橡膠的塑煉與混煉

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1、實(shí)驗(yàn)2—橡膠的塑煉與混煉一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解橡膠塑煉和混煉的基本原理2．掌握橡膠塑煉和混煉工藝3．掌握XK－160A開(kāi)放式煉膠機(jī)的使用方法二、實(shí)驗(yàn)原理生橡膠是由線形大分子或者帶支鏈的線形大分子構(gòu)成，在外力作用下，其力學(xué)性能較低，基本無(wú)使用價(jià)值，因此生膠需要通過(guò)一系列的加工才能制成有用的橡膠制品，其中橡膠的塑煉和混煉就是兩個(gè)重要的橡膠加工過(guò)程。生膠的分子量通常很高，從幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)以上，過(guò)高的分子量帶來(lái)的強(qiáng)韌高彈性給加工帶來(lái)極大的困難，必須通過(guò)塑煉使之獲得一定的可塑性和流動(dòng)性，才能滿足混煉、壓延、壓出、硫化、模壓注射等各種加工過(guò)程的工藝性能要求。因此將生膠由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳?/p>

2、和便于加工的塑性狀態(tài)使生膠增加可塑性這一塑煉過(guò)程非常重要。目前生膠塑煉加工中使用最廣泛而又行之有效的增塑方法為機(jī)械增塑法，其原理在于利用機(jī)械的高剪切力作用使橡膠大分子鏈破壞降解而獲得可塑性。本試驗(yàn)中選用開(kāi)放式煉膠機(jī)進(jìn)行機(jī)械法塑煉，橡膠置于開(kāi)煉機(jī)的兩個(gè)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的輥筒間隙中，反復(fù)受到機(jī)械力作用受力降解，降解后的大分子自由基在空氣中氧化，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，最終達(dá)到一定的可塑度，滿足混煉的要求。塑煉的程度和效率主要與輥筒的間隙、溫度有關(guān)，若間隙越少，溫度越低，機(jī)械與化學(xué)作用越大，塑煉效率越高。此外。塑煉時(shí)間、工藝操作及是否加入化學(xué)塑解劑也會(huì)影響塑煉效果?；鞜捠窃谒軣捇A(chǔ)上的又一個(gè)煉膠工

3、序。橡膠的混煉工藝過(guò)程可以通過(guò)開(kāi)煉機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。影響混煉效果的因素有：溫度、輥距、裝料容量、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)比、時(shí)間、混煉時(shí)的包輥性、加料順序和翻煉方法等。這些條件和控制均以手工操作為主，尤其是翻煉方法，受人為因素影響較大。由于開(kāi)煉機(jī)只有一個(gè)方向的固定剪切力的分布所形成的呆滯層，還需要采用人工翻煉的方法，不斷改變物料的受力位置，以便在較短的時(shí)間內(nèi)有效地完成混合塑化。因此，混煉膠的質(zhì)量（均勻的分散、均勻的分布、一定的可塑度）在很大程度上取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)和操作技術(shù)。熟練掌握這一操作技術(shù)，是得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要保證。為保證混煉膠的質(zhì)量，在開(kāi)煉機(jī)上的混煉均有嚴(yán)格的規(guī)范操作程序和操作條件，不同規(guī)

4、格的設(shè)備、不同的膠料、不同的配合劑，其操作程序均有所不同。其中配合劑的添加次序是影響開(kāi)煉機(jī)混煉的最重要的因素之一，加料順序不當(dāng)有可能造成配合劑分配不良，使混煉速度減慢并有可能導(dǎo)致膠料出現(xiàn)焦燒和過(guò)燒現(xiàn)象。加料順序一般為：①促進(jìn)劑、防老劑、硬脂酸。這一類小藥用量小，在膠料中所起的作用又很大，所以對(duì)其分散的均勻度要求高，故應(yīng)先加，此外防老劑先加有利于防止膠料高溫下混練造成的老化。硬脂酸是一種表面活性劑，可以改善橡膠大分子和親水性配合劑之間的相互作用。②氧化鋅。氧化鋅是親水性的，在硬脂酸加入之后再加，有利于其在橡膠中的分散。③補(bǔ)強(qiáng)劑。如碳黑。④液體軟化劑。液體軟化劑具有浸潤(rùn)性，容易使補(bǔ)強(qiáng)

5、劑等粉料結(jié)團(tuán)，通常要在補(bǔ)強(qiáng)劑加入之后加入。⑤硫磺。硫磺與促進(jìn)劑必須分開(kāi)加入，為了防止混煉過(guò)程中出現(xiàn)焦燒，通常在混煉后期降溫后加入硫磺，但對(duì)有些橡膠（如丁腈橡膠），由于硫磺在橡膠中的分散特別困難，硫磺則宜早加，最后才加入促進(jìn)劑。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原料開(kāi)煉機(jī)是常用的強(qiáng)力混合設(shè)備之一（圖3.1）。XK－160A型開(kāi)煉機(jī)主要用于加工橡膠，因此又稱之為“雙輥煉膠機(jī)”，它是由兩個(gè)不同轉(zhuǎn)速的向心圓柱形輥筒提供強(qiáng)大的擠壓剪切力。2．原材料：天然橡膠：馬來(lái)西亞1號(hào)煙片膠，促進(jìn)劑CZ，防老劑RD，硫磺，軟化劑，碳黑，硬脂酸，ZnO3．混煉膠實(shí)驗(yàn)配方：天然橡膠（塑煉膠）100份，促進(jìn)劑CZ3份防老劑RD2

6、份硫磺3份軟化劑(30#機(jī)油)3—5份碳黑(HAF)60份ZnO5份硬脂酸2份四、實(shí)驗(yàn)步驟1．生膠的塑煉（1）稱取一定量的天然橡膠。（2）在指導(dǎo)教師和試驗(yàn)工作人員允許后，按機(jī)器操作規(guī)程開(kāi)機(jī)試運(yùn)行，觀察機(jī)器是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。（3）檢查生膠中是否有金屬等異物，若無(wú)異物即可進(jìn)行塑煉。（4）破膠：將輥距調(diào)節(jié)至1.5mm左右，在靠近大牙輪一端操作，以防損壞設(shè)備。破膠時(shí)要依次連續(xù)投料，不宜中斷，以防膠塊彈出傷人。（5）薄通：將輥距調(diào)至0.5mm，輥溫控制在45℃左右。將破過(guò)膠的膠片靠大牙輪的一端加入輥筒，使之通過(guò)輥筒間隙，讓膠片直接落入接料盤中，當(dāng)輥筒上無(wú)堆積膠料時(shí)，將盤內(nèi)膠片扭轉(zhuǎn)90度，重新投

7、入輥筒間隙內(nèi)繼續(xù)薄通到所規(guī)定的時(shí)間（10－15分鐘）。（6）搗膠：將輥距放寬到1mm，使膠料包輥后，手握割刀從左（右）方向向右（左）割刀近右（左）邊緣（約4/5，不要割斷），再向下割，使膠料落在接料盤上。到堆積膠塊消失時(shí)停止割刀，而后割落的膠隨著輥筒上的余膠帶入輥筒左（右）方。然后再?gòu)挠遥ㄗ螅┫蜃螅ㄓ遥┩瑯痈钅z，反復(fù)多次。（7）將輥距調(diào)到所要求的下片厚度，切割下片。（8）塑煉膠料停放24小時(shí)以上，備混煉用。2．膠料的混煉（1）配料：按混煉膠的實(shí)驗(yàn)配方稱取所需的配合劑，（2）調(diào)節(jié)輥