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橡胶工艺之混炼

文章来源:美高梅国际平台 发布时间:2019-11-20 15:29:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

1、混炼的目的
泰州科德橡胶机械-密炼机开炼机捏炼机厂家2019年11月20日讯  为了提高橡胶产品使用性能, 改进橡胶工艺性能和降低成本, 必须在生胶中加入各种配合剂。混炼就是通过机械作用使生胶与各种配合剂均匀混合的过程。
    混炼不良, 胶料会出现配合剂分散不均, 胶料可塑度过低或过高、 焦烧、 喷霜等到现象,使后续工序难以正常进行, 并导致成品性能下降。控制混炼胶质量对保持半成品和成品性能有着重要意义。通常采用检查项目有:

1、目测或显微镜观察;

2、测定可塑度;

3、测定比重;

4、测定硬度;

5、温室物理机械性能和进行化学分析等。

进行这些检验的目的是为了判断胶料中的配合剂分散是否良好, 有无漏加和错加, 以及操作是否符合工艺要求等。


2、混炼理论


   由于生胶粘度很高, 为使各种配合剂均匀混入和分散, 必须借助炼胶机的强烈机械作用进行混炼。

      各种配合剂,由于其表面性质的不同,它们对橡胶的活性也各不一致。按表面特性,配合剂一般可分为二类:一类具有亲水性,如碳酸盐、陶土、氧化锌、锌钡白等;另一类具有疏水性,如各种炭黑等。前者表面特性与生胶不同, 因此不易被橡胶润湿;后者表面特性与生胶相近, 易被橡胶润湿。为获得良好混炼效果, 对亲水性配合剂的表面须加以化学改性, 以提高它们与橡胶作用的活性, 使用表面活性剂即可起到此种作用。表面活性剂大多为有机化合物,具有不对称的分子结构。其中常含有 —OH 、 —NH2 、—COOH 、 —NO2、 —NO 或—SH 等极性基团,具有未饱和剩余化合价,有亲水性,能产生很强的水合作用;另外, 它们分子结构中还有非极性长链或苯环式烃基, 具有疏水性。因而当表面活性剂起着配合剂与橡胶之间的媒介作用, 提高了配合剂在橡胶中的混炼效果。

    表活性剂还起到稳定剂的作用,它们能稳定已分散的配合剂粒子在胶料中的分散状态,不致聚集基结团,从而提高了胶料的稳定性。判断一种生胶混炼性能的优劣,常以炭黑被混炼到均匀分散所需时间来衡量。生胶分子量分布的宽窄对混炼性能有着重要的影响。影响炭黑在橡胶中分散的因素除橡胶本身外,还有炭黑粒子的大小,结构和表面活性等有关,因而炭黑粒子愈细,在橡胶中的分散就愈困难, 高结构炭黑的空隙大,在混炼钢初期形成的包容胶浓度低而粘度大,在随后的混炼中产生较大的剪应力,因而更易分散。


3、混炼工艺
   目前, 混炼工艺按其使用的设备, 一般可分为以下两种:开放式炼机混炼和密炼机混炼。
1)、开放式炼胶机混炼
    在炼胶机上先将橡胶压软, 然后按一定顺序加入各种配合剂, 经多次反复捣胶压炼, 采用小辊距薄通法,使橡胶与配合剂互相混合以得到均匀的混炼胶。
    加料顺序对混炼操作和胶料的质量都有很大的影响, 不同的胶料, 根据所用原材料的特殊性点, 采用一定的加料顺序。通常加料顺序为:生胶(或塑炼胶) —— 小料(促进剂、活性剂、防老剂等) —— 液体软化剂 —— 补强剂、填充剂 —— 硫黄。
   生产中, 常把个别配合剂与橡胶混炼以做成母炼胶, 如促进剂母炼胶, 或把软化剂配成膏状, 再用母炼胶按比例配料, 然后进行混炼。这样可以提高混炼的均匀性,减少粉剂飞扬, 提高生产效率。开放式炼胶机混炼的缺点是粉剂飞扬大、劳动强度大、生产效率低,生产规模也比较小;优点是适合混炼的胶料品种多或制造特殊胶料。
2)、密炼机混炼
    密炼机混炼一般要和压片机配合使用, 先把生胶配合剂按一定顺序投入密炼机的混炼室 内, 使之相互混合均匀后, 排胶于压片机上压成片, 并使胶料温度降低 (不高于 100℃),然后再加入硫化剂和需低温加入的配合剂, 通过捣胶装置或人工捣胶反复压炼, 以混炼均匀,经密炼机和压片机一次混炼钢就得到均匀的混炼胶的方法叫做一段混炼法。

    有些胶料如氯丁胶料, 顺丁胶料经密炼机混炼后, 于压片机下片冷却, 并停放一定时间,再次回到密炼机上进行混炼, 然后再在压片机上加入硫化剂, 超促进剂等, 并使其均匀分散, 得到均匀的混炼胶,这种混炼方法叫做二段混炼。密炼机的加料顺序一般为:生胶—— 小料(包括促进剂、活性剂、防老剂等) —— 填料、补强剂 —— 液体增塑剂。要得到质量好的混炼胶, 应根据胶料性质来决定合适的容量, 加料顺序以及混炼的时间、温度、上顶栓的压力等工艺条件。
    有些胶料采用密炼机混炼, 可把塑炼和混炼工艺合并进行。经验证明, 天然胶采用密炼机进行一段混炼效果较好。此法简化了生产工序, 缩短生产周期, 提高效率。但如在配方中使用大量难于在橡胶中均匀分散的配合剂时, 则不宜采用此法, 仍需用塑炼胶进行混炼,以免发生混炼不均现象。密炼机混炼与开放式炼胶机混炼相比,机械化程度高,劳动强度小, 混炼时间短, 生产效率高, 此外, 因混炼室为密闭的, 减少了粉剂的飞扬。
    除上述两种混炼方法外, 目前还有一种新的螺杆混炼机(传递式混炼机)混炼法, 其特点是连续混炼,生产效率高。可使混炼与压延、压出联动力,便于实现自动化。
3)、几种橡胶的混炼特性
a、天然胶
     天然胶受机械捏炼时,塑性增加很快,发热量比合成胶小,配合剂易于分散。加料顺序对配合剂分散程度的影响不像合成胶那样显著, 但混炼时间长, 对胶料性能的影响比合成胶大。
   采用开放式炼胶机混炼时,辊温一般为 50~60℃左右) 。用密炼机时多采用一段混炼法。
b、丁苯胶
    混炼时生热大, 升温快, 混炼温度应比天然胶低。丁苯胶对粉剂的湿润能力较差, 故粉剂难于分散, 所以混炼时间要比天然胶长, 采用开放式炼胶机混炼时需加薄通次数。用密炼机混炼,可采用二段混炼法,硫化剂,超促进剂在第二段的压片机中加入,由于丁苯胶在高温下容易结聚,因此密炼机混炼时需注意控制温度一般排胶温度不宜超过130℃。
c、氯丁胶
     氯丁胶的物理状态随温度而变化。通用型氯丁胶在常温下至 70℃时为弹性态,容易包辊,混炼时配合剂易于分散,温度升高到 70~94℃呈粒状,并出现粘辊现象而不能进行塑炼、混炼、压延等工艺;温度继续升高而呈塑性态时,显得非常柔软而没有弹性,配合剂也很难均匀分散。采用开放式炼胶机混炼时,辊温一般在40~50℃范围内,温度高则易粘辊。加料时先加入氧化镁后加入氧化锌,这可避免焦烧。当氯丁胶中掺入10%  的天然胶或顺丁胶时,能改善工艺性能。用密炼机混炼时,可采用二段混炼,操作更安全。氧化锌在第二段混炼的压片机上加入。

氯丁胶混炼时, 温度高则容易出现粘辊和焦烧的毛病。因此, 操作时须严格控制温度和时间。
d、两种或两种以上橡胶并用
    若配方中采用两种或两种以上和橡胶, 其混炼方法有两种:一种是橡胶各自塑炼, 使其可塑性相近,然后相互混均,再加各种配合剂,使之分散均匀。此法简便;另一种方法是各种橡胶分别加入配合剂混炼, 然后把各胶料再相互混炼均匀。后者能提高混炼的均匀程度。


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