这虽对配合剂分散有利，但对橡胶的破坏作用大。而且辊距过小，会导致堆积胶过量，胶料不能及时进入辊缝，反而降低混炼效果。辊距大，则导致配合剂分散不均匀。混炼过程中，为了保持堆积胶量适当，配合剂不断混入、胶料总容量不断递增的情况下，辊距应逐渐增大，以求相适应。

⑶辊温  适当的辊温有助于胶料流动，容易混炼。辊温过高，则导致胶料软化而降低混炼效果，甚至引起胶料焦烧和低熔点配合剂熔化结团无法分散。辊温一般应控制在50～60℃。但在混炼含高熔点配合剂（如高熔点的古马隆树脂）的胶料时，辊温应适当提高。为了便于胶料包前辊，应使前、后辊温保持一定温差。天然橡胶包热辊，此时前辊温度应稍高于....