生胶的塑炼工艺课件.pptVIP

第十一章 生胶的塑炼工艺 §11.1 生胶的塑炼原理 一．塑炼的定义 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。 二．塑炼的目的和要求 1．塑炼的目的 减小弹性，提高可塑性；降低粘度；改善流动性；提高胶料溶解性和成型粘着性。 第十一章 生胶的塑炼工艺 2．塑炼胶的质量要求 （1）可塑度要适当 应满足加工工艺要求，在此基础上应具有最小的可塑性。过度塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨性等，而且会增加动力消耗。 塑炼程度：根据混炼胶工艺性能和制品性能的要求来确定。 如：供胶、浸胶、刮胶、擦胶和制造海绵等用途的胶料，要求的可塑度较大，生胶的塑炼程度要高些。供模压用的胶料，则要求可塑性宜小。 一般： 胶管外层胶可塑度：0.3~0.35； 胶管内层胶： 0.25~0.3； 胎面胶： 0.22~0.24； 胎侧胶 0.35左右； 海绵胶 0.5~0.6 （2）塑炼均匀 第十一章 生胶的塑炼工艺 三．生胶的增塑方法和原理 （一）增塑方法 第十一章 生胶的塑炼工艺 （二）塑炼原理 生胶的分子量与可塑性有着密切的关系。分子量越小，可塑性就越大。生胶经过机械塑炼后，分子量降低，粘度下降，可塑性增大。由此可见，生胶在塑炼过程中，可塑性的提高是通过分子量的降低来实现的。 η0—聚合物熔体的最大粘度；A—特性常数；MW—聚合物的重均分子量 第十一章 生胶的塑炼工艺 1．机械塑炼过程机理 在低温下：在机械力作用下首先切断橡胶大分子链生成大分子自由基。 （机械力引发橡胶大分子的断链，氧作为自由基接受体，起着阻断自由基的作用。） 第十一章 生胶的塑炼工艺 在高温下：机械力切断橡胶大分子生成自由基的几率减少。橡胶大分子在机械力的活化作用下，氧引发橡胶大分子的断链。 （机械力起到应力活化作用，氧作为自由基引发体，引发橡胶大分子的断链。） 链终止：橡胶氢过氧化物不稳定，分解生成较小的大分子，连锁反应终止。 第十一章 生胶的塑炼工艺 2．影响塑炼的因素 （1）机械力的作用 根据理论分析，机械力对橡胶分子的断链作用，可表示为： 式中 ρ—分子链断链的几率；K1、K2—常数；E—分子链的化学键能；F0—作用于分子链上的力；δ—分子链断链时伸长长度；F0 δ—分子链断链时消耗的机械功； 低温塑炼要求尽可能地降低辊温和胶温 第十一章 生胶的塑炼工艺 （2）氧的作用 实验证明，生胶结合0.03%的氧就能使分子量减少50%；结合0.5%的氧，分子量由10万降到5000。生胶塑炼时，随着塑炼时间的延长，橡胶质量和丙酮抽出物（其中含有氧化合物）的含量不断增加，可见氧在塑炼过程中与橡胶分子起了某种加成作用，参与了橡胶的化学反应。 （3）温度的作用 存在双重影响： 低温区（110℃），随着温度升高，塑炼效果下降。——机械力作用 高温区（110℃），随着温度升高，塑炼效果提高。——氧的氧化作用 第十一章 生胶的塑炼工艺 （4）静电作用 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 a．接受型塑解剂（低温塑解剂）：苯硫酚、五氯硫酚等。 b．引发型塑解剂（高温塑解剂）：过氧化苯甲酰（BPO）、偶氮二异丁腈（AIBN）等。 c．混合型塑解剂（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等。 第十一章 生胶的塑炼工艺 §11.2 可塑性的测定方法 生胶和混炼胶可塑度的测定通常有三种方法：压缩法、旋转扭力法和压出法。它们均需在恒温下进行，因为可塑度随温度变化而变化。 一．压缩法 这种类型的测定方法常用的有：威廉氏法、华莱氏快速可塑度法和德弗可塑度法三种。 第十一章 生胶的塑炼工艺 1．威廉氏法（Williams） 在恒温、定负荷下，经过一定时间后根据试样高度的变化来评定可塑度。将Φ=16mm，h0=10mm的圆柱试样在T=70±1℃或100±1℃下预热3min，压缩3min，除去负荷取出试样在室温下恢复3min，测量试样高度的压缩变形量及去掉负荷后的变形量，计算可塑度P。 h0 —试样原始高度，mm；h1—试样压缩3min后的高度，mm；h2—恢复3min后的高度，mm 如果试样为绝对流体，即h1=h2=0，P=1； 若试样为绝对弹性体，即h2=h0，P=0； 生胶和混炼胶为粘弹体，它们的可塑度在0~1之间，数值越大表示可塑性越大。 第十一章 生胶的塑炼工艺 2．华