具体

塑炼方法

塑炼条件

工艺方案

工艺标准

生胶的塑炼的工艺流程为：生胶→切胶烘胶→配合→塑炼→冷却→停放→塑炼胶。塑炼方法按设备可分XK塑炼法、XM塑炼法、XJ塑炼法三种方法；按塑炼次数分一段塑炼法、二段塑炼法和多段塑炼法；按是否加塑解剂分为普通塑炼法和塑解剂塑炼法二种方法。

一、开炼机塑炼

开炼机塑炼属于机械塑炼法（低温塑炼法），它是将生胶置于开炼机辊筒之间，借助辊筒的剪切力作用使橡胶分子链受到拉伸断裂，从而获得可塑性。

开炼机塑炼得到胶料的质量好，塑炼胶可塑性均匀、热可塑性小，适应面宽，并且比较机动灵活，投资较小。但劳动强度大、生产效率较低、操作条件差，操作安全较差。开炼机塑炼适用于胶种变化较多、耗胶量较少的场合，目前工厂(特别是生产规模较小的工厂)生产中仍在使用。

1、开炼机塑炼方法

开炼机塑炼按操作方法主要有薄通塑炼、包辊塑炼二种；按塑炼次数有一次塑炼、分段塑炼。按是否添加化学塑解剂有普通塑炼、添加化学塑解剂塑炼等方法。   

①薄通塑炼法：

技术要点：

辊距0.5～l㎜

将生胶通过辊缝，不包辊薄通落盘

将落盘胶拿起，转动90°重新加入再次薄通

依次反复薄通至规定次数或时间，直至获得所需要的可塑性为止。

配合录像

特点与应用：

薄通塑炼法塑炼效果好，所得塑炼胶的可塑性较高且均匀，同时，对各种橡胶，特别是用机械塑炼效果差的一些合成橡胶(如丁腈橡胶)都适用，因而在实际生产中应用广泛。其主要缺点是生产效率较低。

实训操作（03-1）薄通塑炼操作（分组每人轮流操作）

完成任务情况分析：观看学生操作录像，讨论分析操作问题，并进行现场评训其它同学评论补充教师总评。

②包辊塑炼法：

技术要点：

包辊塑炼法是将生胶在较大辊距(5～10㎜)下包辊后连续过辊进行塑炼，直至所规定的时间为止。且多次割刀以利于散热及获得均匀的可塑性。

配合录像

特点与应用：

此法适用于并用胶的掺合及易包辊的合成橡胶。这种方法的塑炼操作方便、劳动强度低，但塑炼效果不够理想，表现在可塑性增加幅度小，塑炼胶可塑性不够均匀等。

实训操作（03-2）包辊塑炼操作（分组每人轮流操作）

完成任务情况分析：观看学生操作录像，讨论分析操作问题，并进行现场评训其它同学评论补充教师总评。

③一段塑炼法：

一段塑炼法是将生胶采用薄通法或包辊法连续进行塑炼，直至所规定的时间为止。在塑炼过程中不经过停放。

配合录像

这种方法的塑炼时间较短，但塑炼效果不够理想，表现在可塑性增加幅度小，塑炼胶可塑性不够均匀等。

④分段塑炼法

当塑炼胶可塑性要求较高，用一次塑炼或薄通塑炼达不到目的时，而采用的一种有效方法。先将生胶塑炼一定时间(约15min)，然后下片冷却并停放4～8h，再进行第二次塑炼，这样反复塑炼数次，直至达到可塑性要求为止。可以在一台密炼机也可在数台密炼机上完成。根据不同的可塑性要求，一般可分为两段塑炼或三段塑炼。

配合录像

对天然橡胶一段塑炼胶威氏可塑度可达0.3左右，二段塑炼胶可达0.45左右，三段塑炼胶可达0.55左右。这种塑炼方法的塑炼胶可塑性高且均匀，因而生产中应用较为广泛。但生产管理较麻烦，占地面积大，不适合连续化生产。

④化学塑解剂塑炼法：

化学塑解剂塑炼法是在上述的薄通塑炼法和一次塑炼法的基础上，添加化学塑解剂进行塑炼的方法。它能够提高塑炼效率，缩短塑炼时间(如天然橡胶用0.5份促进剂M，塑炼时间可缩短50％左右)，降低塑炼胶弹性复原和收缩。

配合录像

一般塑解剂的用量为生胶量的0.5～1.0％，塑炼温度为70～75℃。为避免塑解剂飞扬损失和提高其分散效果，通常先将塑解剂制成母炼胶，然后在塑炼开始时加入。塑炼胶威氏可塑度要求0.5以内时，一般不需要分段塑炼。

2、开炼机塑炼工艺条件及其对塑炼效果的影响 

开炼机塑炼需要在低温进行，因此降低炼胶温度和增加机械作用力是提高开炼机塑炼效果的关键。与温度及机械作用力有关的设备特性和工艺条件都是影响塑炼效果的重要因素。

①辊温 

低温塑炼时，温度越低塑炼效果越好。当温度低时，橡胶的弹性大，所受到的机械作用力大，塑炼效率高。反之，温度升高，则橡胶变软，所受到的机械作用力小，塑炼效率低。以天然橡胶为例，温度与可塑性的关系如图3－8所示。

图3－8　塑炼温度对生胶可塑性的影响

实验表明，在100℃以下的温度范围进行塑炼时，塑炼胶的可塑性与辊温的平方根成反比，即：

式中

P

l

、

P

2

——塑炼胶可塑度；

T

1

、

T

2

——辊筒温度，℃。

由此可知，开炼机塑炼时，为提高塑炼效果，应加强辊筒的冷却，严格控制辊温(尤其是合成橡胶塑炼时，严格控制辊温则显得更为重要。

辊温偏高，会使生胶产生热可塑性 而达不到塑炼要求。

辊温偏低，虽能提高塑炼效果，但动力消耗大，且容易损伤设备。实际生产中的辊温，天然橡胶一般掌握在45～55℃，合成橡胶一般掌握在30～45℃。

生产中，由于辊筒冷却受到各种条件的限制，如辊筒导热性差和冷却水温度不易降低等，使辊温不易达到理想要求。因此，采用冷却胶片的方法是提高塑炼效果的有效措施，如使用胶片循环爬架装置以及采用薄通塑炼和分段塑炼等均属于这类措施。

②辊距

当辊筒的速度恒定时，辊距减小会使生胶通过辊缝时所受的摩擦、剪切力、挤压力增大，同时胶片变薄易于冷却，冷却后的生胶变硬，所受机械剪切力作用增大，塑炼效果随之提高。辊距与塑炼效果的关系如图3－9所示。

图3－9　辊距对NR塑炼效果的影响

1－4㎜；2－2㎜；3－1㎜；4－0.5

由图3－9可知，当辊距由4㎜减至0.5㎜时，天然橡胶门尼黏度迅速降低，可塑性则迅速提高。薄通塑炼就是基于这个道理。薄通塑炼不仅对天然橡胶，而且对合成橡胶均有很好的效果。如塑炼丁腈橡胶等，只有采取较小辊距(0.5㎜左右)进行薄通，才能获得较好效果。

③辊速及速比

塑炼时，辊筒转速快，即单位时间内生胶通过辊缝次数多，所受机械力的作用大，塑炼效果好，如图3－10所示。

但辊筒速度过快，塑炼胶升温快，反而会使塑炼效果下降，同时操作也不安全。因此辊筒转速不易过快，一般为13～18r／min。

图3－10NR在不同转速下塑炼时的降解

辊筒之间速比越大，速度梯度越大，剪切力越大，塑炼效率越高。

但速比太大时，过分激烈的摩擦作用会导致胶温上升得快，反而降低塑炼效果，而且电机负荷大，安全性差。通常应控制速比在1：1.15～1：1.35之间。如XK-160开炼机速比为1:1.25～1.35；XK-550开炼机速比为1:1.15～1.25。

④时间

生胶塑炼效果与时间有一定关系。在一定的时间范围内，塑炼时间越长，塑炼效果越好。超过这个时间范围后，可塑性趋于平稳。

天然橡胶可塑性变化与时间的关系如图3－11所示。图中表明，在塑炼周期最初的10～15min内，塑炼胶的可塑性增加得较快。但在超过20min后，则可塑性增加甚少，并逐渐趋于平稳。

产生这种现象的原因是，在经过一段时间的塑炼后，生胶的温度逐渐升高而软化，这时橡胶分子链容易滑移，不易被机械作用力破坏，从而使塑炼效果降低。

图3－11NR可塑度与塑炼时间的关系

由于塑炼胶可塑性增加与塑炼时间有上述的关系，因此，在用开炼机作包辊塑炼时，一般塑炼时间不宜超过20min。

当欲取得较大的可塑性时，则需采取分段塑炼的方法。

⑤装胶容量

塑炼时的装胶容量主要取决于开炼机规格，同时还要看生胶的种类。

开炼机规格一定时，容量过大，会因堆积胶过量而浮动，不易散热，塑炼效果差，且劳动强度大。容量太小，则生产效率低。实际生产中的装胶容量，如XK-450一次炼胶量为40～50kg；XK-550一次炼胶量为50～60kg。合成橡胶塑炼时因生热性较大，装胶容量应比天然橡胶少20～25％。

⑥化学塑解剂

添加化学塑解剂塑炼，能提高塑炼效果(表)，缩短塑炼时间，节省电力并减轻胶料收缩。

为了使化学塑解剂产生最佳效果，炼胶温度应适当提高如表3－4和表3－5。但温度达85℃时，塑炼效果反而下降。这是因为温度过高，机械作用显著减弱，而氧化尚未起主要作用的缘故。用促进剂M作塑解剂时，炼胶温度一般以70～75℃为宜。

表3－4 促进剂M或DM对天然橡胶的塑炼效果

类别

促进剂用量，份数

辊温，℃

平均可塑度p（威氏）

普通塑炼胶

M塑炼

DM塑炼

0

0.4

0.7

50±5

65±5

65±5

0.20

0.31

0.25

表3－5 温度对促进剂M塑炼的影响

辊温，℃

可塑度P(威氏)

4小时后

24小时后

40±5

55～60

70～80

0.33

0.39

0.42

0.32

0.38

0.40

分任务完成（03-1）：工艺制定-制定总任务分配的配方中天然橡胶薄通塑炼的标准和操作方法及步骤，学生分组查阅讨论（依据胶料用途、生产工艺）

学生发言分析：学生代表发言（每组轮流代表1人）（各组讨论结果）其它同学补充并进行现场评审。

范例

技术参数：

胶种为国产1号烟片；设备型号为XK-450开炼机；容量为30～35kg。

操作方法及步骤

按设备维护使用规程规定检查设备各部件，并开机空载运行，观察是否正常；

调整开炼机前后辊筒温度至规定标准(前辊45土1℃，后辊40土l℃)；

将辊距调至4～5㎜，将切胶胶块靠主驱动齿轮一边连续投入破胶4～5min；

辊距调小至0.8～l㎜，将破胶后胶片薄通10～13次，第一次薄通的胶片，第二次应扭转90

o

角加入；

辊距调至10～12㎜，将薄通后的胶片包辊后连续左右切割捣合3～5次，然后切割下片(下片至一半时，割取可塑性检查试样3～5块)，下片胶片厚度为13～14㎜，宽度为300～400㎜，长度为700～1200㎜；

将胶片放置中性皂....