橡膠成形物料及配制培訓(xùn)教材

第四篇橡膠成形1第十四章橡膠成形原料及配制第十五章橡膠制品成形第十六章橡膠制品硫化2第十四章橡膠成形原料及配制14.1橡膠成形原料14.2橡膠膠料的配制3橡膠制品成形工藝過程：包括膠料配制、成形和硫化三個階段成形膠料配制工藝：通常包括塑煉和混煉兩個工序許多合成橡膠在合成過程中便控制分子量，可不進(jìn)行塑煉而直接混煉414.1橡膠成形原料14.1.1橡膠14.1.2配合劑14.1.3骨架材料514.1橡膠成形原料橡膠制品原料：基本組分橡膠、配合劑、骨架材料14.1.1橡膠一、橡膠原料分類最基本橡膠原料是橡膠生膠，有時采用部分再生膠和硫化膠膠粉橡膠生膠：指可以發(fā)生粘性（或塑性）形變進(jìn)行成形（即具有可塑性）的線性分子橡膠材料（按照物理性狀）生膠：捆包膠、粉末橡膠、液體橡膠和熱塑性彈性體等6捆包膠：由天然膠乳或合成膠乳經(jīng)凝聚、干燥、捆包而成的膠塊捆包膠是目前橡膠制品成形最重要的生膠品種粉末橡膠：粒徑在1mm以下的細(xì)粉粒狀固體生膠粉末橡膠不需塑煉而直接混煉7液體橡膠：室溫下為粘稠狀流動液體、分子量l萬以下的橡膠齊聚物液體橡膠有分子內(nèi)帶有活性官能團(tuán)和分子末端帶有活性官能團(tuán)兩種類型熱塑性彈性體：具有熱塑成形特點而不需要硫化即具有類似于硫化膠性能8再生膠：將廢舊橡膠制品和橡膠制品邊角廢料進(jìn)行部分降解以破壞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、從而獲得可塑性并能再硫化的回用橡膠硫化膠膠粉：將廢舊橡膠制品不經(jīng)再生而直接粉碎制成的膠粉制法：常溫粉碎、低溫粉碎和超微細(xì)粉碎（根據(jù)來源）生膠：天然橡膠和合成橡膠簡要介紹（略）：NR、BR、SBR、IIR、EPR、NBR及部分其他橡膠914.1.2配合劑配合劑：硫化劑、硫化促進(jìn)劑、硫化活性劑、防焦劑、填充劑、防老劑、增塑劑及其它用途配合劑橡膠制品硫化體系：硫化劑、硫化促進(jìn)劑、硫化活性劑和防焦劑構(gòu)成硫化體系：硫黃硫化體系和非硫黃硫化體系兩類配合劑要求：高度分散性，容易與生膠混合均勻，有良好親合力和相容性，不含有有害雜質(zhì)，無毒無害，揮發(fā)和遷移性小，不影響人體健康和污染環(huán)境10一、硫硫化劑劑硫化劑劑（交聯(lián)聯(lián)劑））：能能使橡橡膠發(fā)發(fā)生硫硫化的的化學(xué)學(xué)物質(zhì)質(zhì)種類：硫黃黃、硒硒、碲碲、含含硫化化合物物、有有機過過氧化化物、、金屬屬氧化化物、、樹脂脂、醌醌類化化合物物、胺胺類化化合物物等硫黃硫硫化體體系：硫黃黃、硒硒、碲碲及含含硫化化合物物等歸歸為硫硫黃硫硫化劑劑，主主要用用于天天然橡橡膠和和二烯烯類合合成橡橡膠非硫黃黃硫化化體系系：采用用非硫硫黃硫硫化劑劑的硫硫化體體系，，主要要用于于飽和和度較較大的的各種種合成成橡膠膠11硫黃：分子是是由八個個硫原原子組組成的的八元元環(huán)，，室溫溫下淺淺黃色色或黃黃色固固體結(jié)晶形形及無無定形形兩種種形態(tài)態(tài)，結(jié)結(jié)晶型型硫有有斜方方形硫硫（αα型））和單單斜形形硫（（β型型），，無定定形硫硫有液液狀硫硫黃（（λ型型）和和粘性性硫黃黃（μμ型）），粘性硫硫黃化學(xué)活活性最最大，，因此此硫化化橡膠膠制品品在120~160℃范范圍內(nèi)內(nèi)進(jìn)行行12橡膠工工業(yè)用用硫黃黃：硫黃黃粉、、不溶溶性硫硫黃、、膠體體硫黃黃、沉沉淀硫硫黃、、升華華硫黃黃等，，一般般多采采用硫硫黃粉粉橡膠工工業(yè)對對硫黃黃的性性能要要求：①最最主要要是純純度，，雜質(zhì)質(zhì)含量量不能能超過過上限限；②②其次次是硫硫黃的的分散散度，，硫黃黃粒子子低于于3~5μμm時時容易易結(jié)團(tuán)團(tuán)；③③再次次是硫硫黃的的酸價價，酸酸價過過大，，會遲遲延膠膠料的的硫化化13硫黃在在橡膠膠中的的溶解解度隨隨溫度度的升升高而而增大大噴硫現(xiàn)現(xiàn)象：當(dāng)溫溫度降降低時時可能能過飽飽和，，過量量硫黃黃會析析出而而在膠膠料表表面形形成結(jié)結(jié)晶危害：破壞壞硫黃黃在膠膠料中中分散散的均均勻程程度，，使膠膠料表表面的的粘著著力降降低，，給成成形帶帶來困困難原因：混煉煉不均均勻、、混煉煉溫度度過高高、硫硫黃用用量過過多和和停放放時間間過長長等14措施：在盡盡可能能低溫溫度下下或至至少在在硫黃黃熔點點以下下短時時間混混煉，，使硫硫黃在在膠料料中均均勻分分散；；配方方中加加入再再生膠膠、瓦瓦斯炭炭黑、、軟化化劑等等增加加硫黃黃溶解解度；；加入入吸附附硫黃黃的配配合劑劑硫黃用用量：軟質(zhì)質(zhì)天然然橡膠膠硫化化膠不不超過過3%，半半硬質(zhì)質(zhì)硫化化膠20%~30%，硬硬質(zhì)膠膠可30%~47%15二、硫硫化促促進(jìn)劑劑硫化促促進(jìn)劑劑（簡稱稱促進(jìn)進(jìn)劑））：凡凡能加加快硫硫化反反應(yīng)速速度，，縮短短硫化化時間間，降降低硫硫化反反應(yīng)溫溫度，，減少少硫化化劑用用量并并能提提高或或改善善硫化化膠的的物理理力學(xué)學(xué)性能能的配配合劑劑類型：無機機促進(jìn)進(jìn)劑和和有機機促進(jìn)進(jìn)劑兩兩類無機促促進(jìn)劑劑促進(jìn)效效果小小，硫硫化膠膠性能能差，，很少少采用用目前普普遍采采用有機促促進(jìn)劑劑，最常常用品品種數(shù)數(shù)十種種，分分噻唑唑類、、秋蘭蘭姆類類、次次磺酞酞胺類類、胍胍類、、二硫硫代氨氨基甲甲酸鹽鹽類、、醛胺胺類、、黃原原酸鹽鹽類和和硫脲脲類八八大類類16國際上上習(xí)慣慣以硫硫醇基基苯并并噻唑唑（促促進(jìn)劑劑M））的硫硫化速速度為為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)硫化速速度大大于促促進(jìn)劑劑M的的稱為為超速速或超超超速速促進(jìn)進(jìn)劑硫化速速度低低于促促進(jìn)劑劑M稱稱為中中速或或慢速速促進(jìn)進(jìn)劑與M相相同或或相近近的稱稱為準(zhǔn)準(zhǔn)速促促進(jìn)劑劑17對于硫硫化促促進(jìn)劑劑通常常要求求：較較高高的的活活性性及及硫硫化化臨臨界界溫溫度度、、硫硫化化平平坦坦線線長長、、對對橡橡膠膠老老化化性性能能及及物物理理力力學(xué)學(xué)性性能能不不產(chǎn)產(chǎn)生生惡惡化化作作用用等等促進(jìn)進(jìn)劑劑通通常常并并用用：彼彼此此取取長長補補短短，，通通常常將將用用量量多多的的稱稱為為第第一一促促進(jìn)進(jìn)劑劑，，用用量量少少的的稱稱為為第第二二促促進(jìn)進(jìn)劑劑，，第第一一促促進(jìn)進(jìn)劑劑通通常常使使用用噻噻唑唑類類，，第第二二促促進(jìn)進(jìn)劑劑通通常常使使用用秋秋蘭蘭姆姆類類、、胍胍類類和和醛醛胺胺類類181．．噻噻唑類類主要要品品種種兩種種：硫硫醇醇基基苯苯并并噻噻唑唑（促促進(jìn)進(jìn)劑劑M））和和二二硫硫化化二二苯苯并并噻噻唑唑（（促促進(jìn)進(jìn)劑劑DM））促進(jìn)進(jìn)劑劑M為通通用用型型促促進(jìn)進(jìn)劑劑，，用作作第第一一促促進(jìn)進(jìn)劑劑時時用用量量1~2份份；；促進(jìn)進(jìn)劑DM為淡淡黃黃色色粉粉末末，，常常與與其其它它促促進(jìn)進(jìn)劑劑并并用用以以提提高高活活性性，，用量量一一般般0.5~2.0份份促進(jìn)劑M促進(jìn)劑DM192．．秋秋蘭蘭姆姆類類秋蘭蘭姆姆類類屬屬于于超超速速促促進(jìn)進(jìn)劑劑，，最最常常用用品品種種是是二二硫硫化化四四甲甲基基秋秋蘭蘭姆姆（（促促進(jìn)進(jìn)劑劑TAMTD，，簡簡稱稱TT）），，用用量量一一般般0.2~0.3份份20三、、硫硫化化活活性性劑劑硫化化活活性性劑劑（活活性性劑劑、、活活化化劑劑、、助助促促進(jìn)進(jìn)劑劑））：：可可提提高高促促進(jìn)進(jìn)劑劑的的活活性性，，提提高高硫硫化化反反應(yīng)應(yīng)速速度度；；可可提提高高硫硫化化膠膠交交聯(lián)聯(lián)度度和和影影響響交交聯(lián)聯(lián)鍵鍵類類型型，，提提高高和和改改善善硫硫化化膠膠性性能能種類類：無無機機物物和和有有機機物物兩兩類類，，常用用活性性劑劑有氧化化鋅鋅、、氧氧化化鎂鎂和和硬硬脂脂酸酸21四、、防防焦焦劑劑防焦焦劑劑（硫硫化化遲遲延延劑劑、、硫硫化化遲遲緩緩劑劑、、遲遲效效劑劑））：：防防止止膠膠料料在在成成形形和和貯貯存存過過程程中中發(fā)發(fā)生生焦焦燒燒現(xiàn)現(xiàn)象象又又不不影影響響硫硫化化速速度度的的物物質(zhì)質(zhì)對防防焦焦劑劑的的要要求求：能能延延長長焦焦燒燒時時間間，，不不影影響響硫硫化化速速度度，，本本身身不不具具有有交交聯(lián)聯(lián)作作用用，，對對硫硫化化膠膠性性能能沒沒有有不不利利影影響響，，無無毒毒價價廉廉防焦焦劑劑主主要要種種類類有有有有機機酸酸類類、、亞亞硝硝基基類類和和硫硫代代亞亞胺胺類類等等化化合合物物22五、、防防老老劑劑防老老劑劑：凡凡能能抑抑制制橡橡膠膠老老化化過過程程的的物物質(zhì)質(zhì)（按按防防護(hù)護(hù)原原理理））類型型：物物理理防防老老劑劑和和化化學(xué)學(xué)防防老老劑劑兩兩類類（按按防防護(hù)護(hù)作作用用））類型型：抗抗氧氧劑劑、、抗抗臭臭氧氧劑劑、、曲曲撓撓龜龜裂裂抑抑制制劑劑、、有有害害金金屬屬抑抑制制劑劑、、紫紫外外線線吸吸收收劑劑等等物理理防防老老劑劑：借借助助物物理理隔隔離離發(fā)發(fā)揮揮防防護(hù)護(hù)作作用用，，主要要有有石石蠟蠟、、微微晶晶蠟蠟等等物物質(zhì)質(zhì)化學(xué)學(xué)防防老老劑劑：通通過過化化學(xué)學(xué)作作用用與游游離離基基發(fā)發(fā)生生氫氫轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移，，阻止止或或抑抑制制橡橡膠膠的的老老化化過過程程而起起到到防防老老化化作作用用（（主主要要有有胺胺類類和和酚酚類類））23六、、軟軟化化劑劑（按按作作用用機機理理））橡膠增塑塑劑：物理增增塑劑（（或稱軟軟化劑））和化學(xué)學(xué)增塑劑劑（或者者塑解劑劑、化學(xué)學(xué)塑解劑劑）兩類類軟化劑：作用原原理是增增大橡膠膠分子間間距離，，降低分分子間作作用力，，降低混混煉膠粘粘度，改改善成形形性能，，提高制制品彈性性和耐寒寒性，降降低制品品硬度軟化劑類類型：主要包包括石油油系、煤煤焦油系系、松焦焦油系、、脂肪油油類、脂脂肪酸類類、合成成酯類等等24塑解劑：能增強生生膠塑煉煉效果，，縮短塑塑煉時間間，提高高塑煉效效率的物物質(zhì)塑解劑類類型：多是含含硫化合合物如噻噻唑類、、胍類促促進(jìn)劑、、硫酚、、亞硝基基化合物物等25七、填充充劑（按作用用）橡膠填充充劑：補強填填充劑和和惰性填充充劑兩類（按物性性）橡膠填充充劑：無機填充劑和樹脂填充劑兩兩類常用補強強劑：炭黑、、白炭黑黑、碳酸酸鎂、活活性碳酸酸鈣、活活性陶土土、古馬馬隆樹脂脂、松香香樹脂、、聚苯乙乙烯樹脂脂、酚醛醛樹脂、、木質(zhì)素素等常用增容容劑：硫酸鋇鋇、滑石石粉、云云母粉等等（按形狀狀）橡膠填充充劑：粉末填填料和纖纖維填料，纖維類填填料主要要有石棉棉、玻璃璃纖維和和有機短短纖維等等26炭黑：用量僅僅次于生生膠而居居第二位位的原材材料，用用量占橡橡膠耗用用量40%~50%補強機理理：炭黑表表面具有有不均勻勻特性，表面有有系列能量量不等的的活性點點且能沿炭炭黑粒子子表面移移動，橡膠鏈與與炭黑表表面活性性點間的的吸附多多數(shù)是物物理吸附附，少量量為化學(xué)學(xué)吸附受外力作作用時物理吸附附點的解解吸和化化學(xué)吸附附點的滑滑動將吸收和緩緩沖外力力的作用用能量吸附點的的解吸、、滑動將將使橡膠內(nèi)內(nèi)部的應(yīng)應(yīng)力出現(xiàn)現(xiàn)被大多多數(shù)橡膠膠分子鏈鏈均化分分擔(dān)的效效應(yīng)27圖14.1炭黑補強強機理模模型(a)原原始狀態(tài)態(tài)(b)中中等拉伸伸，AA’滑移移(c)再再拉伸，，AA'再滑移移，BB’也發(fā)發(fā)生滑移移，全部部分子鏈鏈高度取取向(d)恢復(fù)，，炭黑粒粒子間的的分子鏈鏈有相等等的長度度，應(yīng)力力軟化28八、其它它配合劑劑其他配合合劑：著色劑劑、偶聯(lián)聯(lián)劑、發(fā)泡劑、、阻燃劑劑、溶劑劑、隔離離劑、增增粘劑、、脫模劑、、發(fā)泡劑劑、乳膠專用用配合劑劑等2914.1.3骨架材料料骨架材料料：由紡織織纖維、、鋼絲、、玻璃纖纖維等各各種纖維維經(jīng)編織織制成，，主要有有簾布、、帆布、、線繩、、鋼絲及及金屬骨骨架等類類型一、骨架架材料用用纖維骨架材料料纖維：主要是是錦綸、、滌綸、、鋼絲、、強力粘粘膠纖維維；其次次是維綸綸、玻璃璃纖維、、芳綸等等；極個個別產(chǎn)品品采用棉棉纖維30二、骨架架材料類類型1．線繩繩和鋼絲絲直接采用用單根形形式的線線繩或鋼鋼絲，在在制品中中按特定定的密度度、角度度和層數(shù)數(shù)排列以以實現(xiàn)增增強的作作用絲繩主要要用于輸輸送帶、、傳動帶帶和高壓壓膠管等等制品；；輪胎胎胎圈使用用鋼絲312．簾布布簾布：經(jīng)線密密緯線疏疏、按平平紋組織織編織而而成的布布型織物物，介于于單根簾簾線與完完全織物物之間品種：錦綸綸簾布布、滌滌綸簾簾布、、芳綸綸簾布布、鋼鋼絲簾簾布、、強力力粘膠膠簾布布、維維綸簾簾布、、玻璃璃纖維維簾布布、棉棉簾布布等應(yīng)用：輪胎胎制品品，其其次還還用于于三角角帶、、編織織和纏纏繞膠膠管等等圖14.2簾簾布布結(jié)構(gòu)構(gòu)示意意圖323．帆帆布帆布：經(jīng)緯緯線密密度和和規(guī)格格相同同，和和普通通布結(jié)結(jié)構(gòu)同同品種：錦綸綸帆布布、滌滌綸帆帆布、、維綸綸帆布布、棉棉帆布布、交交織帆帆布等等應(yīng)用：輸送送帶、、傳動動帶、、三角角帶、、夾布布膠管管、膠膠鞋和和其他他膠布布制品品4．金金屬骨骨架減震制制品常常常采采用金金屬板板等骨骨架，，內(nèi)胎胎氣門門嘴通通常采采用金金屬嘴嘴33圖14.3內(nèi)內(nèi)外外骨架架油封封斷面面結(jié)構(gòu)構(gòu)及產(chǎn)產(chǎn)品示示意圖圖3414.2橡橡膠膠膠料料的配配制14.2.1煉煉膠膠設(shè)備備14.2.2生生膠膠的塑塑煉14.2.3膠膠料料的混混煉3514.2橡橡膠膠膠料料的配配制成形膠膠料的的配制制工藝藝：包括括原材材料處處理、、生膠膠塑煉煉和膠膠料混混煉等等工序序14.2.1煉煉膠膠設(shè)備備煉膠設(shè)設(shè)備類類型：開放放式煉煉膠機機、密密閉式式煉膠膠機和和螺桿桿擠出出機一、開開放式式煉膠膠機開放式式煉膠膠機（開煉煉機））：主主要用用于橡橡膠的的塑煉煉、混混煉、、熱煉煉、壓壓片和和供膠膠，可可用于于再生生膠生生產(chǎn)中中的粉粉碎、、捏煉煉和精精煉，，廣泛泛應(yīng)用用于塑塑料混混煉和和油漆漆顏料料工業(yè)業(yè)361．分分類及及規(guī)格格（按橡橡膠工工藝用用途））類型：塑煉煉機、、混煉煉機、、壓片片機、、熱煉煉機、、破膠膠機、、洗膠膠機、、精煉煉機等等（按結(jié)結(jié)構(gòu)及及傳動動形式式）類型：標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)型、、整體體型和和雙電電機傳傳動型型三種種規(guī)格：采用用“輥輥筒工工作部部分直直徑××輥筒筒工作作部分分長度度”表表示，，目前前國產(chǎn)產(chǎn)開煉煉機只只采用用輥筒筒直徑徑表示示規(guī)格格并冠冠以漢漢語拼拼音符符號以以表示示機臺臺型號號和用用途37表14.1開煉機類型382．基本結(jié)結(jié)構(gòu)開煉機結(jié)構(gòu)構(gòu)：輥筒、調(diào)調(diào)距裝置、、安全制動動裝置、調(diào)調(diào)溫裝置、、輥筒軸承承、機架、、橫梁、機機座、潤滑滑裝置和傳傳動裝置等等（1）輥筒筒輥筒是最主主要部件，，用途不同同，輥筒工工作表面形形狀不同塑煉、混煉煉、熱煉、、壓片的輥輥筒表面均均為光滑表表面破膠、洗膠膠、粉碎的的輥筒表面面多為帶溝溝紋的特殊殊構(gòu)形精煉的輥筒筒表面光滑滑且呈腰鼓鼓形開煉機輥筒筒有中空結(jié)結(jié)構(gòu)和圓周周鉆孔結(jié)構(gòu)構(gòu)兩種，大大型開煉機機多采用圓圓周鉆孔結(jié)結(jié)構(gòu)39（2）調(diào)距距裝置常用調(diào)距裝裝置：有手動式式、電動式式和液壓傳傳動式三種種，目前開開煉機多以以手動式和和電動式為為主，部分分采用液壓壓傳動形式式，調(diào)距范范圍一般0.1~15mm手動式適用用于中、小小型開煉機機，大規(guī)格格開煉機普普遍采用電電動式40（3）安全全制動裝置置安全制動裝裝置：包括安全全裝置和制制動裝置兩兩部分安全裝置：防止膠料料過多、過過硬或落下下金屬雜物物而發(fā)生超超負(fù)荷時主主要零部件件損壞常見有安全全墊片和液液壓安全裝裝置兩類制動裝置（即緊急剎剎車裝置））：保障開開煉機工作作時人身和和設(shè)備的安安全應(yīng)用較多制制動裝置是是由安全拉拉桿和制動動器兩部分分組成（還還有按鈕剎剎車）41（4）輥溫溫調(diào)節(jié)裝置置常用輥溫調(diào)調(diào)節(jié)裝置：開式輥溫溫調(diào)節(jié)裝置置和閉式輥輥溫調(diào)節(jié)裝裝置兩種，，前者多用用于煉膠機機，后者多多用于煉塑塑機開式調(diào)溫裝裝置的冷卻卻效果好，，但冷卻水水消耗量大大；閉式輥輥溫調(diào)節(jié)裝裝置的冷卻卻效果差，，但冷卻水水消耗量少少大規(guī)格熱煉煉機和壓片片機需采用用鉆孔式輥輥筒42（a）開式式輥溫調(diào)節(jié)節(jié)裝置的輥輥筒（b）閉式式輥溫調(diào)節(jié)節(jié)裝置的輥輥筒圖14.4開煉機機輥筒的結(jié)結(jié)構(gòu)1－輥筒2－水管管3－堵堵頭4－－漏水斗5－導(dǎo)向向盤6－套筒7－密封封套8－填料433．工作原原理及參數(shù)數(shù)（1）工作作原理橡膠生膠塑塑煉時促使使橡膠分子子鏈氧化斷斷裂，橡膠膠膠料混煉煉時促使膠膠料各組分分相對位置置不斷更新新而實現(xiàn)均均勻混合44（2）主要要工作參數(shù)數(shù)主要工作參參數(shù)：輥速、速速比、速度度梯度、容容量和生產(chǎn)產(chǎn)能力等影響生產(chǎn)能能力的因素素：煉膠容量量、輥筒直直徑及長度度、輥距、、速比、輥輥速、煉膠膠溫度、煉煉膠時間和和操作方法法等45二、密閉式式煉膠機密閉式煉膠膠機（密煉機））：主要用用于橡膠塑塑煉和混煉煉，也用于于塑料、瀝瀝青料、油油氈料和搪搪瓷料的混混煉，橡膠膠工業(yè)煉膠膠設(shè)備以密密煉機為主主461．分類及及規(guī)格常用密煉機機類型：轉(zhuǎn)子相切切型和轉(zhuǎn)子子嚙合型兩兩種，兩者者主要區(qū)別別是轉(zhuǎn)子，，國內(nèi)普遍遍使用轉(zhuǎn)子子相切型轉(zhuǎn)子相切型型：轉(zhuǎn)子橫截截面呈橢圓圓形，螺棱棱有兩棱和和四棱兩種種，兩個轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子存在速速比，螺棱棱彼此不相相嚙合轉(zhuǎn)子嚙合型型：轉(zhuǎn)子橫截截面呈圓形形，兩個轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速速相同，彼彼此的螺棱棱相嚙合。。由于轉(zhuǎn)子子結(jié)構(gòu)不同同，因此兩兩種密煉機機的煉膠原原理有所不不同47（按轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)）密煉機類型型：慢速密煉機機、中速密密煉機和快快速密煉機機，三者轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)r／min分別別20以下下、30左左右和40以上（按轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子斷斷面形形狀））密煉機機類型型：橢圓形形轉(zhuǎn)子子密煉煉機、、圓筒筒形轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子密密煉機機和三三棱形形轉(zhuǎn)子子密煉煉機（按轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)是是否可可變））密煉機機類型型：單速密密煉機機、雙雙速密密煉機機、四四速密密煉機機和變變速密密煉機機等48密煉機規(guī)格格：一般采用用混煉室總總?cè)莘e和長長轉(zhuǎn)子（主主動轉(zhuǎn)子））的轉(zhuǎn)數(shù)來來表示，同同時在總?cè)萑萘壳懊婀诠谝苑栆砸员硎緸楹魏畏N機臺如XM－80／40型：X表示橡膠膠類，M表表示密煉機機，80表表示混煉室室總?cè)萘繛闉?0L，，40表示示長轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)為40r／min49圖14.5圓筒筒形轉(zhuǎn)子圖14.6三棱棱形轉(zhuǎn)子502．基本結(jié)結(jié)構(gòu)密煉機結(jié)構(gòu)構(gòu)：包括混煉煉室及轉(zhuǎn)子子、加料壓壓料及卸料料裝置、加加熱冷卻裝裝置、傳動動裝置和控控制裝置等等（1）轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)子：橢圓形轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子、圓筒筒形轉(zhuǎn)子和和三棱形轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子橢圓形轉(zhuǎn)子子分為雙棱棱轉(zhuǎn)子和四四棱轉(zhuǎn)子51冷卻方式：噴淋式和和螺旋夾套套式兩種通常采用噴噴淋式，其其結(jié)構(gòu)和開開煉機輥筒筒的開式輥輥溫調(diào)節(jié)裝裝置冷卻方方式相同螺旋夾套式式冷卻效果果好，是冷冷卻水由進(jìn)進(jìn)水管先進(jìn)進(jìn)入轉(zhuǎn)子突突棱的空腔腔內(nèi)，然后后通過螺旋旋形套筒流流入另一突突棱的空腔腔內(nèi)，最后后從套筒內(nèi)內(nèi)腔流出52（2）混煉煉室混煉室是密密煉機的另另一主要工工作部件：在煉膠過過程中承受受著膠料強強烈的摩擦擦、擠壓和和化學(xué)腐蝕蝕等作用混煉室結(jié)構(gòu)構(gòu)：對開組合合式、前后后組合式、、開閉式和和傾斜式對開組合式式混煉室的的制造安裝裝和檢修比比較方便前后組合式式混煉室有有利于混煉煉室內(nèi)的熱熱量散出開閉式的前前、后混煉煉室壁可打打開，便于于清理和檢檢查通常實驗室室用小型密密煉機才采采用開閉式式混煉室應(yīng)具具有良好冷冷卻裝置，，冷卻方式：噴淋式、、水浸式、、夾套式、、鉆孔式和和槽道式五五種53（3）加料料壓料及卸卸料裝置加料壓料裝裝置主要是是向混煉室室中加料并并對膠料加加壓，安裝裝在混煉室室上部加料裝置：打開翻板板門向混煉煉室加料，，打開裝料料斗后門的的活頁或在在左右側(cè)板板上開孔安安上管道向向混煉室加加料壓料裝置：作用是使使上頂栓升升降及對膠膠料加壓，，有氣壓上上頂栓和液液壓上頂栓栓兩種上頂栓鑄成成中空形式式以便通冷冷卻水或蒸蒸汽冷卻或或加熱卸料裝置：開閉卸料料口的裝置置，卸料口口設(shè)在混煉煉室的下部部，有滑動動式和擺動動式兩種型型式543．工作原原理及參數(shù)數(shù)（1）工作作原理密煉機混煉煉室內(nèi)生膠膠的塑煉或或混煉膠的的混煉，經(jīng)經(jīng)受流動和和變形的捏捏煉作用很很復(fù)雜，大大致四種作作用：①轉(zhuǎn)子突棱棱頂與密煉煉室內(nèi)壁間間隙的捏煉煉作用（橢橢圓形轉(zhuǎn)子子尤為突出出）②轉(zhuǎn)子間的的攪拌作用用③轉(zhuǎn)子間的的折卷作用用④轉(zhuǎn)子間的的軸向往返返切割攪拌拌作用55圖14.7膠料在在密煉室中中的流動56（2）工作作參數(shù)主要工作參參數(shù)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速速及速比、、上頂栓壓壓力、工作作容量和生生產(chǎn)能力等等密煉機兩轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之之比稱為速速比，橢圓圓形轉(zhuǎn)子速速比一般1.1~1.18填充系數(shù)直直接影響工工作容量和和煉膠質(zhì)量量，一般0.5~0.8范圍圍提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和上頂頂栓壓力都都可大大縮縮短煉膠時時間，提高高生產(chǎn)能力力57三、螺桿擠擠出機表14.2螺桿擠出機機的橡膠工工藝用途58螺桿擠出機機：橡膠制品品成形的重重要設(shè)備，，按螺桿數(shù)數(shù)目可分為為單螺桿擠擠出機、雙雙螺桿擠出出機和多螺螺桿擠出機機，按喂料料方式可分分為熱喂料料擠出機和和冷喂料擠擠出機僅介紹濾膠膠、排料和和混煉三種種特殊橡膠膠擠出機1．混煉擠擠出機混煉擠出機機：傳遞式混混煉擠出機機、隔板式式混煉擠出出機、FCM連續(xù)混混煉機和雙雙階擠出機機等59（1）傳遞遞式混煉擠擠出機傳遞式（剪剪切式）混混煉擠出機機是構(gòu)型特特殊的螺桿桿擠出機螺桿和機筒筒都具有特特殊螺紋溝溝槽，螺桿的螺螺紋槽深由由大漸小乃乃至無溝槽槽，而機筒筒上的槽深深由小至大大、互相配配合，一般般2~4段段，形成若若干個剪切切區(qū)螺桿轉(zhuǎn)動時時膠料在螺螺桿與機筒筒的槽溝內(nèi)內(nèi)互相交替替，不斷地地更換對膠膠料的剪切切面，致使使膠料產(chǎn)生生強烈的剪剪切作用60圖14.8傳傳遞式混混煉擠出出機示意意圖1－膠料料2－機筒筒3－－螺桿61（2）擋擋板式混混煉擠出出機用途：主要用用于快速速大容量量密煉機機的排料料，做補補充混煉煉，也可可以用于于擠出胎胎面及最最終混煉煉主要工作作部分是帶有橫橫向擋板板和縱向向擋板的的多頭螺螺桿橫向擋板板垂直于于相鄰兩兩個螺紋紋面，它它阻擋膠膠料的流流動，對對膠料產(chǎn)產(chǎn)生較大大的剪切切作用連接兩個個螺紋的的擋板稱稱縱向擋擋板，它它使膠料料產(chǎn)生分分流作用用，使膠膠料不斷斷分割、、混合膠料在擠擠出過程程中多次次被螺紋紋和擋板板進(jìn)行分分割、匯匯合、剪剪切、攪攪拌，完完成混合合效果好好62圖14.9擋擋板式混混煉擠出出機示意意圖1－橫向向擋板2－縱縱向擋板板3－－螺紋4－機機筒63（3）FCM連連續(xù)混煉煉機FCM連連續(xù)混煉煉機：既既保持密密煉機的的優(yōu)異混混合特性性同時又又轉(zhuǎn)變?yōu)闉檫B續(xù)工工作FCM外外形很像像雙螺桿桿擠出機機，內(nèi)部部有兩根根并排的的轉(zhuǎn)子，，轉(zhuǎn)子工工作部分分由加料料段、混煉段和和排料段段組成，，兩根轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子作相相向運動動但速度度不同64圖14.10FCM連續(xù)混混煉機示示意圖1－機筒筒2－－加料斗斗3－－傳動裝裝置4－轉(zhuǎn)子子5－－排料口口652．部分分特殊用用途用擠擠出機（1）濾濾膠擠出出機濾膠機主主要用于于清除膠膠料或再再生膠內(nèi)內(nèi)的機械械雜質(zhì)和和粒度較較大的膠膠塊濾膠機的的螺桿一一般多為為雙頭等等距、等等深的螺螺紋（也也有單頭頭螺紋）），長徑徑比較熱熱喂料擠擠出機稍稍大（L／D=5~6）66（2）排排料擠出出機排料擠出出機用于于排送快快速密煉煉機卸下下來的膠膠料結(jié)構(gòu)型式式較多，，可裝設(shè)設(shè)造粒和和壓片機機頭將膠膠料直接接制成粒粒狀或片片狀6714.2.2生生膠的的塑煉塑煉：使分子子量降低低、提高高生膠流流動性和和可塑性性的工藝藝過程一、塑煉煉原理1．塑煉煉降解反反應(yīng)歷程程橡膠塑煉煉的方法法有低溫溫塑煉和和高溫塑塑煉兩種種低溫塑煉煉：把膠料料溫度在在110℃以下下的塑煉煉，主要要利用機機械力作作用使分分子鏈產(chǎn)產(chǎn)生斷，，同時氧氧穩(wěn)定自自由基以以實現(xiàn)降降解高溫塑煉煉：膠料溫溫度在110℃℃以上進(jìn)進(jìn)行的塑塑煉，主主要利用用自動氧氧化作用用使分子子鏈產(chǎn)生生氧化斷斷裂降解解68生膠大分分子鏈在在機械剪剪切力作作用下斷斷裂而生生成分子子鏈較短短的分子子游離基基在空氣中中生膠大大分子游游離基立立即與氧氧發(fā)生反反應(yīng)，成成為過氧氧化物游游離基（1）低低溫塑煉煉降解反反應(yīng)歷程程69大分子過過氧化物物游離基基在室溫溫下不穩(wěn)穩(wěn)定，容容易吸收收氫原子子而失活活70在缺氧或或氮氣下下分子游游離基將將偶合產(chǎn)產(chǎn)生支鏈鏈或交聯(lián)聯(lián)，達(dá)不不到塑煉煉預(yù)期效效果結(jié)論：①機械力力使生膠膠分子鏈鏈斷裂后后，游離離基在無無氧存在在時得不不到塑煉煉效果②當(dāng)有氧氧存在時時氧化作作用使游游離基得得以穩(wěn)定定而獲得得塑煉效效果③過氧化化游離基基同時也也可能產(chǎn)產(chǎn)生交聯(lián)聯(lián)作用而而生成凝凝膠，尤尤其是合合成橡膠膠，但天天然橡膠膠低溫塑塑煉很少少發(fā)生這這種交聯(lián)聯(lián)71首先生膠膠大分子子上的氫氫原子被被氧奪取取形成游游離基空氣充足足時游離離基繼續(xù)續(xù)產(chǎn)生氧氧化反應(yīng)應(yīng)生成大大分子過過氧化氫氫物（2）高高溫塑煉煉降解反反應(yīng)歷程程72在高溫下下過氧化化物很不不穩(wěn)定，，立即分分解生成成分子量量較小的的分子73化學(xué)塑解解劑能夠夠加快生生膠大分分子鏈的的斷裂速速度而增增加塑煉煉效果化學(xué)塑解解劑：鏈終止止型、鏈鏈引發(fā)型型和混合合型三類類型鏈終止型型為低溫溫塑解劑劑，適用用于低溫溫塑煉，，如二甲甲苯基硫硫酚鹽等等鏈引發(fā)型型為高溫溫塑解劑劑，適用用于高溫溫塑煉，，如過氧氧化二苯苯甲酰等等混合型塑塑解劑低低溫塑煉煉和高溫溫塑煉都都適用，，如促進(jìn)進(jìn)劑M、、DM等等（3）存存在化學(xué)學(xué)塑解劑劑時的降降解反應(yīng)應(yīng)歷程74低溫塑解解使用鏈鏈終止型型塑解劑劑（硫酚酚等）可可使斷鏈鏈生成的的大分子子自由基基終止75高溫塑煉煉使用鏈鏈引發(fā)型型塑解劑劑，塑解解劑高溫溫下分解解生成自自由基后后而使大大分子變變成大分分子游離離基，從從而引發(fā)發(fā)和加速速氧化裂裂解反應(yīng)應(yīng)762．塑煉煉影響因因素塑煉影響響因素：主要有有氧、溫溫度、機機械力、、化學(xué)塑塑解劑和和靜電等等（1）氧氧塑煉過程程中必須須有氧的的存在，，否則達(dá)達(dá)不到塑塑煉預(yù)期期效果77圖14.11天天然橡橡膠在不不同介質(zhì)質(zhì)中塑煉時門門尼黏度度的變化化78（2）溫溫度圖14.12NR塑煉效效果與塑塑煉溫度度關(guān)系n0－塑煉前前分子數(shù)數(shù)n－塑煉煉30min后后分子數(shù)數(shù)1－低溫溫塑煉2－高高溫塑煉煉79（3）機機械力低溫塑煉煉時生膠膠分子鏈鏈斷裂概概率與與機機械剪切切力間間存在：：式中，為為平均均分子量量，為為最長分分子的分分子量（（包括有有長支鏈鏈和纏結(jié)結(jié)點在內(nèi)內(nèi)）80規(guī)律：塑煉溫度越越低、橡膠粘粘度越大、剪剪切速率越高高、分子量越越大，則塑煉煉時膠料受到到的機械力越越大，分子越越容易斷裂，，因此低溫塑塑煉時盡可能能地降低輥筒筒溫度和生膠膠溫度，提高高輥筒轉(zhuǎn)速和和縮小輥距81（4）化學(xué)塑塑解劑高溫塑煉時采采用塑解劑比比低溫塑煉效效果更突出低溫塑煉采用用塑解劑時應(yīng)應(yīng)適當(dāng)提高塑塑煉溫度才能能充分發(fā)揮塑塑解效果（5）靜電塑煉過程生膠膠與煉膠輥筒筒或轉(zhuǎn)子間強強烈摩擦而產(chǎn)產(chǎn)生靜電，靜靜電促使氧氣氣電離生成原原子態(tài)氧和臭臭氧，加大氧氧化作用，促促使生膠氧化化斷裂靜電平均電位位差可達(dá)2000~6000V，個個別可高達(dá)15000V823．塑煉規(guī)律律（1）低溫塑塑煉規(guī)律①分子斷鏈往往往優(yōu)先發(fā)生生在弱鍵處，，鍵能越低，，斷鏈幾率越越大②大分子鏈中中央部位受力力最大，分子子斷鏈往往首首先發(fā)生在鏈鏈的中部③分子量越大大，斷鏈幾率率越大，隨塑塑煉進(jìn)行，分分子量分布變變窄83④塑煉初期因因生膠平均分分子量較高，，故分子量下下降速度較快快，此后逐漸漸減慢⑤對于特定塑塑煉條件（如如溫度、剪切切效率等）存存在相應(yīng)極限限分子量需要特別說明明：低溫塑煉時時除機械降解解作用外同時時也會發(fā)生一一定氧化降解解作用，氧化化降解作用通通常隨塑煉溫溫度的升高而而增大84（2）高溫塑塑煉規(guī)律高溫塑煉時膠膠料粘度低，，機械力作用用常常不足以以使分子鏈斷斷裂，自動熱熱氧化降解是是主要降解機機理①對于內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)分布一致致的分子鏈，，斷鏈部位在在分子鏈各處處都以相同幾幾率發(fā)生②不同分子量量分子鏈的降降解幾率幾乎乎相同，因此此塑煉不會發(fā)發(fā)生分子量分分布變窄③生膠可塑性性隨塑煉時間間增長而不斷斷增大，不存存在極限分子子量85二、塑煉工藝藝橡膠塑煉過程程：通常包括塑塑煉前準(zhǔn)備、、塑煉和塑煉煉后處理三個個階段塑煉前準(zhǔn)備：選膠、烘膠膠、切膠和破破膠等塑煉工藝：開煉機塑煉煉、密煉機塑塑煉和螺桿擠擠出機塑煉塑煉后處理：壓片、冷卻卻、停放和質(zhì)質(zhì)量檢查861．塑煉前準(zhǔn)準(zhǔn)備（1）選膠根據(jù)外觀對不不符合等級質(zhì)質(zhì)量要求的應(yīng)應(yīng)加以挑選和和分級處理比如膠包內(nèi)部部有發(fā)霉或者者外皮較臟，，用于制造低低級制品87（2）烘膠捆包膠塑煉前前需要切割成成小塊，生膠膠低溫長期貯貯存后會硬化化和結(jié)晶，難難以切割和塑塑煉，需要預(yù)預(yù)先烘膠以加加溫軟化并解解除結(jié)晶加熱方式：氣熱式和電電熱式（如高高頻烘膠裝置置）兩種專門烘膠房烘烘膠：烘房溫度一一般50~70℃，不宜宜過高，夏秋秋季烘膠時間間24~36h，冬春季季36~72h88（3）切膠生膠加溫后需需按工藝要求求切成小塊（（如天然生膠膠通常切成10kg左右右）切膠前應(yīng)剝除除膠包外皮，，用刷子或水水洗去除外表表面沙粒和雜雜質(zhì)89（4）破膠切膠的膠塊塑塑煉前須用破破膠機進(jìn)行破破膠以提高塑塑煉效率合成橡膠切膠膠膠塊，一般般無需破膠而而直接進(jìn)行塑塑煉（或混煉煉）破膠機輥筒粗粗而短（長徑徑比?。?，表表面設(shè)有溝紋紋，兩輥筒速速比較大生產(chǎn)中常將破破膠和塑煉一一起用開煉機機連續(xù)進(jìn)行而而不專門用破破膠機902．塑煉（1）開煉機機塑煉開煉機塑煉方方法：包輥塑煉法法和薄通塑煉煉法兩種包輥塑煉法：一段塑煉法法和分段塑煉煉法兩種一段塑煉法：一次完成塑塑煉的方法，，應(yīng)保持積膠膠并需多次割割刀翻膠，塑塑煉周期較長長，所能達(dá)到到的可塑度較較低分段塑煉法：即將膠料包包輥塑煉10~15min后出片和和冷卻，再停停放4~8h以上再進(jìn)進(jìn)行包輥塑煉煉，塑煉數(shù)次次直至達(dá)到可可塑度要求，，分段塑煉法法有兩段塑煉煉法、三段塑塑煉法、四段段塑煉法等91薄通塑煉法：生膠在0.5~1.0mm小輥距距通過輥縫后后不包輥而直直接落入接盤盤，然后將膠膠片扭轉(zhuǎn)90ｏ再通過輥縫，，反復(fù)多次直直至獲得所需需可塑度該法塑煉效果果好，塑煉膠膠可塑度均勻勻、質(zhì)量高，，適用于各種種生膠92開煉機塑煉屬屬于低溫塑煉煉：影響因素有有輥溫、時間間、輥距、速速比、膠量和和化學(xué)增塑劑劑等開煉溫度越低低、輥距越小小，塑煉效果果越大（剪切切作用大，膠膠片薄易冷卻卻）輥筒速比越大大，塑煉效果果越大，速比比一般1∶1.25~1.27間裝膠量太大，，堆積膠過多多，熱量難以以散發(fā)，塑煉煉效果差化學(xué)塑解劑能能縮短塑煉時時間和提高塑塑煉效果，用用量一般0.1~0.393塑煉特點：膠料質(zhì)量好好、收縮小，，但生產(chǎn)效率率低、勞動強強度大工藝應(yīng)用：適宜于膠種種經(jīng)常變化和和耗膠量少的的生產(chǎn)情況94（2）密煉機機塑煉密煉機塑煉屬屬于高溫塑煉煉：膠料所受機機械捏煉作用用強烈，生熱熱量極大，物物料來不及冷冷卻，料溫通通常高于120℃甚至至達(dá)160~180℃密煉機塑煉方方法：一段塑煉法法和分段塑煉煉法塑煉特點：生產(chǎn)能力大大、勞動強度度低、自動化化程度高工藝應(yīng)用：密閉系統(tǒng)清清理相對困難難，故適用于于膠種變化少少的場合95塑煉效果影響響因素：塑煉溫度、、塑煉時間、、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、、裝膠量和上上頂栓壓力等等溫度升高，塑塑煉效果增大大，但過高會會導(dǎo)致過度降降解，使性能能下降生膠的可塑性性隨塑煉時間間的增長而不不斷增大轉(zhuǎn)子速度越快快，膠料達(dá)到到同樣可塑度度所需塑煉時時間越短96裝膠量應(yīng)適當(dāng)當(dāng)，過大或過過小都不能使使生膠得到充充分碾軋而產(chǎn)產(chǎn)生有效塑煉煉上頂栓必須對對膠料加壓才才能獲得好的的塑煉效果化學(xué)塑解劑效效果好，生膠膠量0.3%~0.5%可縮短塑煉煉時間30%~50%97（3）螺桿擠擠出機塑煉螺桿擠出機塑塑煉屬于高溫溫塑煉：生將受到螺螺桿強烈的機機械攪拌、摩摩擦和剪切作作用產(chǎn)生大量量熱量，溫度度可高達(dá)150~180℃而發(fā)生氧氧化裂解98塑煉煉效效果果影影響響因因素素：溫溫度度、、填填膠膠速速度度和和口口模模間間隙隙等等機身身、、模模頭頭等等部部位位溫溫度度適適中中，，溫溫度度過過高高會會使使生生膠膠氧氧化化裂裂解解過過度度，，如如NR塑塑煉煉時時通通常常機機筒筒80~90℃℃，，機機頭頭90~100℃℃，，排排膠膠溫溫度度應(yīng)應(yīng)低低于于180℃℃填膠膠速速度度應(yīng)應(yīng)與與機機筒筒內(nèi)內(nèi)部部容容量量相相適適應(yīng)應(yīng)，，填填膠膠過過快快，，容容易易出出現(xiàn)現(xiàn)夾夾生生現(xiàn)現(xiàn)象象；；填填膠膠過過慢慢，，可可塑塑性性過過大大，，影影響響排排膠膠操操作作機頭頭口口模模間間隙隙應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)工工藝藝條條件件和和塑塑煉煉膠膠可可塑塑性性確確定定，，口口模模間間隙隙大大，，出出膠膠量量大大，，生生產(chǎn)產(chǎn)率率高高，，但但可可塑塑性性降降低低；；口口模模間間隙隙小小，，出出膠膠量量少少，，生生產(chǎn)產(chǎn)率率低低，，而而可可塑塑性性增增加加99塑煉煉后后膠膠料料由由機機頭頭口口模模壓壓出出筒筒狀狀的的膠膠片片，，由由切切刀刀切切開開成成為為片片材材，，由由運運輸輸帶帶送送往往壓壓片片機機進(jìn)進(jìn)行行補補充充塑塑煉煉和和壓壓片片，，經(jīng)經(jīng)冷冷卻卻、、停停放放24h后后備備用用螺桿桿擠擠出出機機塑塑煉煉時時不不能能使使用用化化學(xué)學(xué)塑塑解解劑劑塑煉煉特特點點：連連續(xù)續(xù)操操作作，，自自動動化化程程度度、、生生產(chǎn)產(chǎn)效效率率高高、、節(jié)節(jié)能能和和勞勞動動強強度度低低等等工藝應(yīng)應(yīng)用：塑煉煉膠質(zhì)質(zhì)量不不均勻勻，只只能用用于膠膠料批批量較較大、、可塑塑度要要求較較低且且品種種變換換少的的塑煉煉，適適于膠膠種少少、耗耗膠量量大的的大型型企業(yè)業(yè)1003．塑塑煉后后處理理（1））壓片片壓成厚厚度10mm左左右規(guī)規(guī)則膠膠片以以增加加冷卻卻散熱熱，并并便于于堆放放管理理、輸輸送和和稱量量配合合操作作（2））冷卻卻塑煉膠膠壓片片后應(yīng)應(yīng)立即即浸涂涂或噴噴灑隔隔離劑劑液進(jìn)進(jìn)行冷冷卻隔隔離和和吹干干，膠膠溫降降到35℃℃以下下101（3））停放放干燥后后塑煉煉膠必必須經(jīng)經(jīng)過停停放4~8h后后才能能供下下道工工序使使用（4））質(zhì)量量檢查查塑煉膠膠出片片時須須逐車車檢查查可塑塑度和和均勻勻性，，符合合者才才投入入下道道工序序三、部分分常見見橡膠膠的塑塑煉特特性（略））10214.2.3膠膠料料的混混煉混煉：借助助于強強烈的的機械械作用用將各各種配配合劑劑均勻勻混入入生膠膠的工工藝過過程注意：配合合劑分分散不不勻會會出現(xiàn)現(xiàn)混煉煉膠可可塑度度過低低或過過高、、焦燒燒、噴噴霜等等問題題，后后續(xù)工工序難難以正正常進(jìn)進(jìn)行并并導(dǎo)致致制品品性能能下降降103一、混混煉原原理1．混混煉過過程及及特征征混煉過過程的的實質(zhì)質(zhì)是各各種配配合劑劑在生生膠中中均勻勻分散散的過過程橡膠與與炭黑黑的混混煉過過程可可分為為濕潤潤、分分散和和過煉煉三個個階段段104第一階階段：炭黑黑顆粒粒被生生膠潤潤濕的的過程程，即即生膠膠分子子逐漸漸滲入入和填填實炭炭黑顆顆粒聚聚集體體的空空隙成成為包包容橡橡膠，，混煉煉體內(nèi)內(nèi)部生生成許許多炭炭黑濃濃度很很高的的炭黑黑－橡橡膠團(tuán)團(tuán)塊第二階階段：炭黑黑均勻勻分散散到整整個生生膠體體中第三階階段：過煉煉階段段，如如果混混煉繼繼續(xù)進(jìn)進(jìn)行則則橡膠膠生膠膠分子子量繼繼續(xù)降降低，，硫化化膠性性能受受損105圖14.13炭炭黑黑－橡橡膠密密煉過過程示示意圖圖a－加加入配配合劑劑，落落下上上頂栓栓b－上上頂栓栓穩(wěn)定定c－功功率低低值d－－功率率二次次峰值值e－排排料f－－過煉煉及溫溫度平平臺106混煉初初期炭炭黑顆顆粒聚聚集，，炭黑黑顆粒粒間摩摩擦作作用大大，因因此混混煉功功率大大，出出現(xiàn)功功率峰峰值（（b點點）隨著潤潤濕過過程進(jìn)進(jìn)行，，炭黑黑顆粒粒間摩摩擦作作用減減小，，混煉煉能耗耗下降降，濕濕潤結(jié)結(jié)束點點出現(xiàn)現(xiàn)功率率谷值值（c點））隨著炭炭黑分分散過過程進(jìn)進(jìn)行，，混合合體系系彈性性逐漸漸增大大，混混煉能能耗逐逐漸上上升（（cd段）），d點由由分散散階段段向過過煉階階段過過渡，，混煉煉功率率最大大，此此后混混煉功功率逐逐漸降降低圖14.13分分析：107炭黑混混入時時間（（BIT值值）：判斷斷生膠膠混煉煉性能能的優(yōu)優(yōu)劣常常以炭炭黑被被混煉煉到均均勻分分散所所需時時間來來衡量量，BIT值越越小，，混煉煉越容容易采用擠擠出膨膨脹值值－時時間曲曲線上上峰值值處時時間表表示BIT值較較容易易精確確確定定1082．混混煉影影響因因素生膠可可塑性性：對混混煉過過程的的濕潤潤階段段起著著極為為重要要的作作用，，生膠膠黏度度越低低，對對炭黑黑的濕濕潤和和滲透透能力力越大大，濕濕潤過過程速速度越越快結(jié)合橡膠膠：混煉過過程中與與活性填填料表面面產(chǎn)生牢牢固結(jié)合合的橡膠膠，混煉煉初期生生成過多多的結(jié)合合橡膠硬硬膜，不不利于炭炭黑顆粒粒的進(jìn)一一步破碎碎分散；；后期則則有助于于活性填填料附聚聚體的破破碎和均均勻分散散109配合劑技技術(shù)指標(biāo)標(biāo)：固體及及粉狀配配合劑的的粒度、、均勻程程度及純純度等生膠難以以潤濕的的粉狀配配合劑混混煉前應(yīng)應(yīng)進(jìn)行表表面處理理以改善善潤濕性性對于粉狀狀配合劑劑和用量量少的配配合劑常常?；鞜挓捛邦A(yù)制制成母煉煉膠110二、混煉煉工藝混煉過程程：通常包包括混煉煉前準(zhǔn)備備、混煉煉和混煉煉后處理理三個階階段混煉工藝藝：開煉機機混煉、、密煉機機混煉和和螺桿連連續(xù)混煉煉機混煉煉三種開煉機混混煉和密密煉機混混煉為間間歇操作作，螺桿桿擠出機機混煉屬屬于連續(xù)續(xù)操作1111．混煉煉前準(zhǔn)備備（1）原原材料的的質(zhì)量檢檢驗及加加工混煉前各各種原材材料須達(dá)達(dá)到規(guī)定定技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，不不符合的的應(yīng)進(jìn)行行補充加加工熔點較低低的配合合劑（如如硫黃、、促進(jìn)劑劑和防老老劑等））干燥溫溫度應(yīng)低低于其熔熔點25~40℃以防防結(jié)塊配合劑的的含水率率應(yīng)控制制在1.5%以以下112（2）油油膏和母母煉膠的的制造某些配合合劑需要要制成油油膏和母母煉膠使使用硫黃、氧氧化鋅等等可與液液體軟化化劑混合合制成油油膏用于于開煉機機混煉炭黑、促促進(jìn)劑和和化學(xué)塑塑解劑等等可以與與生膠混混煉制成成母膠使使用（3）稱稱量配合合操作稱量配合合操作分分為手工工操作和和自動化化操作兩兩種方式式1132．混煉煉（1）開開煉機混混煉特點：最古老老混煉方方法，生生產(chǎn)效率率低、勞勞動強度度大、安安全衛(wèi)生生性較差差，但靈靈活應(yīng)用：實驗室室、小批批量和品品種變換換頻繁的的混煉混煉方法法：一段混混煉和分分段混煉煉兩種工工藝對含膠量量高或天天然橡膠膠與少量量合成橡橡膠并用用且補強強填充劑劑用量少少的膠料料，通常常采用一一段混煉煉法對天然橡橡膠與較較多合成成橡膠并并用且補補強填充充劑用量量較多的的膠料，，可采用用兩段混混煉方法法114開煉機混混煉階段段：包輥、、吃粉和和翻煉包輥：塑煉膠膠較好地地包在前前輥，形形成光滑滑、均勻勻和連續(xù)續(xù)的包輥輥膠吃粉：調(diào)整輥輥距在輥輥縫間保保持一定定堆積膠膠，按順順序添加加各種配配合劑翻煉：通過多多次翻煉煉搗膠和和小輥距距薄通等等方法使使配合劑劑充分分分散均勻勻115膠料包輥輥是開煉機機混煉的的前提，，不包輥輥的膠料料不能用用開煉機機混煉膠料包輥輥性好壞壞與生膠膠品種特特性、輥輥溫和剪剪切速率率都有關(guān)關(guān)系，但但輥溫是是影響包包輥性的的決定性性因素開煉機混混煉時應(yīng)應(yīng)保持輥輥溫在ⅡⅡ區(qū)的范范圍，防防止進(jìn)入入I區(qū)和和Ⅲ區(qū)不同生膠膠的Ⅱ區(qū)區(qū)溫度范范圍不同同：NR和乳聚聚SBR通常沒沒有明顯顯的Ⅲ區(qū)區(qū)，只出出現(xiàn)I區(qū)區(qū)和Ⅱ區(qū)區(qū)，包輥輥性和混混煉性好好；BR混煉輥輥溫不宜宜超過50℃，，否則脫脫輥提高剪切切速率（（減小輥輥距）相相當(dāng)于降降低溫度度116117吃粉：膠料包包輥后輥輥筒上方方必須留留有適量量堆積膠膠再向堆堆積膠上上面添加加配合劑劑，利用用堆積膠膠的縐縮縮產(chǎn)生徑徑向混合合作用加加快配合合劑的混混合吃粉粉翻煉：堆積膠膠的徑向向混合作作用有限限，堆積積膠作用用只能達(dá)達(dá)到包輥輥膠厚度度2/3處，約約1/3厚度為為死層或或呆滯層層，因此此必須切切割操作作切割翻煉煉法：有打三三角包法法、斜切切法（斜斜刀法））、打扭扭法和薄薄通法等等，通常常都是多多種方法法并用必須注意意：只能在在配合劑劑混入膠膠料（吃吃粉完畢畢）后才才能切割割翻煉操操作混煉結(jié)束束前都要要薄通3~5遍遍才結(jié)束束混煉并并出片118開煉機混混煉工藝藝因素：包括輥輥速、速速比、輥輥溫和混混煉時間間等輥速一般般控制16~18rpm，速速比一般般1∶1.1~1.2輥溫一般般50~60℃℃，有些些合成膠膠宜40℃左右右，前輥輥一般比比后輥低低5~10℃混煉時間間隨輥速速、容量量和配方方等而變變以滿足足混煉質(zhì)質(zhì)量要求求119加料順序序：難分散散和量少少的先加加，易分分散和量量多的后后加，硫硫化劑和和促進(jìn)劑劑應(yīng)分開開加，硫硫化劑必必須最后后加以免免局部溫溫度偏高高時膠料料焦燒通常加料料順序：生膠（（塑煉膠膠、并用用膠等））→固體體軟化劑劑→促進(jìn)進(jìn)劑、活活性劑、、防老劑劑→補強強劑、填填充劑→→液體軟軟化劑→→硫化劑劑特殊配方方需根據(jù)據(jù)情況特殊處理理：如硫黃黃含量高高達(dá)30%~47%的的硬質(zhì)膠膠則應(yīng)先先加硫黃黃混勻后后加促進(jìn)進(jìn)劑120（2）密密煉機混混煉特點：主要混混煉方法法，混煉煉容量大大、生產(chǎn)產(chǎn)效率高高、自動動化程度度高、勞勞動強度度低、安安全衛(wèi)生生等實施方式式：順混法法（普通通混煉法法）和逆逆混法兩兩種，順順混法分分為一段段混煉法法和分段段混煉法法兩種方方法一段混煉煉法：把生膠膠及配合合劑按一一定順序序投入密密煉室內(nèi)內(nèi)混合后后排膠于于壓片機機上翻煉煉均勻的的方法分段混煉煉法：主要是是兩段混混煉法，，膠料密密煉一段段時間后后排膠到到壓片機機上壓片片冷卻，，停放一一段時間間后再回回到密煉煉機內(nèi)或或開煉機機上補充充混煉，，最后再再在壓片片機上加加硫化劑劑等并使使其均勻勻分散121逆混法：加料順順序與順順混法完完全相反反，加料料順序是是首先加加配合劑劑最后加加生膠，，即炭黑黑→油料料→小料料→生膠膠→排料料，有的的將油料料放在最最后加入入方法一：先投加加補強填填充劑和和油料，，然后投投入50%~70%的的生膠，，混煉1.5min后后再投入入其余生生膠，混混煉數(shù)分分鐘后排排料方法二：先投入入1/2的油料料和所有有配合劑劑，再投投入生膠膠混煉，，然后在在2min內(nèi)分分2~3次加入入剩余油油類，混混煉完畢畢排料效果與應(yīng)應(yīng)用：能改善善高填充充配方中中炭黑的的分散狀狀態(tài)，縮縮短混煉煉周期，，主要用用于生膠膠挺性差差的高炭炭黑、高高油類配配方122值得注意意：①密煉機機混煉時時必須與與壓片機機配合使使用，硫硫化劑和和宜低溫溫加入的的配合劑劑不能加加入密煉煉機，必必須在壓壓片機上上進(jìn)行混混煉②密煉機機混煉時時必須注注意通過過采用冷冷卻水對對轉(zhuǎn)子、、密煉壁壁和上下下頂栓進(jìn)進(jìn)行冷卻卻來控制制膠溫膠溫通常?？刂?00~130℃，有有采用170~190℃的高高溫快速速密煉方方法提高轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)速和和上頂栓栓壓力有有利于混混煉123（3）螺螺桿擠出出機混煉煉螺桿擠出出機混煉煉：將生膠膠和配合合劑連續(xù)續(xù)地加入入螺桿中中進(jìn)行連連續(xù)混煉煉，混煉煉膠則可可從排膠膠口連續(xù)續(xù)地排出出特點：連續(xù)混混煉是混混煉工藝藝的發(fā)展展趨勢，，可提高高效率、、簡化工工序、提提高膠料料質(zhì)量和和節(jié)省投投資等螺桿連續(xù)續(xù)混煉機機：主要有有雙螺桿桿型的FCM轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子式連連續(xù)混煉煉機和單單螺桿型型的傳遞遞式與隔隔板式螺螺桿混煉煉機螺桿連續(xù)續(xù)混煉機機通常用用做最終終混煉，，并能與與連續(xù)硫硫化裝置置如微波波連續(xù)硫硫化裝置置、鹽浴浴連續(xù)硫硫化裝置置等相聯(lián)聯(lián)動而全全程連續(xù)續(xù)化1243．混煉煉后處理理（1）壓壓片與冷冷卻混煉后膠膠料應(yīng)立立即強制制冷卻降降膠溫至至30~35℃℃以下以以免產(chǎn)生生焦燒和和噴霜現(xiàn)現(xiàn)象混煉后膠膠料都要要壓成一一定厚度度膠片以以便于冷冷卻、管管理和使使用（2）濾濾膠氣密性要要求嚴(yán)格格的膠料料（如輪輪胎內(nèi)胎胎等）必必須過濾濾除掉其其中機械械雜質(zhì)方法：采用機機頭和口口型處裝裝有多層層鋼絲網(wǎng)網(wǎng)將膠料料通過濾濾網(wǎng)過濾濾125（3）停停放冷卻干燥燥后膠片片必須按按規(guī)定方方式疊放放靜置8h以上上（最多多不能超超過36h）才才能使用用停放過程程中膠料料發(fā)生應(yīng)應(yīng)力松弛弛，減少少后序加加工時的的收縮率率配合劑能能進(jìn)一步步擴散，，配合劑劑與橡膠膠間相互