缪桂韶教授谈炼胶流程

炼胶，包括塑炼、混炼、热炼、回炼等等，主要采用开炼机、密炼机进行。

NR、CR通常采用开炼机窄辊距薄通适当次数获得符合要求的可塑度（范围 ），满足后续工序对混炼胶流动性，以及成品物机性能的要求。NR引入“促M”或“塑解剂”，CR采用“糊精水浊液（自制）”喷入，皆可加快塑炼过程。（注意：CR塑炼有 “构型转化”过程，控制的好便利于塑炼效果。）

例一：“NR/黄铜气门嘴”直接粘合。

a法：NR先塑炼达到要求的可塑度A，随后混炼，混炼胶可塑度达AA，粘合后达标且附胶大于97%-100%。

b法：NR先塑炼仅达可塑度B（B<A），随后混炼达可塑度BB（BB<AA），即使将此混炼胶再薄通达到“AA”可塑度，粘合力与附胶状况都难以达到a法的水平，而且难以稳定。更值得注意的是，混炼胶从“BB”薄通达到“AA”水平耗时要比a法长好几倍。
 

例二：CR/黄铜直接粘合（采用进口粘合剂SW）。

CR若薄通恰当，非均匀扯离粘接强度不低于6MPa（甚至可达10MPa），100%附胶；若薄通不足，仅约4MPa左右。
 

例三：NR空心胎（内充气飞机模型小轮胎）（借助粘合层将两半边达到一定硫化状态（如约tc70）的半成品，在有“发气剂”的状态下粘合成整体轮胎。）

NR如果塑炼达不到恰当的可塑度便参与混炼，很难获得厚度均匀，表面光滑无泡、无疤的成品，而且组合时容易造成粘合不佳而报废。“粘合用胶”的塑炼与混炼相对更加讲究炼胶技术，配方合理加上塑炼、混炼恰当，即使“两个半边”硫化状态远远超过tc100，都会粘得很好很好！

NBR、SBR、BR、EPDM、IIR，通常有不同“门尼粘度”的品牌供选用，难以借助薄通来获取或增大“可塑度”，但在混炼前适当薄通，或者包辊捣炼一段时间，改善其均匀性，减少“结聚”，也会改进混炼胶与成品的质量。
 

例四：先炼NBR母胶，后充NBR（成品邵A45-50度）

总方：NBR 100，“活/防”７，填料47，树脂11，增塑剂27，硫/促3.6

密炼母胶方：NBR 100，“活/防”14，填料94，树脂22，增塑剂54（总284）

成品混炼胶方：密炼母胶142，NBR50，硫/促3.6。

本方“增塑剂”量相对多，这样先“密炼母胶”，存放一段时间，使用时再用开炼机充入另一半（50份）NBR并加入（硫/促），不但配合剂分散得好，产品表面光洁无串、珠泡，品质稳定，同铸铝件的粘合十分牢靠。

NBR若采用锦湖35LM，拜耳3445，过开炼机辊成薄片充入便可；若是JSR230S，最好先多薄通几次才充入，否则质量（尤其对粘合）便难以稳定了。
 

例五：对NR/BR之类的并用胶

对于NR/BR并用胶配方，NR虽然先薄通到一定的可塑度，但NR/BR掺合至“包辊无洞”状态毕竟要耗去相当长的时间，倒不如将塑炼好的NR先混入一定量的填料形成强韧的包辊胶之后再充入BR，这样既好操作，又大大节省时间。

对于NR/SBR/BR并用，BR/SBR相容性好，易形成“无洞”包辊胶，混炼到一定水平后再充入薄通达标的NR，也会相对省时又好操作。
 

CR/NR、CR/BR之类并用，往往在CR的混炼后期才充入薄通好的NR、BR（NR、BR不必参与CR的薄通过程），这样既节省时间，成品的物机性能与质量都不会差。

至于密炼机塑炼NR，密炼完后，开炼机继续薄通一段时间会获得更加均匀一致、物性更佳的效果。
 

混炼，人们都说是橡胶制品生产过程最关键的加工工序，对开炼机、密炼机影响混炼质量的因素以及评价混炼加工性的诸多因素，教科书或者相关专著已有相当的论述，对于关键而又复杂、千变万化的“加料顺序”，教科书之类常常简化地作一般性的介绍，文献资料中也相对“迷糊”，经常显现“人云亦云”，“照抄可也”的色彩，换个角度看，或者“加料顺序”有时恰恰是“保密成分”。

实践中，许多配方对“加料顺序”相对不必“严谨”，“无招胜有招”，“迷糊炼胶”也可获得“合格产品”，也有不少配方，炼法不同，性能差异大，若不注重“加料顺序”，便炼不出符合要求的混炼胶，有损后续工序的加工，生产不出合格产品（废品率奇高！），其实就要认真思辨、斟酌、试验、比对，提炼出最佳的“加料顺序”，包括加料时机与时间，加料量与批次等等。要探索、拟定、确认恰当的加料顺序，不仅要认识橡胶、配合剂各自的特性，更要好好着力认识橡胶之间（并用胶），橡胶/配合剂之间，配合剂不同类别与品种之间的相互（加和、协同、对抗）作用，亲和性、物理与化学反应的能力与程度等等。人们不仅要强化这些方面的理论素养，更重要者在于多些实践、比对、思辨、验证。这里主要对开炼机混炼举些例子供作佐证、参考，至于“原因”或“理由”，不想也不适宜过多作评论，还是留给人们去“体会与思考”吧。先“用其然”，暂不管“其所以然”，有条件情况下，逐步尽力“知其所以然”，从而更加理性地处理问题，解决问题，走向“运用之妙，存乎于心”的境界，如果非要“知其所以然”或许要“等历史很久！”
 

对于例一的b法，NR与炭黑炼母胶过早地“结合”，NR分子链所受剪切力变“弱”，更难断裂，损害了NR对炭黑的“湿润”，损害了“流动性”，也损害了“胶料对铜的湿润能力”，最终损害了粘合。

对于例二，除CR的可塑度之外，“直接粘合剂SW”的加入时机至关重要。a法加完炭黑/白炭黑并混炼一段时间之后才加入“SW”，非均匀扯离粘合强度≥6MPa（甚至可达10MPa），100%附胶；b法若先加“SW”，随后加入炭黑/白炭黑，SW便会被“吸附”，甚至“反应”而被“消耗”，粘合强度仅1MPa以至0MPa了。

 

例六：低硬度（高油用量）制品

对于常常借助“高油用量”获取“低硬度”（如30-40度邵A）的橡胶制品，先加填料，最后（有时是在加硫化剂之后）慢慢加油的方法（简称“后加油法”）往往比其它方法（例如，填料/油拌匀同加，填料与油间隔分批加入）炼得均匀，物机性能好且测试数据离散小，制品表观状况，以及“合模线”处“烂边”的状况都会大大改善。低硬度(邵A32±3度)/高撕裂强度（≥45KN/m）的NR（黑色）制品，先混入45份N220炭黑，后慢慢充入72份芳烃油而达标，而且测试性能数据稳定（附：硫化体系要认真选定）。在例四采用的“后充胶法”对此亦行之有效。

对于含高份量“填料与油”的橡胶制品，先将“填料/油”高速搅拌均匀，然后混炼，无疑会比填料、油分别分批加入省时且均一了。又如：EPDM汽车异形热风胶管，含90-100份炭黑（如N330、N550、N660之类）及45-50份环烷油或石蜡烃油，混炼时“炭黑/环烷油”拌匀加入，即使随后加长混炼时间，增多薄通次数，其硫化胶试片表面仍难以消除“串珠泡”。但是，此混炼胶还要经历“回炼”，“热炼”，“挤出”等历程，其硫化胶管达到“表面光滑无泡”。无疑混炼方法的确认还是要参考其制品的“生产工艺历程”。
 

例七：高门尼粘度EPDM为主材的橡胶制品

高门尼粘度的EPDM，如美DSM8340A，125℃ML为80；拜尔EPT9600，125℃ML为94。开炼机混炼辊温要高，辊距要小，先（全部或适量）加油调低粘度，随后才小量分批慢慢加入炭黑，比常见的“炭黑/油拌匀加入”或“间隔分批加入”适度地降低了粘度，利于对填料（如炭黑）的湿润、混入、分散，物机性能相对优越，相对稳定。
 

例八：“NR/BR/炭黑混炼胶”与“炭黑母炼胶”

对于“NR50/BR50”并用胶的炭黑混炼方法。如“先掺后混”，“母炼胶掺合”，“NR冲稀法”，“BR冲稀法”，混炼胶的加工性能，成品性能很不相同，各有千秋，国内外文献相当多。NR、BR对炭黑的亲和力不同，炭黑更倾向于同BR结合。借助不同的炭黑加入方法，调整炭黑在不同胶相中的分布，而且达到均匀分散，便可获得不尽相同的性能水平或性能平衡。例如“BR后冲稀法”，炭黑大部分以至全部先混入NR中，其后才加入BR进行混炼，适度减低炭黑在BR相中的“浓度”，耐疲劳性能明显优越，而且又节省混炼时间。

由此联想到“炭黑母炼胶”，尤其是“不炼炭黑胶”的工厂，对此应认真注意。有工厂外购“炭黑母胶”，其组成为（SBR 2/ 炭黑 6/油 2），恰恰是所生产“小车胎”存放时“表皮开裂”的罪魁祸首。又如，NBR 70/N330 45/古马隆 5/DBP 10~15份先外炼成母胶，使用时充入NBR 30 并加入“硫化体系”等，制品性能达标且稳定。若改用NBR 50份先炼母胶，使用时充入NBR 50份并加“硫化体系”，硫化胶的硬度偏高，脆硬以致一折便断。（对此，用自制的XT-307再生剂2份，使内部过度结聚的炭黑散开并与后充入的50份NBR有效结合，恢复其性能而且更具柔韧性了。）由此不难明白，“炭黑母炼胶”中的炭黑以及与之相配的树脂、油的用量，要认真调试，裁定。这也就再次提醒人们，橡胶（以及树脂/油）对填料的“湿润”在混炼过程中起着相当重要的作用。炭黑（或填料）的“结聚”，对随后的加工，成品性能有着相当大的“破坏能力”。
 

例九：含“白炭黑/偶联剂/炭黑”的低硬度(邵A40度)IIR 制品

调好辊距、辊温，IIR包辊且适度捏炼之后，试过如下三种混炼方法：

a法（白炭黑/偶联剂）小量，慢慢加入，逐步加大“每次加入量”，每加完一次都多炼一段时间，加完后，左右割胶适度回炼，随后才少量多次加入炭黑，所得混炼胶“断面油润、有光泽”柔韧有力、流动性好，制品表面光洁无小串珠泡，分模线处“烂边”可消除；

b法（白炭黑/偶联剂）开始时加料过快、过多；

c法 先加炭黑，随后才加（白炭黑/偶联剂）；

采用b法、c法，都难达到a法的效果，有可能表明：IIR对不同填料之间的物理与化学的相互作用的“强度”不尽相同，各种橡胶亦如此，在混炼时的“加料顺序”应有所思辩。

据说，偶联剂SI-69仅50%的加入量参与同白炭黑的反应，而且往往需要约24小时的停放（反应）时间，人们在使用时要考虑及此。
 

例十：其它几个例子

对CR而言，MgO宜单独先加，不宜用St同时加入，以防“结聚”而分散不良。国产MgO一般不粘辊，日本产MgO用的量多又加得快时会粘辊。其实配以国产CC同加会大大改善。

NR中加入“萜烯树脂”，适当先冷辊加大剪切力使之碎化、散开，随后升高辊温使之熔融，进一步均匀分散，其拉伸强度会大大提高。

SBR中混入“海泡石”（100份），冷辊炼会粘死辊，拉不下来；辊温高于70℃炼便不粘辊了，这在其它填料中极其少见。

总之，混炼过程的“加料顺序”变化无穷，其复杂性难以尽说，人们唯有多实践、思辨，综合总结出相对合理的方法，切忌“人云亦云”、 “照抄可也”。