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第三節(jié)塑料的混合與塑化工藝塑料制品生產(chǎn)廠所需要的大多數(shù)塑料品種,均由樹脂生產(chǎn)廠,直接提供粉料或粒料;塑料制品的生產(chǎn)按產(chǎn)品性能要求常需進(jìn)行配方設(shè)計(jì)和制備粉料或粒料;粉料和粒料的制備過程是將聚合物和各種助劑通過混合設(shè)備進(jìn)行初混合后而制成粉料,再經(jīng)塑煉機(jī)進(jìn)行塑煉,最后通過造粒機(jī)而制成粒料。

目前一頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)所謂配料,就是把各種組分互相混在一起,盡可能的成為均勻體系。為此必須采用混合、捏合、塑煉等塑料配制中常用的混合過程,是靠擴(kuò)散、對(duì)流、剪切三種作用來完成的。配制一般分為四步:原料的準(zhǔn)備、初混合、初混物的塑煉、塑煉物的粉碎和?;?。

目前二頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)2一、塑料的初混合1.原料的準(zhǔn)備原料的準(zhǔn)備主要包括預(yù)處理、稱量及輸送。(1)預(yù)處理①進(jìn)行過篩和磁吸處理以除去雜質(zhì);②增塑劑應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱,加快擴(kuò)散、溶脹;③穩(wěn)定劑、填充劑、色料制成漿料或母料。母料:系指事先配制成的含有高百分比助劑(如色料、填料等)的塑料混合物。目前三頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)3(2)稱量是保證物料中各種原料組成比率精確的步驟。相對(duì)誤差的要求:手工操作為2%;自動(dòng)化生產(chǎn)的為0.5%。(3)原料的輸送:液體、固體。目前四頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)42.原料的混合混合利用設(shè)備的攪拌、振動(dòng)、空氣流態(tài)化、翻滾、研磨等作用來完成物料的分散和均化;(1)不加增塑劑的物料初混合的工藝程序①一般是先將稱量好的樹脂、穩(wěn)定劑、色料、填料、潤(rùn)滑劑等順序加入混合設(shè)備中;②隨即開始混合,一定時(shí)間后將開始加熱,使物料升至規(guī)定的溫度,以期潤(rùn)滑劑熔化并與聚合物得到均勻混合,熱混合達(dá)到質(zhì)量要求時(shí)即停止混合,關(guān)閉加熱…最后進(jìn)行出料;目前五頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)5(2)加有增塑劑的物料初混合的工藝程序①將樹脂加入設(shè)備內(nèi)、開始混合加熱,溫度不超過100℃;②預(yù)熱的增塑劑用噴射器噴到翻動(dòng)的樹脂中;③加入由穩(wěn)定劑和增塑劑調(diào)制的漿料;④最后加入色料、填料及其他助劑;⑤混合到達(dá)時(shí)間后即停車出料。目前六頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)6PVC配料工藝要點(diǎn)①選用易吸收增塑劑的疏松型PVC;②PVC粒子對(duì)增塑劑的吸收應(yīng)均勻;③選用剪切速率較大且能變速的混合設(shè)備;④混合后的物料應(yīng)冷至40-60℃存放。目前七頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)73.初混合設(shè)備(1)轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)①類型目前八頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)8②特點(diǎn)依靠混合室的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)混合,混合作用較弱,一般只用于非潤(rùn)性物料的混合。目前九頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)9轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)目前十頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)10(2)螺帶式混合機(jī)①內(nèi)部結(jié)構(gòu)目前十一頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)11目前十二頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)12螺帶式混合機(jī)目前十三頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)13②特點(diǎn)此混合機(jī)可用于干、濕兩種物料的混合;槽體附夾套加熱或冷卻;當(dāng)螺帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩根螺帶各以一定方向?qū)⒒旌鲜覂?nèi)的物料推動(dòng),以使物料各部分的位移發(fā)生錯(cuò)亂,從而達(dá)到混合的目的。目前十四頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)14(3)捏合機(jī)①內(nèi)部結(jié)構(gòu)目前十五頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)15目前十六頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)16捏合機(jī)目前十七頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)17②特點(diǎn)捏合機(jī)兼用于干、濕兩種物科的混合;攪拌器的形狀很多,最普通的是S型和Z型;槽壁附有夾套,可加熱或冷卻;物料借攪拌器的轉(zhuǎn)動(dòng),沿混合室的側(cè)壁上翻而在混合室的中間下落,這樣物料受到重復(fù)的折迭和撕捏作用,從而達(dá)到均勻混合。目前十八頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)18(4)高速混合機(jī)①內(nèi)部結(jié)構(gòu)目前十九頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)19目前二十頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)20高速混合機(jī)目前二十一頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)21②特點(diǎn)兼用于干、濕兩種物料的混合;葉輪可裝一到三組,裝在同一轉(zhuǎn)軸的不同高度上。每組葉輪通常為兩片,有快、慢兩檔轉(zhuǎn)速;攪拌器的高速旋轉(zhuǎn),物料因離心力的作用拋向混合室壁下部,受室壁阻擋,由混合室底部器側(cè)壁上升,至旋轉(zhuǎn)中心部位時(shí)降落,然后再上升和下降;循環(huán)過程中由于物料內(nèi)部摩擦所產(chǎn)生的熱量和來自外部加熱套的熱量而使物料溫度升高;擋板的作用是使物料產(chǎn)生流態(tài)化運(yùn)動(dòng),更有利于混合均勻。目前二十二頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)22二、塑料的塑煉和混煉

1.塑料塑煉的目的改變物料性質(zhì)、狀態(tài),借助于加熱和剪切力的作用使聚合物熔化、混合;使混合物各組分分散更趨均勻;除去其中的揮發(fā)物,以利于輸送和成型;使混合物達(dá)到適當(dāng)?shù)娜彳浂群涂伤苄裕槐WC物料更有利于制得性能一致的制品。

目前二十三頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)232.初混合、捏和、塑煉

(1)初混合:是粉狀固體物料之間的簡(jiǎn)單混合;(2)捏合(也稱捏和):是指液體與粉狀固體物料的浸漬及混合;(3)塑煉:經(jīng)初混合的塑性物料與液體或固體物料在加熱和剪切力的作用下,經(jīng)熔融、剪切混合等作用達(dá)到適當(dāng)?shù)娜彳浂群涂伤苄?,使各種組分的分散更趨于均勻;塑煉和混煉一般統(tǒng)稱為塑化。目前二十四頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)24初混合及捏和是在樹脂熔融溫度以下和較緩慢的機(jī)械剪切力作用下完成的,混勻后物料各組分的性質(zhì)基本上沒有變化。而塑煉和混煉是在樹脂熔融溫度以上和較高的剪切速度下進(jìn)行的,塑煉后的物料中各組分在物理和化學(xué)性質(zhì)上會(huì)有一定的變化?;旌系哪康氖鞘箖煞N或兩種以上的組分互相分散,以獲得一個(gè)組成均勻的混合物。目前二十五頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)253.塑化過程的不利影響(1)塑煉是在聚合物流動(dòng)溫度左右和較大的剪切速率下進(jìn)行的,有可能造成聚合物分子的熱降解、力降解、氧化降解而降低其質(zhì)量;(2)塑化過程對(duì)助劑的穩(wěn)定性有影響;(3)主要通過控制塑煉溫度和時(shí)間獲得合適的塑煉條件,針對(duì)不同的塑料品種應(yīng)各有其相宜的塑煉條件。目前二十六頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)264.塑化終點(diǎn)的判斷(1)塑煉的終點(diǎn)可用撕力機(jī)測(cè)定塑煉料的撕力來判斷,但需要較長(zhǎng)的時(shí)間,因此在生產(chǎn)中一般靠經(jīng)驗(yàn)判斷。(2)常用的經(jīng)驗(yàn)方法是,用刀切開塑煉料來觀察其截面,如截面上不顯毛粒,而且顏色和質(zhì)量都很均勻,即可認(rèn)為合格。

目前二十七頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)275.物料混合機(jī)理(2)混合機(jī)理①混合是憑借設(shè)備的攪拌、振動(dòng)、翻滾、研磨等達(dá)到利用擴(kuò)散、對(duì)流、剪切三種作用完成的。②塑料的混合主要靠剪切作用實(shí)現(xiàn)。

剪切作用是利用機(jī)械的剪切力使物料組成達(dá)到均一。(1)混合一般包括兩層含義:即混合和分散。目前二十八頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)28剪切作用(主要方式):利用剪切力使物料組成達(dá)到均一,適用于黏性物料。擴(kuò)散與對(duì)流:如粉料和液體添加劑目前二十九頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)296.塑煉設(shè)備(1)開煉機(jī)

目前三十頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)30目前三十一頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)31①通常兩輥筒的轉(zhuǎn)速不等,一般速比為l.05~1.20;②塑煉時(shí)輥筒間的物料中存在有速度梯度,這種剪切力可對(duì)塑料起到混合塑煉作用;③輥矩越小時(shí)剪切作用越強(qiáng),塑化效果越好;④輥筒對(duì)物料的作用是單方向剪切,對(duì)流作用較少;目前三十二頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)32⑤操作不斷地切開輥面物料使其交叉疊合,即“打三角包”后進(jìn)行輥壓,不斷改變物料受剪切力的方向以提高混合效果;⑥慢速輥溫度應(yīng)比快速輥高一些,以便物料能包住,便于操作。目前三十三頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)33(2)密煉機(jī)

目前三十四頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)34①物料經(jīng)加料斗進(jìn)入混煉室,隨著壓料裝置(上頂栓)的下降,以一定的壓力作用于物料;②物料在具有一定速比、相向旋轉(zhuǎn)、橫截面為橢圓形并以螺旋的方式沿著軸向排列的轉(zhuǎn)子作用下,在混煉室內(nèi)得到混合塑化;③塑化好后即打開卸料裝置的卸料門排出;④根據(jù)不同品種塑料混煉的需要,可對(duì)混煉室壁、上、下頂栓進(jìn)行加熱或冷卻。

目前三十五頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)35(3)擠出機(jī)

目前三十六頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)36擠出機(jī)的主要部件是螺桿和料筒;投料后,物料即被螺桿卷入料筒,并繞著螺桿向前移動(dòng),在移動(dòng)過程中受料筒壁的加熱和受剪切產(chǎn)生的摩擦熱而逐漸升溫和熔化;擠出機(jī)內(nèi)物料的塑煉是在受熱與受剪切的作用下完成的;還可用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行塑煉。優(yōu)點(diǎn)是螺桿長(zhǎng)徑比較小,物料混合作用強(qiáng),塑化好,受熱時(shí)間短,降解作用較少。目前三十七頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)37造粒與粉碎造粒和粉碎都是減小固體的尺寸;一般造粒的顆粒較整齊且具有固定的形狀,而粉碎的顆粒大小不等;塑料大多是韌性或彈性物料,必須通過具有切割作用的專用設(shè)備使物料粒化或粉碎。

目前三十八頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)38熱塑性物料的造粒可分冷切法和熱切法兩大類。冷切法又可分拉片冷切、擠片冷切、擠條冷切等幾種;熱切法則可分干熱切、水下熱切、空中熱切等幾種。目前三十九頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)39①拉片冷切

通過捏合機(jī)或密煉機(jī)的物料經(jīng)開煉機(jī)塑煉成片,冷卻后切粒。切粒設(shè)備為平板切粒機(jī)。一定寬度的料片進(jìn)入平板切粒機(jī),經(jīng)上、下圓輥刀縱向切割成條狀,然后通過上、下側(cè)梳板經(jīng)壓料輥送入回轉(zhuǎn)甩刀與固定底刀之間,橫向切斷成顆粒狀。粒料經(jīng)過篩斗,將長(zhǎng)條及連粒篩去,落入料斗,風(fēng)送至貯料斗,然后過秤、包裝。目前四十頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)40平板切粒機(jī)目前四十一頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)41②擠片冷切

捏合好的物料經(jīng)擠出機(jī)塑化,擠出成片再經(jīng)風(fēng)冷或自然冷卻后進(jìn)平板切粒機(jī)切粒;對(duì)不宜采用開煉機(jī)塑煉拉片的樹脂,如聚乙烯、聚酰胺等多用擠片冷切。

目前四十二頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)42③擠條冷切

擠條冷切是熱塑性塑料最普遍采用的造粒方法,設(shè)備和工藝都較簡(jiǎn)單。捏合料經(jīng)擠出機(jī)塑化成兩條狀擠出,圓條經(jīng)風(fēng)冷或水冷后。通過切粒機(jī)切成圓柱形顆粒。圓條切粒機(jī)的結(jié)構(gòu)比平板切粒機(jī)少一對(duì)圓輥刀。目前四十三頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)43目前四十四頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)44④干熱切將旋轉(zhuǎn)的切刀緊貼在機(jī)頭模板上,直接將擠出的熱圓條狀料切成粒料。⑤水下熱切

是聚烯烴塑料造粒的一種新技術(shù),機(jī)頭和切刀在循環(huán)溫水中進(jìn)行工作。此種方法的優(yōu)點(diǎn):顆粒外形美觀、均勻、不易粘結(jié);多孔模板(出料板)孔數(shù)較多。目前四十五頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)45⑥空中熱切

空中熱切和干熱切相似,為了防止顆粒粘結(jié),在切粒罩內(nèi)通過鼓冷風(fēng)或噴淋溫水冷卻粒料。前者稱風(fēng)冷熱切,后者稱水冷熱切;風(fēng)冷熱切適用于PVC造粒,特別適用于硬PVC造粒,粒料不會(huì)互相粘結(jié)。水冷熱切適用于聚烯烴造粒,當(dāng)擠出料后馬上切斷井噴水以防止粒料相互粘結(jié)或粘在機(jī)頭上,水與粒料一起落下,經(jīng)脫水后進(jìn)貯槽。

目前四十六頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)46第四節(jié)橡膠的塑煉和混煉工藝一、橡膠的塑煉工藝

1.塑煉將橡膠生膠在機(jī)械力、熱、氧等作用下,從強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浂哂锌伤苄缘臓顟B(tài),即增加其可塑性(流動(dòng)性)的工藝過程。目前四十七頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)472.塑煉的目的(1)降低分子量、降低橡膠粘流溫度、生膠具有足夠的可塑性;(2)以便后續(xù)的混煉、壓延、壓出、成型等工藝操作的順利進(jìn)行;(3)同時(shí)通過塑煉也可以起到“調(diào)勻”作用,使生膠的可塑性均勻一致。目前四十八頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)483.塑煉的設(shè)備

開煉機(jī)塑煉、密煉機(jī)塑煉、螺桿塑煉機(jī)。4.塑煉過程(1)可以是單純塑煉,也可以加入塑解劑塑煉;(2)如果在密煉機(jī)里使用塑解劑,可節(jié)省塑煉時(shí)間和能量。

目前四十九頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)495.橡膠的塑煉機(jī)理按照現(xiàn)代對(duì)生膠塑煉過程的研究認(rèn)為:生膠的機(jī)械塑煉過程,既非純粹的機(jī)械作用過程,又非單純的化學(xué)過程,而是一個(gè)十分復(fù)雜的物理和化學(xué)的綜合過程。它包括機(jī)械斷裂過程、熱氧化降解過程和解聚過程,只是由于塑煉溫度的不同,各自所起的程度不同而已。

目前五十頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)50(1)低溫機(jī)械塑煉低溫機(jī)械塑煉時(shí),主要是由于機(jī)械破壞作用,使橡膠大分子鏈變成活性自由基;大分子自由基也可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化反應(yīng),重新結(jié)合;由于空氣中有氧,作為大分子自由基接受體,氧與自由基結(jié)合,繼續(xù)反應(yīng)成穩(wěn)定的產(chǎn)物,分子鏈長(zhǎng)度降低;所以,由機(jī)械斷裂產(chǎn)生的大分子自由基所引起的化學(xué)反應(yīng)結(jié)果,可能導(dǎo)致橡膠大分子的降解和結(jié)構(gòu)化兩種反應(yīng)過程。目前五十一頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)51(2)高溫機(jī)械塑煉高溫塑煉時(shí),由于溫度較高,橡膠分子和氧都很活潑,橡膠大分子主要以氧的直接氧化引發(fā)作用導(dǎo)致自動(dòng)催化氧化裂解反應(yīng),使大分子降解;因?yàn)檠趸瘜?duì)相對(duì)分子質(zhì)量最大和最小部分都起同樣作用,所以高溫塑煉并不發(fā)生相對(duì)分子質(zhì)量分布變窄的情況;機(jī)械的作用主要是翻動(dòng)和攪拌生膠,以增加生膠與氧的接觸機(jī)會(huì),加快橡膠的氧化裂解過程;隨著塑煉溫度的提高,塑煉效果迅速增大。目前五十二頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)526.塑煉前的準(zhǔn)備(1)烘膠即在切膠和塑煉之前,在專門的烘膠設(shè)備中預(yù)先對(duì)膠包進(jìn)行加溫。烘膠不僅可使生膠軟化,便于切割,還能解除結(jié)晶。不烘膠會(huì)增加塑煉時(shí)間,消耗大量電能,甚至?xí)?dǎo)致機(jī)械設(shè)備損壞。

目前五十三頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)53(2)切膠即生膠加溫以后從烘膠房取出用切膠機(jī)切成小塊的工序。開煉機(jī)塑煉時(shí)切膠膠塊最好呈三角棱形,以便破膠時(shí)順利進(jìn)入輥縫。NR生膠一般切成10-20kg左右的小塊,CR一般每塊不超過10kg,其他合成橡膠一般每塊10-15kg。切膠以前應(yīng)先清除表面的雜質(zhì)、發(fā)霉膠,并按質(zhì)量等級(jí)分別存放。目前五十四頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)54切條機(jī)切塊機(jī)目前五十五頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)55(3)破膠NR和CR的切膠膠塊,在塑煉前需用破膠機(jī)進(jìn)行破膠,以提高塑煉效率。合成橡膠切膠膠塊,一般無需破膠而直接進(jìn)行塑煉(或混煉)。破膠機(jī)的輥筒粗而短,表面有溝紋,兩輥速比較大,輥距一般為2-3mm,輥溫控制在45℃以下。破膠以后卷成25kg左右的膠卷,以備塑煉。破膠時(shí)要連續(xù)投料,不宜中斷,以防膠料彈出傷人。目前生產(chǎn)中,常將破膠和塑煉一起用開煉機(jī)連續(xù)進(jìn)行,而不專門用破膠機(jī)破膠。用開煉機(jī)破膠時(shí),應(yīng)將擋膠板適當(dāng)調(diào)窄,并在靠大牙輪一端操作,以防損傷設(shè)備。目前五十六頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)56目前五十七頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)577.用開煉機(jī)時(shí)的塑煉工藝(1)開煉機(jī)塑煉的原理利用兩個(gè)輥筒形成的相對(duì)速度差所引起的撕拉力(剪切力),在逐漸縮小的輥距內(nèi)對(duì)橡膠施以強(qiáng)烈的碾壓和撕拉作用。這種機(jī)械作用,扯斷了橡膠分子鏈,在空氣中塑煉還伴有熱和氧的裂解作用等,降低了橡膠的分子量,降低了粘流溫度,使其可塑性增大。目前五十八頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)58(2)開煉機(jī)塑煉的影響因素有輥溫、輥距、轉(zhuǎn)速和速比、塑煉時(shí)間、煉膠容量、輥筒的工作長(zhǎng)度、割刀次數(shù)和方式、膠料放置時(shí)間等。目前五十九頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)59(3)開煉機(jī)工藝

①薄通塑煉法

主要特點(diǎn)是輥距很小,一般為0.5~1.0mm。膠料通過輥縫后不包輥而直接落在接料盤上。薄通塑煉方法塑煉效果大,獲得的可塑度大而均勻,膠料質(zhì)量高。對(duì)各種橡膠特別是用機(jī)械塑煉效果差的一些合成橡膠也都適用目前六十頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)60②一次塑煉法(稱包輥塑煉法)將生膠在較大輥距(5~10mm)下包輥后連續(xù)過輥進(jìn)行塑煉,直至所規(guī)定的時(shí)間為止。在塑煉過程中不經(jīng)過停放,且多次割刀以利于散熱及獲得均勻的可塑性。適用于并用膠的摻合及易包輥的合成橡膠。優(yōu)點(diǎn):塑煉時(shí)間較短、操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低;缺點(diǎn):塑煉效果不夠理想,表現(xiàn)在可塑性增加幅度小,塑煉膠可塑性不夠均勻。目前六十一頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)61③分段塑煉法是當(dāng)塑煉膠可塑性要求較高,用一次塑煉或薄通塑煉達(dá)不到目的時(shí)而采用的一種有效方法。先將生膠塑煉一定時(shí)間(約15min),然后下片冷卻并停放4-8h,再進(jìn)行第二次塑煉,這樣反復(fù)塑煉數(shù)次,直至達(dá)到可塑度要求為止。根據(jù)不同的可塑性要求,一般可分為兩段塑煉或三段塑煉。目前六十二頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)62④化學(xué)塑解劑塑煉法是在上述的薄通塑煉和一次塑煉法的基礎(chǔ)上,添加化學(xué)塑解劑進(jìn)行塑煉的方法;它能夠提高塑煉效率,縮短塑煉時(shí)間,降低塑煉膠彈性復(fù)原和收縮;一般塑解劑的用量為生膠量的0.5%~1.0%,塑煉溫度為70℃~75℃;為避免塑解劑飛揚(yáng)損失和提高分散效果,通常先將塑解劑制成母煉膠,然后在塑煉開始時(shí)加入。

目前六十三頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)63(4)影響開煉機(jī)塑煉的工藝條件

開煉機(jī)塑煉就是要在低溫下利用機(jī)械力將橡膠分子鏈扯斷以獲得可塑性;因此,降低煉膠溫度和增加機(jī)械作用力是提高開煉機(jī)塑煉效果的關(guān)鍵;與溫度及機(jī)械作用力有關(guān)的設(shè)備特性和工藝條件都是影響塑煉效果的重要因素。

目前六十四頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)64①輥溫和塑煉時(shí)間開煉機(jī)塑煉屬于低溫機(jī)械塑煉,塑煉溫度一般在55℃以下。溫度愈低,塑煉效果愈大。所以在塑煉過程中必須盡可能加強(qiáng)對(duì)輥筒的冷卻;天然橡膠一般控制在45~55℃以下,合成橡膠一般控制在30~45℃以下。采用薄通塑煉和分段塑煉的目的之一也是為了降低膠料溫度。目前六十五頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)65②輥距和速比當(dāng)輥筒的速比一定時(shí),輥距愈小,膠料在輥筒之間受到的摩擦剪切作用愈大;同時(shí)由于膠片較薄易于冷卻,又進(jìn)一步加強(qiáng)了機(jī)械塑煉作用,因而塑煉效果也越大。

目前六十六頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)66③裝膠膠量開煉機(jī)裝膠容量大小依機(jī)臺(tái)規(guī)格大小及膠種而定,為提高產(chǎn)量,可適當(dāng)增加裝膠量;但裝膠量過大會(huì)使輥筒上面的積膠過多而難以進(jìn)入輥縫,膠料熱量亦難散發(fā),從而降低機(jī)械塑煉效果,并會(huì)使勞動(dòng)強(qiáng)度增大。目前六十七頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)67實(shí)際生產(chǎn)中的裝膠容量:如XK-450開煉機(jī)的一次裝膠量為40-50kg;XK-550一次裝膠量為50-60kg;合成橡膠塑煉時(shí)生熱性大,裝膠容應(yīng)比天然橡膠少20%-25%。目前六十八頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)68④化學(xué)塑解劑使用化學(xué)塑解劑塑煉能提高塑煉效果,縮短塑煉時(shí)間,減少彈性復(fù)原現(xiàn)象。但塑煉溫度應(yīng)適當(dāng)提高,如用促進(jìn)劑作塑解劑時(shí),煉膠溫度一般以70~75℃為宜。

目前六十九頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)698.用密煉機(jī)時(shí)的塑煉工藝密煉機(jī)的塑煉作用主要靠轉(zhuǎn)子機(jī)械作用和熱氧化裂解作用。密煉機(jī)塑煉的影響因素有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、密煉室溫度、塑煉時(shí)間、容量和上頂壓力等。

目前七十頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)70由于密煉機(jī)塑煉屬高溫塑煉,塑煉效果隨溫度升高而增大,但溫度高會(huì)導(dǎo)致橡膠分子鏈過度降解,致使膠料物理機(jī)械性能下降。而丁苯橡膠,用密煉機(jī)塑煉時(shí)如超過140℃還會(huì)產(chǎn)生支化、交聯(lián),形成凝膠,反而降低可塑性,在170℃下塑煉還會(huì)生成緊密型凝膠,即使用精煉方法也不能使它消除。為了提高密煉機(jī)使用效率,通常對(duì)可塑性要求高的膠料需采用分段塑煉或加塑解劑塑煉。

目前七十一頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)71塑解劑(又稱化學(xué)增塑劑)是通過化學(xué)作用增強(qiáng)生膠塑煉效果、縮短塑煉時(shí)間的物質(zhì)。它與一般物理增塑劑相比,具有增塑效果強(qiáng)、用量少、且對(duì)橡膠制品物理機(jī)械性能幾乎沒有影響等特點(diǎn)。目前七十二頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)72塑解劑作用機(jī)理主要有兩方面:A.是塑解劑在塑煉過程中受熱、氧的作用,分解產(chǎn)生自由基,這些自由基能使橡膠大分子鏈發(fā)生氧化降解;B.是塑解劑能封閉塑煉過程中橡膠大分子鏈斷裂生成的端基,并使其喪失活性,不再重新結(jié)合,從而使可塑性增加。塑解劑的效能是隨溫度的升高而增強(qiáng),在密煉機(jī)高溫塑煉中使用塑解劑比在開煉機(jī)低溫塑煉中更為有效果。

目前七十三頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)73(1)密煉機(jī)塑煉塑煉方法一段塑煉、分段塑煉、添加化學(xué)塑解劑塑煉。①一段塑煉將生膠一次加入密煉室內(nèi),在一定的溫度和壓力條件下塑煉一定時(shí)間,直至達(dá)到所要求的可塑度為止。在塑煉中,要不斷地對(duì)密煉室壁、輥筒和上、下頂栓進(jìn)行冷卻,以控制塑煉溫度。適用:可塑度要求不太高的塑煉膠(如輪胎胎面塑煉膠)。目前七十四頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)74②分段塑煉用于制備較高可塑性塑煉膠的一種工藝方法;先將生膠置于密煉機(jī)中在某一轉(zhuǎn)速下塑煉一定時(shí)間;然后排膠、搗合、壓片、下片、停放;再進(jìn)行第二段塑煉,以滿足可塑性要求。制備輪胎簾布膠時(shí),常用分段塑煉法塑煉。③化學(xué)塑解劑塑煉法目前七十五頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)75(2)密煉機(jī)塑煉效果的主要影響因素塑煉溫度時(shí)間化學(xué)塑解劑轉(zhuǎn)子速度裝膠量上頂栓壓力

目前七十六頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)769.螺桿塑煉機(jī)塑煉用螺桿與機(jī)筒間的機(jī)械剪切力、高溫?zé)嶙饔檬瓜鹉z分子鏈斷裂。與開煉機(jī)、密煉機(jī)塑煉的差別是氧對(duì)生膠的作用較小。優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)能力大、節(jié)電效果明顯、操作簡(jiǎn)單、容易掌握、可實(shí)現(xiàn)塑煉的連續(xù)化生產(chǎn)等。使用時(shí)嚴(yán)格控制排膠溫度在180℃以下,防止出膠后膠料表面氧化作用,并盡量避免產(chǎn)生夾生膠。目前七十七頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)77二、橡膠的混煉工藝

1.混煉目的是將橡膠中的補(bǔ)強(qiáng)性填充劑分別微?;?,使混煉狀態(tài)持續(xù)穩(wěn)定。2.混煉原理填充劑吸附了橡膠后,生成結(jié)合橡膠的中間體,中間體具有與表面活性劑相同的作用,這樣,橡膠和填充劑穩(wěn)定下來,達(dá)到適合于后工序成型加工的要求。

目前七十八頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)783.混煉膠質(zhì)量的影響混煉不好會(huì)出現(xiàn)配合劑分散不均勻、膠料可塑度過低或過高、焦燒、噴霜等現(xiàn)象。這不僅會(huì)使壓延、壓出、濾膠、硫化等后序加工難以正常進(jìn)行,會(huì)導(dǎo)致成品性能下降。目前七十九頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)794.開煉機(jī)混煉工藝(1)可分為包輥、吃粉和翻煉三個(gè)階段。①包輥:是開煉機(jī)混煉的前提;橡膠包輥后,為使配合劑盡快混入橡膠中,在輥縫上端應(yīng)保留有一定的堆積膠。②吃粉階段:將配合劑混入膠料的過程;當(dāng)加入配合劑時(shí),由于堆積膠的不斷翻轉(zhuǎn)和更替,把配合劑帶進(jìn)堆積膠的皺紋溝中,進(jìn)而帶入輥縫中。

目前八十頁\總數(shù)八十八頁\編于十三點(diǎn)80③翻煉翻煉的原因橡膠的黏度大,膠料只沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向產(chǎn)生周向流動(dòng),而沒有軸向流動(dòng),沿周向流動(dòng)的橡膠也僅為層流。在緊貼前輥筒表面的膠層不能

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