橡胶的加工方法
发布时间：2015-01-13 15:35:30 人浏览
来源： 橡胶技术网
（1）橡胶的塑炼及塑炼工艺 将橡胶生胶在机械力、热、氧等作用下，从强韧的弹性状态转变为柔软而具有可塑性的状态，即增加其可塑性（流动性）的工艺过程称为塑炼。
塑炼的目的是通过降低分子量，降低橡胶的粘流温度，使橡胶生胶具有足够的可塑性。以便后续的混炼、压延、压出、成型等工艺操作能顺利进行。同时通过塑炼也可以起到"调匀"作用，使生胶的可塑性均匀一致。塑炼过的生胶称为"塑炼胶".如果生胶本身具有足够的可塑性，则可免去塑炼工序。
塑炼的方法按所用的设备主要分为开炼机塑炼、密炼机塑炼和螺杆塑炼机塑炼。
①开炼机塑炼 利用开炼机前后两个速度不同的辊筒形成的相对速度差所引起的撕拉力（剪切力），在逐渐缩小的辊距内对橡胶施以强烈的碾压和撕拉作用。这种机械作用，扯断了橡胶分子链，在空气中塑炼还伴有热和氧的裂解作用等，降低了橡胶的分子量，降低了粘流温度，使其可塑性增大。
开炼机塑炼的影响因素有辊温、辊距、转速和速比、塑炼时间、炼胶容量、辊筒的工作长度、割刀次数和方式、胶料放置时间等。
②密炼机塑炼 将橡胶投到密炼机的密炼室内，对物料进行加压。密炼室内两个转子以不同的速度相向回转，使 被加工的生胶在转子间隙中、转子与密炼室壁的间隙中以及转子与上、下顶栓的间隙中受到不断变化的剪切、扯断、搅拌、折卷和磨擦的强烈的捏炼作用。在高温、快速和加压的条件下很快的提高橡胶的可塑性（塑炼）。 密炼机的塑炼作用主要靠转子机械作用和热氧化裂解作用。
密炼机塑炼的影响因素有转子转速、密炼室温度、塑炼时间、容量和上顶压力等。由于密炼机塑炼属高温塑炼，塑炼效果随温度升高而增大，但温度高会导致橡胶分子链过度降解，致使胶料物理机械性能下降，而诸如丁苯橡胶，用密炼机塑炼时如超过140℃还会产生支化、交联，形成凝胶，反而降低可塑性，在170℃下塑炼还会生成紧密型凝胶，即使用精炼方法也不能使它消除。为了提高密炼机使用效率，通常对可塑性要求高的胶料（威氏可塑性在1.5以下者），需采用分段塑炼或加塑解剂塑炼。
③螺杆塑炼机塑炼 是用螺杆塑炼机的螺杆与机筒间的机械剪切力和高温热作用使橡胶分子链断裂。与开炼机和密炼机塑炼的差别是螺杆塑炼法中氧对生胶的作用较小。螺杆塑炼法有生产能力大、节电效果明显、操作简单容易掌握、可实现塑炼的连续化生产等优点。使用螺杆塑炼机塑炼时应该严格控制排胶温度在180℃以下，注意防止出胶后胶料表面氧化作用，并尽量避免产生夹生胶。
应用开炼机塑炼和密炼机塑炼时，都可采用塑解剂来加速塑炼过程。塑解剂是通过化学作用增强生胶塑炼效果、缩短塑炼时间的物质，又称化学增塑剂。它与一般物理增塑剂如油品、酯类脂肪酸衍生物类等相比，具有增塑效果强、用量少、且对橡胶制品物理机械性能几乎没有影响等特点。
塑解剂增强塑炼效果的作用机理主要有两方面：一是塑解剂在塑炼过程中受热、氧的作用，分解产生自由基，这些自由基能使橡胶大分子链发生氧化降解；二是塑解剂能封闭塑炼过程中橡胶大分子链断裂生成的端基，并使其丧失活性，不再重新结合，从而使可塑性增加。
由于塑解剂的效能是随温度的升高而增强，所以在密炼机高温塑炼中使用塑解剂比在开炼机低温塑炼中更为有效。
（2）橡胶的混炼及混炼工艺 混炼是将塑炼胶或已具有一定可塑性的生胶，与各种配合剂经机械作用使之均匀混合的工艺过程。混炼过程就是将各种配合剂均匀地分散在橡胶中，以形成一个以橡胶为介质或者以橡胶与某些能和它相容的配合组分（配合剂、其它聚合物）的混合物为介质，以与橡胶不相容的配合剂（如粉体填料、氧化锌、颜料等）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为"混炼胶",其质量对进一步加工和制品质量有重要影响。
混炼常用的设备是开炼机和密炼机。
①开炼机混炼 开炼机混炼的必要条件是根据各种橡胶的粘弹性、松弛时间和转变温度等基本性质，选择合适的辊温（下表），使之处于包辊状态，以便进行混炼。
各种橡胶开炼机混炼的适用温度
胶 种 辊温，℃ 胶 种 辊温，℃
前 辊 后 辊 前 辊 后 辊
天然橡胶 55~60 50~55 氯醚橡胶 70~75 85~90
丁苯橡胶 45~50 50~60 氯磺化聚乙烯 40~70 40~70
丁腈橡胶 35~45 40~50 氯丁橡胶 ≤40 ≤45
丁基橡胶 40~45 55~60
丙烯酸酯橡胶 40~55 30~50
顺丁橡胶 40~60 40~60 聚胺酯橡胶 50~60 55~60
乙丙橡胶 60~75 约85 聚硫橡胶 45~60 40~50
加料顺序是影响开炼机混炼质量的一个重要因素。加料顺序不当会导致分散不均匀，脱辊、过炼，甚至发生早期硫化（焦烧）等质量问题。原则上应根据配方中配合剂的特性和用量来决定加料顺序，宜先加量少、难分散者。后加量大，易分散者；硫黄或者活性大、临界温度低的促进剂（如超速促进剂）则在最后加入，以防止出现早期硫化（焦烧）。液体软化剂一般在补强填充剂等粉剂混完后再加入，以防止粉剂结团、胶料打滑、胶料变软致使剪切力小而不易分散。
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