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八步控制橡胶混炼工艺

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八步控制橡胶混炼工艺


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一、塑炼

塑炼是使橡胶从弹性状态变成一定塑性状态的加工工艺过程。经适当塑炼后的橡胶,在混炼时配合剂容易混入制成的胶料,便于压延、压出,模压制品花纹清晰,形状稳定,增加胶料流动性、溶解性及黏着性等。值得注意的是,丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶在制造时已调整好粘度值,通常不需塑炼;氯丁橡胶一般不需要单独塑炼,只要经过3-5次薄通即可进行直接混炼。

常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法是通过开炼机、密炼机的机械破坏作用,降低生胶的弹性,获得可塑性;化学塑炼法是借助特殊化学药品的作用,使生胶塑化。硫化鞋企业一般采用开炼机塑炼或加M塑炼。

1.开炼机塑炼

  1. .辊温 
    一般不宜超过55℃,辊温低,生胶黏度大,剪切力大,分子链易断裂,能较快地取得塑炼效果。当辊温过高,橡胶变软,分子链易于滑动,只能取得假可塑度。
  2. .辊距
    在同样速比下,辊距小,剪切速率大,剪切力大,塑炼效果好。同时,该小辊距下的胶片较薄,易于冷却使胶料黏度大,经受剪切力大,塑炼效率高。
  3. .时间
    实践证明,生胶在开始的10-15min内可塑度增加很快,以后趋于平稳。因此,要获得较大可塑度(0.50以上),必须采用分段塑炼法,每段不宜超过20min,每段之间的塑炼胶需冷却停放4-8h后方可进行下一段的塑炼。
  4. .容量
    塑炼容量应按炼胶机的型号规格进行,装胶容量过大,堆积胶过多,热量难于散发,塑炼效果差,返炼劳动强度大。装胶容量太小则生产效率低。
  5. .速比
    塑炼辊筒速比愈大,给予橡胶的机械破坏力愈大,塑炼的效果愈好。但随着速比增大,升温快,电力消耗也大,可塑度易出现假性,因此速比不宜过大,以1:(1.15-1.18)为宜。
  6. .切割顺序

从辊筒的右面和左面轮流有规律切割生胶,可以使得可塑度均匀,若切割不均匀可塑度也不匀。

2.加M塑炼

M在高温下增塑效能明显,塑炼胶复原性低,使用0.3-0.5份M可缩短塑炼时间30%-50%。

二、混炼

1、混炼的目的 

为了提高橡胶产品使用性能,改进橡胶工艺性能和降低成本,必须在生胶中加入各种配合剂。混炼就是通过机械作用使生胶与各种配合剂均匀混合的过程。

混炼不良,胶料会出现配合剂分散不均,胶料可塑度过低或过高、焦烧、喷霜等到现象,使后续工序难以正常进行,并导致成品性能下降。控制混炼胶质量对保持半成品和成品性能有着重要意义。通常采用检查项目有:1、目测或显微镜观察;2、测定可塑度;3、测定比重;4、测定硬度;5、温室物理机械性能和进行化学分析等。进行这些检验的目的是为了判断胶料中的配合剂分散是否良好,有无漏加和错加,以及操作是否符合工艺要求等。

2、混炼理论 

由于生胶粘度很高,为使各种配合剂均匀混入和分散,必须借助炼胶机的强烈机械作用进行混炼。

各种配合剂,由于其表面性质的不同,它们对橡胶的活性也各不一致。

按表面特性,配合剂一般可分为二类:一类具有亲水性,如碳酸盐、陶土、氧化锌、锌钡白等;另一类具有疏水性,如各种炭黑等。前者表面特性与生胶不同,因此不易被橡胶润湿;后者表面特性与生胶相近,易被橡胶润湿。为获得良好混炼效果,对亲水性配合剂的表面须加以化学改性,以提高它们与橡胶作用的活性,使用表面活性剂即可起到此种作用。表面活性剂大多为有机化合物,具有不对称的分子结构。其中常含有—OH、—NH2、—COOH、—NO2、—NO或—SH等极性基团,具有未饱和剩余化合价,有亲水性,能产生很强的水合作用;另外,它们分子结构中还有非极性长链或苯环式烃基,具有疏水性。因而当表面活性剂起着配合剂与橡胶之间的媒介作用,提高了配合剂在橡胶中的混炼效果。

表活性剂还起到稳定剂的作用,它们能稳定已分散的配合剂粒子在胶料中的分散状态,不致聚集基结团,从而提高了胶料的稳定性。

判断一种生胶混炼性能的优劣,常以炭黑被混炼到均匀分散所需时间来衡量。

生胶分子量分布的宽窄对混炼性能有着重要的影响。影响炭黑在橡胶中分散的因素除橡胶本身外,还有炭黑粒子的大小,结构和表面活性等有关,因而炭黑粒子愈细,在橡胶中的分散就愈困难,高结构炭黑的空隙大,在混炼钢初期形成的包容胶浓度低而粘度大,在随后的混炼中产生较大的剪应力,因而更易分散。

3、混炼工艺

目前,混炼工艺按其使用的设备,一般可分为以下两种:开放式炼机混炼和密炼机混炼。

  1. 、开放式炼胶机混炼
    在炼胶机上先将橡胶压软,然后按一定顺序加入各种配合剂,经多次反复捣胶压炼,采用小辊距薄通法,使橡胶与配合剂互相混合以得到均匀的混炼胶。
    加料顺序对混炼操作和胶料的质量都有很大的影响,不同的胶料,根据所用原材料的特殊性点,采用一定的加料顺序。通常加料顺序为:生胶(或塑炼胶)——小料(促进剂、活性剂、防老剂等)——液体软化剂——补强剂、填充剂——硫黄。
    生产中,常把个别配合剂与橡胶混炼以做成母炼胶,如促进剂母炼胶,或把软化剂配成膏状,再用母炼胶按比例配料,然后进行混炼。这样可以提高混炼的均匀性,减少粉剂飞扬,提高生产效率。开放式炼胶机混炼的缺点是粉剂飞扬大、劳动强度大、生产效率低,生产规模也比较小;优点是适合混炼的胶料品种多或制造特殊胶料。
  2. 、密炼机混炼

密炼机混炼一般要和压片机配合使用,先把生胶配合剂按一定顺序投入密炼机的混炼室内,使之相互混合均匀后,排胶于压片机上压成片,并使胶料温度降低(不高于100℃),然后再加入硫化剂和需低温加入的配合剂,通过捣胶装置或人工捣胶反复压炼,以混炼均匀,经密炼机和压片机一次混炼钢就得到均匀的混炼胶的方法叫做一段混炼法。

有些胶料如氯丁胶料,顺丁胶料经密炼机混炼后,于压片机下片冷却,并停放一定时间,再次回到密炼机上进行混炼,然后再在压片机上加入硫化剂,超促进剂等,并使其均匀分散,得到均匀的混炼胶,这种混炼方法叫做二段混炼。密炼机的加料顺序一般为:生胶——小料(包括促进剂、活性剂、防老剂等)——填料、补强剂——液体增塑剂。

要得到质量好的混炼胶,应根据胶料性质来决定合适的容量,加料顺序以及混炼的时间、温度、上顶栓的压力等工艺条件。

有些胶料采用密炼机混炼,可把塑炼和混炼工艺合并进行。经验证明,天然胶采用密炼机进行一段混炼效果较好。此法简化了生产工序,缩短生产周期,提高效率。但如在配方中使用大量难于在橡胶中均匀分散的配合剂时....


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