橡胶混炼工艺控制培训

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熟悉不同橡胶材料的混炼特性●

混炼胶质量的检验判定方法培训系列内容l

橡胶的混炼※l

硫化原理及质量控制（将作炼胶是重要工序！！！生胶（原胶）部分l

通用橡胶（价格便宜，产量大）l

NR,IR,SBR,BR,NBR,CR,IIR,EPDM

等l

特种橡胶（价格贵，要求高）01l

配合剂种类繁多，包括以下几大体系：○

采购部－名称

炼胶部－代号硫化剂在所有配合剂中最重要，是它通过化学反应使橡胶从塑性粘流状态变成高强度弹性状态

（啤塑时的高温条件使该反应发生）。硫化剂在混炼过程后期加入。a

硫磺（绝大部分通用胶采用）b

过氧化物类（即俗称熟水类）c

特种橡胶专用硫化剂（如硫化剂F，双酚AF）§

3.促进剂（数十种以上）§

化学家按结构分类，工艺人员按酸性、中性、碱性分类，或按超速、中速、慢速分类。§

（3）常用促进剂：M,DM,TT,CZ,BZ,NOBS,NA-22等等§

4.活性剂§

（1）活性剂的作用：使促进剂反应加速§

（2）活性剂种类：主要就是氧化锌(ZnO)氧化镁(MgO)和硬脂酸§

5.防焦剂§

（1）防焦剂的作用：使硫化开始时间延迟，又不影响总硫化时间§

（2）常用防焦剂：常用只有PVI(或CTP)l

橡胶必须加入一些非常微小的刚性粒子，才能有足够的强度，才能有好的加工性能，又●

到目前为止，所有填料中，炭黑对橡胶的补强加工性能最好，所以绝大部分橡胶制品都是黑色的。浅色制品和彩色制品综合性能一般都不如黑色制品。●

塑料不加补强剂已有很高强度，只需要加填充剂降低成本，因此大多数塑料制品是彩色的。a

主要根据微观粒经的大小（可通过仪器测出），用数字分类，如N220,3N30，N550，N990等数字越小，粒子越细，补强性能越好，但加工性能也越差，硬度上升也越快。b

还有一些专用炭黑，如导电炭黑等3.其它填充剂：基本不起补强作用，主要降低成本，还可通过加工性能。a

碳酸钙1.橡胶的软化（增塑）剂石油或煤焦油产品，如环烷油、芳烃油、沥青、石油树脂、古马隆树脂等植物油系，如松焦油、松香、大豆油等§

1.着色剂（色粉）§

（1）着色剂的作用和要求：耐热、耐日光要好§

（2）无机着色剂§

（3）有机着色剂§

（1）发泡剂的作用和要求：发孔要均匀可控§

（2）无机发泡剂§

（3）有机发泡剂（五）其它配合剂f

偶联剂：提高橡胶和填料的结合g

其它：现在越来越多功能性添加剂u

具有高度分散性，配合易于与生胶混合均匀，橡胶制品量也就越好；u

容易被生胶湿润，与生胶有良好的亲和力和相容性；u

水分不能超标，否则会导致起泡、脱层等毛病；u

不能含有外来杂质，或能对生胶加速老化的有害金属，如铜、锰等；u

不应含有无机酸和能溶于水的盐类，这些对设备和模具有腐蚀作用。a

配方以上各种组分的比例1b

胶料配方的表示方法及换算关系c

配方及物性指标的关系l

配方再好，也要通过配合工序的精确无误的计量来加以兑现，如果l

原材料配合的公差以及配料误差对混炼工艺、质量有很大影响，要l

保证原材料不吸潮，不变质。○

有开炼机低温塑炼，密炼机和螺杆挤出机高温塑炼，添加塑解剂塑炼。l

橡胶的可塑性不宜太大，太大会使橡胶制品的机械强度降低，永久变形增大，耐老化性、耐磨性和弹性降低，因此要防止生胶塑炼过度，

要在满足工艺性能要求下，具有最适当的可塑度。l

塑炼对后期的混炼、对混炼胶的门尼粘度影响非常大，为保持胶料的稳定性，必须严格执行工○

辊距、滚筒转速与速比、温度、时间和炼胶容量必须按照工艺要求，不可随意！○

以高温氧化占优势，因此与温度的关系最为密切，还取决于时间、转速、压力等因素。l

22寸开炼机塑炼NR为例，其工艺条件：炼胶容量50－55升；时间15min；辊温

前辊55－60℃

，后辊50－55

℃

；速比1:

1.15；薄通7次（1.5mm辊距），辊距放宽至9mm后下片，冷却后备用。l

塑炼胶经检验后可塑度为0.34±0.005。物体加外力产生变形，当外力去掉后，变形一点也不恢复，这是完全的塑性体，变形完全恢复则是完全弹性体，橡胶介于二者之间，未硫化胶偏于塑性体，硫化胶偏于弹性体。○

将来会从塑炼工序就开始进行控制，要保持可塑度和门尼粘度的稳定。b.

旋转扭力型可塑计○

门尼粘度计l

NBR：粘度高，可塑度低，性大，生多，塑困，一般采用低温薄通○

IIR：塑炼困难，采用低温、小辊距操作，温度升高时，割下胶片，冷却后再塑炼。关键是必须注意清洁，塑炼前应清楚其它不饱和橡胶残余物，以免混入后影响质量。l

保持操作条件的恒定！01l

就是将各种配合剂均匀地分散在橡胶中，使胶料成分完全均匀一致。l

硫化剂分散不均，就会使硫化曲线相差很大；○

炭黑分散不均就会使门尼粘度相差很大。l

开炼机混炼生产效率低、劳动强度大、操作安全性差、粉料飞扬损失大、污染环境、胶料质量不高,l

但其灵活性大,适用于多品种、小批量生产,尤其适用于特种胶料和某些生热大的合成橡胶、硅橡胶l

先加入生胶及固体软化剂，其次加入促进剂、活性剂、防老剂，再加补强填充剂、液体配合剂。如果补强填充剂和液体软化剂较多时，可以分批加入。最后加入硫磺。l

开炼机混炼可分为包辊、吃粉、翻炼l

2)紧包前辊,成为弹性胶带,不破l

包辊是开炼机混炼前提。由于生胶的性质和混炼工条件不同,混炼时生胶在开炼机辊筒上的行为有四种状态。如下图所示。l

开炼机混炼有一段混炼和分段混炼两种工艺方法。对含胶率高或天然橡胶与少量合成橡胶,并且补强填充剂用量少的胶料,通常采用一段混炼法。对天然橡胶与较多合成橡胶并用,且补强填充剂较多的胶料,可采用两段混炼法,以便两种橡胶与配合混炼得更均匀。无论是一段混炼还是两段混炼,在混炼操作时,都先沿驱动端加入生胶、母炼胶或并用胶,然后根据配方加入各种配合剂进行混炼。●

在吃粉时注意不要割刀,否则粉状配合剂会侵入前辊和胶层的内表面之间,

也会通过辊缝被挤压成硬片,造成混炼困当所有配合剂吃凈后,加入余胶,进行翻炼,翻炼操作方法主要有：有以下几个重要影响因素：3.

辊速与速比4.

辊温大批量生产胶料时，主要应用密炼机。l

密炼机的基本参数：密炼机容量、转子转速、胶料承受的压力，功率。混炼过程的特征取决于密炼室的体积填充度、密炼机的上顶栓压力、转子的转速和温度。一般填充系数为0.6-0.8。机硬常停

炼段时的二

化○

给定的混炼时间；●

给定混炼室的最高温度，达到这一温度自动排料；○

给定单位能耗，即达到给定能耗水平后自动排料。02l

NBR在混量大,配

合

于分散。○

NBR在开炼机上混炼时,应采取低温、小容量、小辊矩、慢加料的操作方法,以促进配合剂的均匀分散。l

NBR若用密机混,加混室冷却,炭黑和化要分批交替加入,排胶温度不得高于130℃。丁基橡胶的内聚强度低,自粘性差,包辊性差,与其它橡胶兼容性差,混炼丁基橡胶之前彻底清洗机台,以免混入其它生胶,影响胶料质量,丁基橡胶混炼时,配合剂分散困难。○

开炼机焜炼时,采用引料法(即待引料胶包辊后再加生胶和配合剂)或薄通法，将配方中一半生胶以小辊矩反复薄通,待包辊后再加入另一半。○

丁基胶包冷辊，粘辊要升高辊温，脱辊要降低辊温，速比不能超过1：1.25，否则空气易混入胶料中，引起产品起泡。l

氯磺化聚乙烯橡胶具有热塑性,加工中随着胶料温度上升,粘度迅速下降,

氯磺化聚乙烯橡胶采用开炼机混炼时,包辊性良好,但因生热大,应注意冷却,辊温保持在40－70℃范围内。若采用密炼机混炼时,装胶容量比其它橡胶大些,填充系数取70%－75%,排胶温度在105－110℃以下,胶片后要注意干燥,因为水会促进其交联,导致焦烧。ECO一般不塑即可行混。均聚型橡胶尼粘度低,包性良好,但易粘造成混困;共聚型橡胶尼粘度高,无粘向,但不易包。l开炼机混炼均聚型氯醚橡胶要添加防粘剂－硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸锡。开炼机混炼共聚型氯醚橡胶时,可先将生胶薄通2－3次,促进其包辊。开炼机混炼,辊温比一般橡胶要高一些,前辊70－75℃,后辊85－90℃。l密炼机混炼比开炼机容易,混炼均聚型胶时,可将一部份投入密炼机,另一部份则在压片机上与硫化剂同时加入(辊温在90℃以下)。混炼共聚型胶时,操作助剂在压片机上加入,效果更好。接行混。v

氟橡胶的加工过程和使用设备、加工方法和一般橡胶的相同。由于它的结构特点,

其加工性能较差。v

生胶在辊距0.

3－0.

5mm

的开炼机上薄通10

次,

包辊后即可加入配合剂。v

容量:

氟橡胶的容量比其他合成胶还要小。如v

6″炼胶机500gv

14″炼胶机500gv

辊温:

40°C～

60°Cv

加工顺序:

生胶→吸酸剂→加工助剂→填充剂→硫化促进剂。配合剂加完,

均匀、薄通打三角包、打卷、放厚下片。a

混炼胶的塑性试验：可塑度、门尼粘度b

混炼胶的门尼胶烧试验c

混炼胶的硫化性能：硫化仪d

混炼胶的分散度：直接法和间接法e

混炼胶的恒定性检测：红外光谱（FTIR)以后作专题讲座a

硫化原理b

硫化工艺条件控制c

硫化过程中常见质量问题及解决办法橡胶混炼工艺控制。硫化剂在所有配合剂中最重要，是它通过化学反应使橡胶从塑性粘流状态变成高强度弹性状态

（啤塑时的高温条件使该反应发生）。（1）防焦剂的作用：使硫化开始时间延迟，又不影响总硫化时间。（2）常用防焦剂：常用只有PVI(或CTP)。浅色制品和彩色制品