橡胶成型技术-塑炼

1、本章主要讲解橡胶塑炼加工的相关知识，要求大家掌握塑炼的概念、塑炼的原理和影响因素、塑炼的方法、特点和工艺条件、塑炼常见质量问题的解决方法、生胶的加工和处理、生胶塑炼的目录、意义和塑炼试验方法，以及生胶为什么要塑炼。什么是塑化？什么是塑料混合物？塑化的目的是什么？如何测试塑化结果？生胶塑化的意义、高弹性、操作、塑化、加工、变形、塑化橡胶、高弹性是橡胶最珍贵的性能，机械加工、热处理、化学添加剂、通过机械功或热能将橡胶软化成具有一定塑性的均质物质的工艺过程，但高弹性给加工工艺带来很大困难。因为加工过程中的假机械功将低效地消耗在橡胶的可逆变形上。橡胶具有很强的高弹性状态，变成柔软的塑性状态，便于加工。

2、通过塑化得到具有一定塑性的生胶。生胶的塑化是橡胶制品生产的基本过程之一，也是其他工艺过程的基础。其目的是使生橡胶获得合适的塑性，以满足加工过程的需要。但是：生胶塑性不能太大。生胶的塑性不是尽可能的大，但在满足加工要求的前提下，塑性最小是优选的。在生产中，控制生胶和半成品的塑性，保证橡胶加工工艺和产品质量的顺利进行。由于各种橡胶制品(部件)的性能不同，橡胶化合物的种类也多种多样，对生胶的塑性要求也不同。见P15的表2-1。大多数合成橡胶和一些天然橡胶品种在制造过程中控制生橡胶的初始塑性。一般来说，门尼粘度低于60可以直接混合，无需塑化。除非有特殊要求，否则塑性可以进一步提高。特殊说明、塑性试验方

3、法、试验方法、威廉姆斯方法、华莱士方法、压缩方法等。通过一段时间后样品的高度变化来评价可塑性。圆柱形试样：=16mm，h=10mm，T=701C，预热3分钟，在两块平行板之间在低温下加5公斤载荷，压缩3分钟后卸载，取出试样，在室温下恢复3分钟，根据试样高度的压缩变形和卸载后的变形恢复计算试样的塑性。值越大，可塑性越大。塑性由在恒温、恒载荷和恒时间下胶泥样品厚度的变化来表示。在测量中，从厚度约为3毫米的膜上冲压出直径约为13毫米、恒定体积为0.40.04cm3的样品，然后将其放入测试温度为1001的测试器中.然后迅速合上压板，将样品预压至1毫米，预热15秒钟，在第二个15秒钟内施加10公斤载荷，

4、测厚仪显示的读数即为橡胶混合物的塑性。规定0.01毫米代表一个塑性单位，如果测厚仪测得的样品厚度为0.46毫米，沃勒塑性为46。华莱士数越大，可塑性越小。p:样本可塑性；H0:样品的原始高度，mm，h1:压缩3分钟后的高度；H2:恢复3分钟后的身高。门尼粘度法使用门尼粘度计测试橡胶的塑性。在一定的温度、时间和压力下，当样品在可动表面(转子)和固定表面(上下腔室)之间变形时，可以根据扭转来确定橡胶的塑性。测量结果用穆尼粘度表示。门尼粘度值随不同的试验条件而变化，因此结果应标有试验条件。一般来说，它表示为ML1 4100，其中m代表穆尼，L1 4100代表大转子(=38.1毫米)在100预热1分钟

5、并旋转4分钟时测得的扭矩值。门尼粘度的测试范围是0200。值越大，粘度越高，塑性越小。门尼粘度反映了在固相萃取条件下橡胶混合物的粘度门尼粘度法，抹灰机理，机械力，氧，温度，化学增塑剂，静电，讨论高分子弹性体的高弹性来源，一，问题增塑本质(分子量如何变化？)，乙，抹灰机理，当橡胶被塑化时，分子链断裂的概率与作用在橡胶分子链上的机械功率成正比，与橡胶混合物的温度成反比。当橡胶在橡胶混合机中塑化时，它将受到橡胶混合机辊子之间的剪切力，分子链将被拉直，长链分子链将在中间断裂。机械断链一般只对一定长度的橡胶分子链有效，分子量为100，000的天然橡胶和分子量为300，000的顺丁橡胶的分子链基本上不再受

6、到机械力的作用。这是因为长分子链橡胶分子的内聚力大，机械作用产生的剪应力也大，所以加卸载断裂的效果也很好。然而，当不同橡胶的分子量小到一定程度时，内聚力小，链段的相对运动容易，机械力产生的剪切应力小，不足以破坏它们。由于机械力主要导致分子量较大的橡胶分子断裂，而相对分子量较小的橡胶分子没有影响，在机械力作用下，橡胶的平均分子量降低，分子量分布变窄，塑化后分子量很低的馏分较少。在机械力的作用下，分子链的断裂也与组成分子链的化学键能有关。当橡胶分子链被机械剪切力破坏时，会产生橡胶分子自由基，这将不可避免地引起各种化学变化。实验表明，橡胶在氧气中塑炼时，塑性增长较快，但在氮气中相同温度下长时间塑炼时

7、，塑性变化不大。氧化与机械力同时发生。没有氧气，塑化不能达到预期效果。B，实验表明，如果生胶与0.03%的氧结合，分子量可降低50%。氧在橡胶塑化中的作用是稳定橡胶自由基，但通过氧化使橡胶分子链断裂。前者在低温下进行，然后在较高温度下进行。在温度的作用下，橡胶变硬，机械损伤严重。长分子链容易被机械应力破坏，而氧的化学活性较低。因此，在低温阶段，橡胶分子链的降解主要是由机械损伤引起的，并获得塑化效果。随着温度的升高，橡胶变软，橡胶分子链在机械应力的作用下容易滑动，但不易断裂，从而降低了链效应。然而，当温度超过临界点时，由于温度的进一步升高，由氧直接引发的氧化损伤加剧，加速了橡胶分子链的氧化降解，

8、从而迅速提高塑化效果。天然橡胶被塑炼30分钟。注：在高温塑化过程中，氧化对大分子量和小分子量的影响相同，因此平均分子量降低，而分子量分布不变。化学胶溶剂能提高生胶的胶溶能力，缩短胶溶时间，提高塑化效率。化学胶溶剂本质上可视为氧化催化剂，其产生自由基的能力越强，其胶溶剂化能力越强。在正常情况下，它的胶溶度随着温度的升高而增加。化学胶溶剂、低温胶溶剂(适用于开炼机)的作用：二苯硫酚、五氯硫酚、混合胶溶剂(既适用于开炼机也适用于密炼机)、促进剂M、DM、高温胶溶剂(适用于密炼机)、二苯二硫、静电、高电位差、生橡胶在塑化过程中被密炼机剧烈摩擦。实验测量表明，辊筒或转子金属表面与橡胶之间的平均电位差为2

9、kv6kv，有的可达15kv。当存在胶溶剂时，胶溶剂充当自由基受体。橡胶分子与氧直接氧化反应，使橡胶分子链。该热氧化裂解工艺属于自动催化氧化链式反应。抹灰工艺及影响因素、生胶、烘烤、切割、破碎、塑化、塑性检查、制备工艺流程图、生胶塑化、热塑性塑化、不常使用、机械塑化、广泛使用。它可分为开炼塑炼、密炼机塑炼、螺杆挤出机塑炼和开炼塑炼。引言最早使用的塑化方法之一是将生橡胶放在开炼机的辊之间，通过辊的剪切力拉伸和断裂橡胶分子链，从而获得塑性。劳动强度高，生产效率低，操作条件差，但塑料橡胶塑性均匀，热塑性小，适应性广，弹性好，投资少。开炼机的基本结构，开炼机的规格，xk400: x表示橡胶，k表示开炼

10、机，400表示轧辊直径；SK 400: S代表塑料，K代表磨粉机，400代表滚筒直径。X (s) k400: x (s)代表橡胶和塑料，k代表研磨机。抹灰方法、01、薄遍抹灰方法是将生胶以0.51毫米的辊距通过辊缝，不覆盖辊薄遍，并重复薄遍指定次数或时间，直到获得所需的塑性。一步塑炼(卷包塑炼)生橡胶在一个大卷下滚动，然后连续滚动直到规定的时间。在塑化过程中不要停止，多把刀具用于散热和获得均匀的塑性。合成橡胶适合混合橡胶和容易卷包装。02，04，03，化学胶溶剂塑化法是一种基于一次塑化法和一次塑化法的塑化方法，当塑化橡胶的塑性较高，不能通过一次塑化或一次塑化达到目的时，分段塑化法是一种有效的方

11、法。塑化效果好，可塑性和均匀性高，适用于各种橡胶，特别是机械塑化效果差的合成橡胶，应用广泛。其主要缺点是生产效率低，生产效率高，塑化橡胶的可塑性和均匀性高，在生产中应用广泛。生产管理麻烦，占地面积大，不适合连续生产。它能提高塑化效率，缩短塑化时间，减少塑化橡胶的弹性回复和收缩，改善工艺条件及其对塑化效果的影响。开炼机的塑化需要在低温下进行。由于轧辊温度对塑化效果的影响，开炼机的塑化应采用低温。当温度较低时，橡胶弹性大，机械力大，塑化效果好。当温度升高时，橡胶变软，机械力变小，塑化效率降低。如右边所示。为了提高塑化效果，必须加强冷却辊温度，严格控制辊温，尤其是合成橡胶。高辊温使生胶热塑性，不能达

12、到塑化效果。虽然低辊温可以提高塑化效果，但能耗大，设备消耗严重。在实际生产中，通过适当的辊温冷却薄膜是提高塑化效果的有效方法。塑化温度对生胶塑性的影响，以及辊距对塑化效果的影响。当辊速不变时，辊距的减小会增加橡胶所受的力，提高塑化效果。同时，薄膜将变得更薄，更容易冷却，从而进一步配合塑化效果。如图所示，当辊距从4毫米减小到0.5毫米时，天然橡胶的门尼粘度迅速降低，塑性迅速增加。正是基于这一事实，薄通塑化。天然橡胶在不同转速下塑化过程中的降解，以及辊筒的高转速意味着单位时间内生胶通过辊缝的次数更多，这在很大程度上受机械因素的影响超过一定时间后，塑性趋于稳定。如右图所示，在塑化的前1015分钟，塑

13、化橡胶的塑性迅速增加。超过20min后，塑性增加不明显。出现这种现象的原因是，经过一段时间的塑化后，生胶的温度逐渐升高并软化，此时，橡胶分子链变得容易滑动，从而降低了机械作用对橡胶的塑化效果。塑化时间对塑化效果的影响，总结了开炼塑化的工艺条件，辊温：小于4555，辊距：采用较小的辊距，塑化时间：不大于20min，辊速与速比：11。151.27，V塑化能力，l；k的经验系数一般为0.00650.0085，l/cm3；滚筒直径，厘米；1 .辊筒工作部分的长度，厘米橡胶塑化过程中产生的热量大，橡胶填充量应小于天然橡胶，橡胶填充量：V=KDL，简而言之，如果塑化控制为“温度低，辊距小，不超过20分钟，

14、并控制进料量”，塑化效率高。密炼机塑化是目前我国橡胶制品大规模生产的主要设备。密炼机塑化属于高温氧化塑化。与开炼机塑化相比，密炼机塑化具有以下特点：密炼机速度快，生产能力大，转子截面结构复杂，转子短筋有一定的导向角，密炼机室温度高，自动化程度高，劳动强度高，卫生条件可以改善，六部分混炼段进料部分进料模块部分压料部分压力闸板部分出料部分出料部分传动部分驱动部分底座，五大系统：加热冷却系统、气压系统、压缩空气系统、液压系统、电控系统、电子控制器(系统)、润滑系统。与开炼机相比，密炼机具有速度快、生产能力大的特点，转子转速为每分钟20、40、60转甚至80或100转。转子的截面结构复杂，转子表面各点

15、与轴线的距离不相等，产生不同的线速度，使得两个转子之间的速比变化很大(1:0.91l.47之间)，促使生胶被强力摩擦、撕裂和搅拌。此外，橡胶混合物不仅在两个转子之间的间隙中受到剪切作用；而且在转子和内部混合室的腔壁之间以及转子和上下顶部螺栓之间的间隙之间，从而可以获得更高的塑化效率。转子的短筋有一定的导向角(一般为45度角)，可以使橡胶轴向移动翻转，起到开炼机的手动捣固作用，使生橡胶塑化均匀。内部混炼室的温度较高(一般在140左右)，因此生胶会发生严重的氧化开裂，胶料可以在短时间内获得较大的塑性。自动化程度高的密炼机不仅生产能力大、效率高，而且自动化程度高、耗电量少。可以提高劳动强度和卫生条件。当密炼机塑化时，由于橡胶混合物的高温和氧化开裂，硫化橡胶的物理和机械性能将降低。设备成本高，占地面积大，设备清洗维护困难，适应性窄。一般适用于橡胶品种少、橡胶用量大的工业生产。与开炼机相比，密炼机塑化，有ni型转子和剪切型转子。密炼机塑化的方法通常如下：1 .分为(1)一级塑炼(2)分段塑炼(2)是否加入化学胶溶剂(1)普通塑炼(2)加入化学胶溶剂进行塑炼，密炼机塑炼法，一级塑炼：工艺：将生橡胶放入密炼机中一次，在一定的温度和压力条件下连续塑炼至所需的塑性。特点：与分段塑炼相比，该方法塑炼周期