橡膠混煉工藝

1、 混混 煉工藝煉工藝一、定義一、定義指在煉膠機上將各種配合劑加入指在煉膠機上將各種配合劑加入到橡膠中制成混煉膠的工藝過程到橡膠中制成混煉膠的工藝過程 二、混煉的二、混煉的目的和意義目的和意義 1.保證產(chǎn)品的質(zhì)量保證產(chǎn)品的質(zhì)量3.高效節(jié)能高效節(jié)能2.適合于進一步的加工適合于進一步的加工第一節(jié)第一節(jié) 配合劑的加工和準備配合劑的加工和準備一、固體一、固體配合劑的粉碎配合劑的粉碎二、粉狀二、粉狀配合劑的干燥配合劑的干燥配合劑粉碎以便在膠料中分散配合劑粉碎以便在膠料中分散 粉碎設(shè)備：盤式粉碎機，球磨粉碎設(shè)備：盤式粉碎機，球磨機刨片機，錘式破碎機機刨片機，錘式破碎機 干燥的目的是除去或減少干燥的目的是除去

2、或減少配合劑中的水分及其他揮配合劑中的水分及其他揮發(fā)分含量。發(fā)分含量。干燥設(shè)備：干燥室，真空干燥設(shè)備：干燥室，真空干燥箱，烘箱及螺旋式連干燥箱，烘箱及螺旋式連續(xù)干燥機等續(xù)干燥機等 。 三、粉狀三、粉狀配合劑的篩選配合劑的篩選 四、軟化劑四、軟化劑的預(yù)熱和過濾的預(yù)熱和過濾 其目的是除去混夾在配合劑其目的是除去混夾在配合劑中的機械雜質(zhì)，配合劑本身的中的機械雜質(zhì)，配合劑本身的大顆粒及結(jié)團等。大顆粒及結(jié)團等。 篩選設(shè)備有振動篩、鼓式篩篩選設(shè)備有振動篩、鼓式篩選機和螺旋式篩選機等。選機和螺旋式篩選機等。 低熔點固體軟化劑可將其加低熔點固體軟化劑可將其加熱熔化，達到干燥脫水和降低熱熔化，達到干燥脫水和降低

3、粘度作用，再經(jīng)過濾去掉其中粘度作用，再經(jīng)過濾去掉其中的機械雜質(zhì)。的機械雜質(zhì)。 1. 定義定義 膏劑膏劑：液體軟化劑與易飛揚配合劑混合制成：液體軟化劑與易飛揚配合劑混合制成的膏狀混合物。的膏狀混合物。 母煉膠母煉膠：某些配合劑以較大的劑量預(yù)先與生：某些配合劑以較大的劑量預(yù)先與生膠混煉在一起制成簡單組分的混合物料，稱為膠混煉在一起制成簡單組分的混合物料，稱為該配合劑的母煉膠。最常見的有促進劑母膠、該配合劑的母煉膠。最常見的有促進劑母膠、炭黑母膠、化學(xué)塑解劑母膠等炭黑母膠、化學(xué)塑解劑母膠等。 2.膏劑的制造膏劑的制造 配合劑：軟化劑配合劑：軟化劑=2.5：1 3.母煉膠的制造母煉膠的制造 干法干法

4、；濕法；濕法五、膏劑與母煉膠的制造五、膏劑與母煉膠的制造 六、配合劑的六、配合劑的稱量與配合稱量與配合 要求：要求： 精密、準確、不漏、不錯精密、準確、不漏、不錯稱量操作稱量操作 手工稱量手工稱量 ；自動稱量；自動稱量 一混煉膠的結(jié)構(gòu)一混煉膠的結(jié)構(gòu) 混煉膠是由粒狀配合劑（如炭黑、促進劑、填充混煉膠是由粒狀配合劑（如炭黑、促進劑、填充劑等）分散于生膠中組成的分散體系。在分散體劑等）分散于生膠中組成的分散體系。在分散體系中，生膠的分散呈連續(xù)狀態(tài)，稱為分散質(zhì)，粒系中，生膠的分散呈連續(xù)狀態(tài)，稱為分散質(zhì)，粒狀配合劑為分散相。狀配合劑為分散相。 混煉膠不同于一般的膠體分散體系：混煉膠不同于一般的膠體分散體

5、系： （1）橡膠的粘度很高，膠料的熱力學(xué)不穩(wěn)定性在）橡膠的粘度很高，膠料的熱力學(xué)不穩(wěn)定性在一般情況下不太顯著；一般情況下不太顯著； （2）某些組分（如再生膠、增塑劑等）與橡膠能）某些組分（如再生膠、增塑劑等）與橡膠能互容，從而構(gòu)成了混煉膠的復(fù)合分散介質(zhì)；互容，從而構(gòu)成了混煉膠的復(fù)合分散介質(zhì)； （3）粒狀配合劑（如炭黑合促進劑等）與橡膠在）粒狀配合劑（如炭黑合促進劑等）與橡膠在接觸界面上產(chǎn)生了一定的物理和化學(xué)結(jié)合，這對接觸界面上產(chǎn)生了一定的物理和化學(xué)結(jié)合，這對膠料和硫化膠的性能起著重要的影響。膠料和硫化膠的性能起著重要的影響。第二節(jié)混煉工藝二、生膠的混煉性二、生膠的混煉性 生膠混煉時常出現(xiàn)的流動

6、狀態(tài)生膠混煉時常出現(xiàn)的流動狀態(tài)第一種狀態(tài)：第一種狀態(tài)：不能緊包前輥不能緊包前輥第二種狀態(tài)：第二種狀態(tài)：緊包前輥緊包前輥第三種狀態(tài)：第三種狀態(tài)：脫輥脫輥出兜出兜第四種狀態(tài)：第四種狀態(tài)：粘流態(tài)包輥粘流態(tài)包輥原因：混煉溫度低，膠料的可塑性小。原因：混煉溫度低，膠料的可塑性小。原因：溫度適宜，膠料的可塑性中。原因：溫度適宜，膠料的可塑性中。 原因：溫度略高，膠料的可塑性略大。原因：溫度略高，膠料的可塑性略大。原因：溫度太高，可塑度太大原因：溫度太高，可塑度太大 （二）影響因素（二）影響因素 1.生膠本身的粘彈性能生膠本身的粘彈性能 m 表示橡膠由粘彈性變形轉(zhuǎn)為完表示橡膠由粘彈性變形轉(zhuǎn)為完 全塑性流動所

7、需要的時間。全塑性流動所需要的時間。 2. 溫度溫度 3.切變速率（外力作用速率）切變速率（外力作用速率） 二、配合劑的混煉性及表面活性劑的作用二、配合劑的混煉性及表面活性劑的作用 1.親水性親水性的配合劑的配合劑 其粒子表面的分子特性與生膠其粒子表面的分子特性與生膠不同，兩者界面極性相差較大，不同，兩者界面極性相差較大，不易被橡膠所濕潤。不易被橡膠所濕潤。 2.疏水性疏水性的配合劑的配合劑 其表面張力與油相近，能與油親和，其表面張力與油相近，能與油親和，易為橡膠所濕潤，混煉時易分散。易為橡膠所濕潤，混煉時易分散。 3.添加表添加表面活性劑面活性劑 提高親水性的配合劑與橡膠的提高親水性的配合劑

8、與橡膠的親和性，改善其分散性能。此外，親和性，改善其分散性能。此外，表面活性劑又是一種良好的穩(wěn)定劑。表面活性劑又是一種良好的穩(wěn)定劑。 三、填料混煉的工藝過程三、填料混煉的工藝過程 1.濕潤階段（吃粉）濕潤階段（吃粉） 要求：要求： 生膠：可塑度大，門尼粘度低，生膠：可塑度大，門尼粘度低， 流動性好。流動性好。 炭黑：粒子大（比表面積?。亢冢毫Ｗ哟螅ū缺砻娣e?。?結(jié)構(gòu)性低。結(jié)構(gòu)性低。附聚物附聚物三、填料混煉的工藝過程三、填料混煉的工藝過程 2.分散階段分散階段 要求：要求： 生膠：可塑度小生膠：可塑度小 炭黑：粒子大，結(jié)構(gòu)性高。炭黑：粒子大，結(jié)構(gòu)性高。ReC 炭黑在膠料中的分散程度對性能的

9、影響炭黑在膠料中的分散程度對性能的影響 分散率：橡膠顆粒團塊小于分散率：橡膠顆粒團塊小于6um的百分數(shù)的百分數(shù) 混煉時間混煉時間/min 2 4 8 16分散率分散率/% 300%定伸應(yīng)力定伸應(yīng)力/MPa 拉伸強度拉伸強度/MPa拉斷伸長率拉斷伸長率/%磨耗磨耗/（cm3/106轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)） 71.4 99.3 100 100 14.3 12.6 12 11.7 21.6 25.5 26 25 460 530 540 530 289 142 136 四、結(jié)合橡膠四、結(jié)合橡膠混煉時，橡膠分子能與活性填料（主要是炭混煉時，橡膠分子能與活性填料（主要是炭黑）的粒子結(jié)合生成不溶性的炭黑黑）的粒子結(jié)合生成不

10、溶性的炭黑橡膠凝膠，橡膠凝膠，稱為結(jié)合橡膠。稱為結(jié)合橡膠。1. 形成結(jié)合橡膠的原因形成結(jié)合橡膠的原因橡膠分子通過范德華力吸附在炭黑表面顆粒上。橡膠分子通過范德華力吸附在炭黑表面顆粒上。煉膠時橡膠分子斷裂形成的游離基與炭黑粒子表面的活煉膠時橡膠分子斷裂形成的游離基與炭黑粒子表面的活性部位結(jié)合而成。性部位結(jié)合而成。煉膠時炭黑附聚物破裂后生成活性的新表面直接與橡膠煉膠時炭黑附聚物破裂后生成活性的新表面直接與橡膠分子反應(yīng)而結(jié)合。分子反應(yīng)而結(jié)合。橡膠分子纏結(jié)在已與炭黑粒子結(jié)合的橡膠分子中，或與橡膠分子纏結(jié)在已與炭黑粒子結(jié)合的橡膠分子中，或與之發(fā)生交聯(lián)作用，形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)合橡膠。之發(fā)生交聯(lián)作用，形成結(jié)構(gòu)

11、復(fù)雜的結(jié)合橡膠。四、結(jié)合橡膠四、結(jié)合橡膠 2.影響結(jié)合橡膠生成量的因素影響結(jié)合橡膠生成量的因素 填料性質(zhì)填料性質(zhì) a .表面性質(zhì)表面性質(zhì) b. 粒子大小粒子大小 c . 結(jié)構(gòu)性結(jié)構(gòu)性 生膠的化學(xué)活性生膠的化學(xué)活性 混煉時間混煉時間 混煉溫度混煉溫度 一般操作方法是先讓生膠包于前輥，并一般操作方法是先讓生膠包于前輥，并在在輥距的上方留有適量的存膠輥距的上方留有適量的存膠，再按規(guī)定加，再按規(guī)定加料順序往存膠上依次加入配合劑。當(dāng)配合料順序往存膠上依次加入配合劑。當(dāng)配合劑完全混入生膠后立即進行切割翻煉，以劑完全混入生膠后立即進行切割翻煉，以保證混合均勻，再經(jīng)薄通后下片。保證混合均勻，再經(jīng)薄通后下片。

12、混煉過程分為包輥、吃粉和翻煉混煉過程分為包輥、吃粉和翻煉 翻煉時，周向：混煉最均勻；軸向：不均勻；翻煉時，周向：混煉最均勻；軸向：不均勻；徑向：均勻性最差徑向：均勻性最差第三節(jié)開煉機的混煉工藝第三節(jié)開煉機的混煉工藝一、開煉機混煉過程一、開煉機混煉過程1.包輥包輥2.吃粉吃粉3.翻煉翻煉四種包輥狀態(tài)：四種包輥狀態(tài)：即濕潤階段。即濕潤階段。咬膠角（接觸角咬膠角（接觸角）控制條件：控制條件： 緊包前輥，輥筒上方有緊包前輥，輥筒上方有 適量的堆積膠適量的堆積膠.（理論上要堆到（理論上要堆到3245之間）之間）（1）斜刀法）斜刀法 （八把刀法）（八把刀法）（2）三角包法）三角包法（3）走刀法）走刀法 （

13、搗膠法）（搗膠法）不能包輥不能包輥緊包前輥緊包前輥脫輥脫輥粘流態(tài)包輥粘流態(tài)包輥吃粉時，在膠料包輥，加入配合劑之前，要使輥距吃粉時，在膠料包輥，加入配合劑之前，要使輥距上端保留適當(dāng)?shù)亩逊e膠，適量的堆積膠是吃粉的必上端保留適當(dāng)?shù)亩逊e膠，適量的堆積膠是吃粉的必要條件。要條件。周向：混煉最均勻；周向：混煉最均勻；軸向：不均勻；軸向：不均勻；徑向：均勻性最差徑向：均勻性最差PNO要使要使TQ二、開煉機混煉的工藝條件二、開煉機混煉的工藝條件*1.裝膠容量：理論量裝膠容量：理論量 V=0.0065DL 2.輥距輥距：48mm為宜，實驗室為宜，實驗室23mm 3.輥速和速比輥速和速比 輥速一般為輥速一般為16

14、18 r/min 適宜速比：適宜速比：1：1.11.2 4.輥溫：一般控制輥溫：一般控制5060， 前后輥溫度差前后輥溫度差T=510 5.混煉時間：應(yīng)根據(jù)膠料的配方和操作的混煉時間：應(yīng)根據(jù)膠料的配方和操作的 熟練程度而定。熟練程度而定。二、開煉機混煉的工藝條件二、開煉機混煉的工藝條件6.加料順序加料順序 一般原則：一般原則： 用量少，難分散的配合劑先加；用量大，易分用量少，難分散的配合劑先加；用量大，易分散的后加；為了防止焦燒，硫黃和超速促進劑一散的后加；為了防止焦燒，硫黃和超速促進劑一般都放在最后加入。般都放在最后加入。 NR膠料通常采用的加料順序：膠料通常采用的加料順序： 塑煉膠，再生膠

15、，母煉膠塑煉膠，再生膠，母煉膠固體軟化劑固體軟化劑促進促進劑、活性劑、防老劑、防焦劑劑、活性劑、防老劑、防焦劑補強填充劑補強填充劑液液體軟化劑體軟化劑硫黃、超速促進劑硫黃、超速促進劑 三密煉機的混煉工藝三密煉機的混煉工藝 優(yōu)點：混煉容量大，混煉時間短，效率高；投料、捏煉、加壓和排料操作易于機械化、自動化，勞動強度低，操作安全性大，配合劑損失、粉塵飛揚狀況得到改善，膠料質(zhì)量和環(huán)境衛(wèi)生條件好。 缺點：混煉時溫度較高，對溫度敏感的膠料易發(fā)生焦燒，需要對排膠進行補充加工。三、密煉機的混煉工藝三、密煉機的混煉工藝密煉機混煉密煉機混煉的特點的特點密煉機的密煉機的混煉歷程混煉歷程 濕潤階段濕潤階段分散階段分

16、散階段捏煉階段捏煉階段（塑化階段）（塑化階段）周向流動周向流動軸向流動軸向流動密煉機混煉密煉機混煉的工藝條件的工藝條件 裝膠容量：可根據(jù)填充系數(shù)裝膠容量：可根據(jù)填充系數(shù)f值來確定值來確定 上頂栓壓力：一般控制在上頂栓壓力：一般控制在6105Pa以上以上轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與混煉時間：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與混煉時間：4060r/min， 45min混煉溫度：混煉溫度： 100130。加料順序：生膠加料順序：生膠 活性劑、固體軟化劑、防老劑、活性劑、固體軟化劑、防老劑、普通促進劑普通促進劑炭黑炭黑液體軟化劑液體軟化劑硫磺和超速促進硫磺和超速促進劑劑 （一）密煉機混煉工藝操作方法（一）密煉機混煉工藝操作方法 1一段混煉法一

17、段混煉法 （1）傳統(tǒng)一段混煉法）傳統(tǒng)一段混煉法 把塑煉膠和各種配合劑逐步分次加入，每次加料后，放下上頂栓，加壓程度視具體情況而定。 傳統(tǒng)一段混煉法的混煉程序一般為：橡膠（生膠、塑煉膠、再生膠等）橡膠（生膠、塑煉膠、再生膠等） 硬脂酸硬脂酸 促進劑、活性劑、防老劑促進劑、活性劑、防老劑 補強填充劑補強填充劑 液液體軟化劑體軟化劑 排膠排膠 壓片機加硫黃和超速促進劑壓片機加硫黃和超速促進劑 下片下片 冷卻、停放冷卻、停放 （2）分段投膠一段混煉法）分段投膠一段混煉法 分批加入生膠，以強化炭黑的分散，達到改善合提高膠料的工藝性能及硫化較的物理機械性能。 具體操作：投入60%80%生膠和配合劑（硫化劑

18、和超促進劑除外），在70120混煉溫度下，混煉到總混煉時間的7080%，再把其余生膠并同硫化劑和超促進劑一起投入，再混煉12min后，排膠下片。 2兩段混煉兩段混煉 （1）傳統(tǒng)兩段混煉法）傳統(tǒng)兩段混煉法 用高速高壓密煉機進行第一段的粗混煉，使橡膠與配合劑混煉制成母膠，下片后經(jīng)停放一段時間后，再送入低速密煉機加硫黃和促進劑進行混煉，再經(jīng)壓片機補充加工膠片。 （2）分段投膠兩段混煉法）分段投膠兩段混煉法 第一段混煉時，把80%左右的生膠投入進行與傳統(tǒng)兩段混煉法一樣的混煉，制備母膠。在第二段混煉時將剩余20%左右的生膠投入母膠中混煉，均勻后排膠。 3逆混（倒混）煉法逆混（倒混）煉法 先把除硫黃和促進

19、劑以外的所有其它配合劑全部裝入密煉機中，然后再投入生膠進行混煉。 優(yōu)點：充分利用裝料容積，改善分散性，縮短混煉時間。適用于生膠挺性差和高炭黑合高油量配合膠料的混煉，如BR、EPDM等。 四混煉膠后膠料的補充加工與處理四混煉膠后膠料的補充加工與處理 1壓片與冷卻壓片與冷卻 壓片后立即浸涂隔離劑液進行冷卻與隔離，并經(jīng)進一步吹風(fēng)干燥，使膠片溫度降低到50以下。 2濾膠濾膠 對于質(zhì)量和性能要求比較嚴格的某些膠料，特別是氣密性要求嚴格的內(nèi)胎膠料、氣囊膠和其他氣動薄膜制品的膠料，混煉后必須濾膠。 3停放與管理停放與管理 一般需要停放48小時以上才能使用。 停放的目的是：a使膠料進行松弛，減小收縮；使膠料進行松弛，減小收縮； b使配合劑繼續(xù)擴散，促使膠料進一步均勻；使配合劑繼續(xù)擴散，促使膠料進一步均勻； c使橡膠與炭黑進一步相互作用，生成更多的結(jié)合橡膠。使橡膠與炭黑進一步相互作用，生成更多的結(jié)合橡膠。 在儲存期間注意膠料的通風(fēng)和散熱，以防焦燒。在儲存期間注意膠料的通風(fēng)和散熱，以防焦燒。第四節(jié)第四節(jié) 混煉膠的質(zhì)量檢查及質(zhì)量毛病混煉膠的質(zhì)量檢查及質(zhì)量毛病一、意義一、意義二、混煉膠二、混煉膠的快速檢驗的快速檢驗 保證膠料在以后各工序中的工保證膠料在以后各工序中的工藝性能和最終產(chǎn)品的質(zhì)量藝性能和最終產(chǎn)品