橡胶实验指导书

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1、高分子材料与工程橡胶综合实验（指导书）北方民族大学材料科学与工程学院高分子材料与工程专业二O一一年八月十日10目录实验一、橡胶的塑炼…………………………………………………………….2实验二、橡胶的混炼………………………………….……………..………….610实验一橡胶的塑炼本实验属于综合性实验。一、实验目的掌握天然橡胶塑炼加工全过程，并了解塑炼的主要机械设备，如开炼机的基本结构，掌握该设备的操作方法。二、实验原理橡胶加工工艺对生胶可塑度有一定的要求。不同种类的生胶其原始可塑度不同，不同用途的混炼胶要求其塑炼胶的可塑度也不同。橡胶可塑

2、性与胶料性能有密切关系。总之，塑炼的目的就是要满足混炼胶工艺性能和制品性能对生胶可塑度的要求。尽管近年来大多数合成橡胶和某些天然胶在制造过程中控制了生胶的初始可塑度，塑炼任务已大为减轻，但是，严格来说经过充分塑炼的橡胶是一种改性橡胶，在混炼时能与活性填充剂和硫化促进剂发生化学反应，对硫化速度和结合凝胶生产量产生一定影响。生胶经过塑炼后质地均一，对硫化胶力学性能也有所改善。因此，塑炼仍是橡胶加工中一项具有重要意义的工艺。其基本原理如下：1.塑炼中断链理论橡胶可塑度与其分子量有密切关系。分子量越小，粘度越低，而可塑度越大。实践证明，在塑

3、炼中生胶可塑度的提高是通过平均分子量的降低来获得的。可以说塑炼实质上就是使橡胶分子链断裂，大分子长度变短的过程。影响橡胶分子链断裂的因素有：机械作用、氧的作用、塑解剂的作用、温度的影响。2.低温与高温机理生胶在塑炼时的分子链断裂，是一种复杂的物理-化学反应。机械力、氧、电、热和化学增塑剂等因素的作用都与此有关，其中起主要作用的是氧和机械力，而且两者相辅相成。根据温度对塑炼全过程影响，可将塑炼归纳为低温塑炼和高温塑炼两种，前者以机械力作用为主，属机械-化学反应，氧起稳定游离基的作用；后者以自动氧化作用为主，属热-氧化反应，机械作用是增

4、加橡胶与氧的接触。3.塑炼中的凝胶化反应10在塑炼过程中，机械作用使橡胶大分子链断裂，生产游离基团，与氧和其他低分子物质相互结合后生胶粘度下降产生塑炼效果。但是机械作用使橡胶大分子断连产生的游离集团末转移到低分子物上，而相互之间再结合产生类似交联的反应，那么生胶的粘度反而会更明显上升，这种现象即称为凝胶化反应。凝胶生成量与天然胶生胶初始分子量有关。它随分子量增大而增加。为了保证塑炼效果，应研究凝胶化反应一般机理，防止有害的凝胶化反应大量产生。4.塑炼胶的粘着性问题塑炼对加工性能的贡献不仅表现于能降低橡胶粘度，而且表现于能增加橡胶粘着

5、性，这对制品的加工成型尤为重要。研究表明，橡胶年度的降低，主要归因于橡胶大分子链的断裂，而粘着性的增加则主要归因于机械力使橡胶大分子链的断裂后产生的氢过氧化物。氢过氧化物是橡胶塑炼中的中间体。塑炼胶粘着性的增加或降低。取决于氢过氧化物这一中间体的产生或消失。胶料表面氢过氧化物很容易受到日光、紫外线、臭氧和高温等因素作用，而逐渐消失。因此，胶料停放后，胶料表面形成的氢过氧化物慢慢消失，胶料粘着力也随之下降，故胶料停放环境、时间要有一定限制，以免影响胶料的加工性能。三、实验过程1.破胶：调节辊距1.5mm，在靠近大牙轮的一端操作，以防损

6、坏设备。生胶碎块依次连续投入两辊之间，不宜中断，以防胶块弹出伤人。2.薄通：将辊距调到0.5mm，辊温控制在45ºC左右。将破碎胶块在大牙轮的一端加入，使之通过辊筒的间隙，使胶片直接落到接料盘中。当辊筒上无堆积胶时，将胶片扭转90º角，重新投入到辊筒的间隙中，继续薄通到规定的薄通次数为止。3.捣胶：将辊距放宽至1.0mm，使胶片包辊后，手握割刀从左向右割至右边缘（不要割断），再向下割，使胶料落在接料盘中，直到辊筒上的堆积胶将消失时才停止割刀。割落的胶随着辊筒上的余胶带入辊筒的右方，然后再从右向左同样割胶。反复操作多次直到达到所需塑炼

7、程度。4.辊筒的冷却：由于辊筒受到摩擦生热，辊温要升高，应经常以手触摸辊筒，若感到烫手，则适当通入冷却水，使辊温下降，并保持不超过50ºC。10四、主要实验设备图1开放式炼胶机10实验一实验记录及报告橡胶的塑炼班级：姓名：学号：同组实验是：实验日期：指导教师签名：评分：（实验过程中，认真记录并填写本实验数据，试验结束后，送交指导教师签字）一、实验数据记录（1）试样原材料名称：；（2）实验温度：；（5）实验湿度：；（6）仪器型号：；（7）生产厂商：。二、回答问题及讨论1、请写出天然橡胶的塑炼的基本实验步骤。10实验二橡胶的混炼本实验属

8、于综合性实验。一、实验目的掌握天然橡胶混炼加工全过程，并了解设备的操作方法和加工原理。二、实验原理混炼就是将各种配合剂与塑炼胶在机械作用下混合均匀，制成混炼胶的过程。其关键是使各种配合剂能完全均匀地分散在橡胶中，保证胶料的组成和各种性