橡胶混料混炼的几种工艺
发布日期:2023-03-22 浏览次数:681
混炼橡胶指的是将各助剂借助炼胶机机械力的搅拌作用, 将各种配合剂均匀地分散橡胶中,形成一个以橡胶为介质或以橡胶与一些能相容的配合组分(配合剂或其它聚合物) 的混合物为介质, 与橡胶不相容的配合剂(如粉体填料、氧化锌、颜料的相关等) 为分散相的多相胶体分散体系的过程。对混炼工艺的具体技术要求是‘配合剂分散均匀, 使配合剂特别是炭黑等补强性配合剂达到最好的分散度, 以保证胶料性能一致。混炼后得到的胶料称(混炼胶), 其质量对进一步加工和制品质量有着重要影响。
1· 天然橡胶的混炼
天然橡胶是生胶塑炼的主要胶种, 用开炼机和密炼机进行塑炼均能获得良好效果。用开炼机塑炼时, 通常采用低温(40~50 ℃) 薄通(辊距0.5~1 mm) 塑炼法和分段塑炼法效果最好。用密炼机塑炼时, 温度宜在155 ℃以下, 时间约在13 min左右。塑炼时间增加, 塑炼胶的可塑性随之增大。但不要过炼, 否则可塑性变得过高而使物理机械性能下降。
天然橡胶塑炼时常加入促进剂M 作塑解剂,来提高塑炼效果。促进剂M 对开炼机塑炼和密炼机塑炼都适用。天然橡胶塑炼后, 为使橡胶分子链得到松弛(俗称恢复疲劳) 和可塑性均匀, 需停放一定时间(4~8 h), 才能供下道工序使用。目前国内使用的天然橡胶主要品种有:国产烟片胶和标准胶, 进口烟片胶和马来西亚标准胶等等。
上面所说的, 由于上述胶种的初始门尼粘度不同, 欲获得相同的可塑性, 所需的塑炼时间当然不同。其塑炼时间按长短排列的顺序为:进口烟片胶>国产烟片胶>国产标准胶>马来西亚标准胶。恒粘和低粘标准马来西亚橡胶、充油天然橡胶、轮胎橡胶、易操作橡胶的初始门尼粘度较低(一般小于65),可不经塑炼直接混炼。
天然混炼胶(NR) 具有综合性好的物理机械性能, 在常温下具有很高的弹性, 弹回率可达50%~85%以上。天然胶还具有较高的机械强度,很好的耐屈挠疲劳性能, 滞后损失小, 多次变形下生热量低, 撕裂强度高, 耐磨性和耐寒性良好,以及良好的气密性、防水性、电绝缘性和绝热性。天然胶的耐碱性好, 对一般酸的抗耐性也较好,但不耐浓强酸, 并且天然胶还有很好的工艺加工性能。天然橡胶具有良好有混炼性能, 包辊性良好, 生胶强力和初粘性较高, 塑性、并用性及对配合剂的浸润性都较好, 胶料的塑性增加速度快而且生热量低。因此, 对配合剂的湿润性好, 吃粉快, 分散也比较容易;混炼时间短, 混炼操作工艺易于掌握。但天然胶对混炼时间较敏感, 混炼时间过短, 混炼胶表面会呈现颗粒状, 造成压延挤出困难;混炼时间过长, 又会导致过炼。开炼机混炼, 辊温在45~55 ℃之间, 前辊比后辊高5 ℃。密炼机混炼多采用一段混炼法, 排胶温度在120 ℃以下。
2 ·丁苯橡胶的混炼
丁苯橡胶(SBR) 又称聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理机构性能, 加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶, 有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良, 可与天然橡胶及多种合成橡胶并用。
丁苯橡胶在混炼时配合剂分散困难, 电能消耗大, 生热大, 胶料质量受温度的影响较大, 所以在制造丁苯橡胶胶料时, 应针对其特点而规定混炼条件。在开炼机混炼时, 较适宜方法是将配方中的炭黑制成母炼胶直接加入, 掺用丁苯橡胶的胶料, 在未加配合剂以前, 要求丁苯橡胶和天然橡胶先混合均匀后再加入。由于丁苯橡胶对配合剂的湿润性比天然橡胶差, 故混炼时间较天然橡胶延长。以22 in (55.9 cm) 开炼机混炼胎面胶为例, 若采用炭黑母炼胶, 混炼时间为20~35 min。不采用炭黑母炼胶, 其混炼时间可适当延长。辊温不宜过高, 一般前辊50 ℃以下, 后辊45 ℃以下为宜。胶料温度在55~60 ℃左右。容量的选择视丁苯橡胶的掺用量而定, 掺28-30%的丁苯橡胶,其容量与天然橡胶相同;掺48-52%的丁苯橡胶, 其容量可适当减少。
丁苯橡胶混炼时生热大, 升温快, 因此混炼温度应比天然橡胶适当低些。配合剂在丁苯橡胶中较难混合分散, 故混炼时间要比天然橡胶长。用开炼机混炼包辊性较好, 但易包冷辊, 因此前辊温度应比后辊温度低6~10 ℃。需增加薄通次数和进行补充加工, 以利配合剂的均匀分散, 用密炼机混炼应采用两段混炼, 容量应小些。混炼时间过长, 可塑度变化不大, 但会产生凝胶, 影响物理机械性能。排胶温度要低于120 ℃。
3· 顺丁橡胶的混炼
顺丁橡胶内聚强度低, 粘附性自粘性较弱,在混炼过程中, 生胶呈破碎状, 配合剂分散不良,易发生脱辊。顺丁胶在开炼机上混炼不易压合成片, 且容易脱辊, 故采用小辊矩、低辊温(35~50 ℃) 混炼。为使配合剂均匀分散, 需进行补充加工, 用密炼机混炼时, 容量可增加8-11%, 混炼温度也可稍高,
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