橡胶基本加工工艺

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1、橡胶基本加工工艺吴明生(青岛科技大学，高分子科学与工程学院)CollegeofPolymerScienceandEngineeringTel:0532-84022730Email:wumsh@qust.edu.cn主要内容第一章炼胶工艺第二章压延工艺第三章挤出工艺第四章硫化工艺第一章炼胶工艺第一节概述第二节炼胶准备工艺第三节炼胶工艺及理论第四节混炼胶的质量检验第一节概述一、炼胶的内容及要求1、内容塑炼：使生胶有强韧的高弹状态转变为柔软而富有可塑性状态的加工工艺过程。混炼：将生胶与配合剂混合均匀，制备符合性能要求的混炼胶的工艺过程。2、要求①可塑度大小合适且均匀；②配合剂分散

2、均匀并达一定分散度；③混炼胶的性能要符合要求；④时间短，能耗低。二、炼胶设备1、开炼机工作原理示意图：速比：f=V1/V2剪切速率：γ＝V2(f－1）/e四楼三楼二楼一楼炭黑斗炭黑秤密炼机流片机微机室双管气体输送油管路胶料秤油秤冷却小料秤密炼机炼胶工艺流程示意图2、密炼机组炭黑贮仓（1）上辅机上辅机炭黑自动称量与输送系统油料自动称量与输送系统小料自动称量系统胶料称量系统炭黑自动称量与输送系统（示意图）炭黑自动称量系统油料自动称量与输送系统通密炼机小料自动称量系统（投料口）小料自动称量系统胶料称量系统（2）密炼机GK400型密炼机二棱转子四棱转子密炼机控制中心（3）下辅机流片

3、机（开炼机）胶料输送装置流片机（螺杆挤出机）冷却装置冷却槽（水冷）风冷叠放第二节炼胶准备工艺炼胶准备工艺生胶的塑炼原材料的质量检验原材料的补充加工油膏和母炼胶的制备称量配合一、生胶的塑炼1、塑炼的目的与要求塑炼是指通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式，使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软的塑性状态的过程。塑性（可塑性）：橡胶在发生变形后，不能恢复其原来状态，或者说保持其变形状态的性质。目的：(1)减小弹性，提高可塑性；(2)降低粘度；(3)改善流动性；(4)提高胶料溶解性和成型粘着性。要求：（1）可塑度要适当（2）塑炼均匀2、塑炼机理（1）橡胶增塑方法（2）塑炼机理理

4、论依据：ηa=A*Mw3.4①开炼机塑炼的原理开炼机的两个辊筒以不同的转速相对回转，胶料放到两辊筒间的上方，在摩擦力的作用下被辊筒带入辊距中。由于辊筒表面的旋转线速度不同，使胶料通过辊距时的速度不同而受到摩擦剪切作用和挤压作用，使分子链断裂和变形，断裂的分子链由氧气终止活性稳定在断裂的状态，胶料反复通过辊距，平均分子量减小，胶料的黏度降低，流动性变好而被塑炼。机械力作用：使橡胶分子链断裂氧气作用：使分子链稳定在断裂的状态一般不加塑解剂。②密炼机塑炼原理物料从加料斗加入密炼室后，加料门关闭，压料装置的上顶栓降落，对物料加压。物料在上顶栓压力及摩擦力的作用下，被带入两个具有螺旋

5、棱、有速比的、相对回转的两转子的间隙中，致使物料在由转子与转子，转子与密炼室壁、上顶栓、下顶栓组成的捏炼系统内，受到不断变化和反复进行的剪切、撕拉、搅拌和摩擦的强烈捏炼作用，使胶料温度升高，发生热氧化断链，使胶料的平均分子量减小，从而达到塑炼的目的。机械力作用：初期起剪切、摩擦，使胶料升温作用后期起搅拌，增加与氧接触面积作用氧气作用：既是大分子自由基引发剂，又是大分子自由基终止剂塑解剂作用：同氧气，增塑效果好，一般均加入。③螺杆机塑炼原理在螺杆塑炼机中，生胶一方面受到螺杆的强烈的机械搅拌作用，另一方面，由于生胶受螺杆与机身内壁的摩擦产生大量的热，温度高达150~180℃，从

6、而加速氧化裂解，获得塑炼效果。优点：能连续生产，生产能力大，适用于大型轮胎厂。缺点：排胶温度高，塑炼胶的热可塑性大，质量不均，排胶不规则。（3）影响因素①机械力：机械力增大，塑炼效果变好。②氧气：氧气是最好的塑解剂，分子链上结合0.3％的氧，可使橡胶分子量由10万降到5千。③温度：低温区（<110℃），随着温度升高，塑炼效果下降；高温区（>110℃），随着温度升高，塑炼效果提高。④静电的作用：塑炼过程中，胶料受到强烈的摩擦作用产生静电。静电积累产生放电现象，使空气中的氧活化变为原子态氧和臭氧，加速橡胶分子的氧化断链作用。⑤化学塑解剂终止型（低温塑解剂）：苯硫酚、五氯硫酚。引

7、发型（高温塑解剂）：过氧化苯甲酰（BPO）、偶氮二异丁腈（AIBN）等。混合型（链转移型塑解剂）：促进剂M、DM和2，2’-二苯甲酰胺二苯基二硫化物。3、塑炼准备工艺（1）烘胶NR一般在50~60℃，时间为24~36h，冬季加热时间为36~72h。CR一般在24~40℃，时间为4~6h。烘胶在烘胶房中进行，温度不宜过高，否则会影响橡胶的物理机械性能。要均匀。（2）切胶用切胶机将生胶切成小块，每块重量视胶种而异,NR每块10~20kg，CR每块不超过10kg。（3）破胶橡胶块需用破胶机破胶，以便塑炼。4、塑炼工艺方法