塑炼材料工程梁爽-公开课件（讲义）.ppt

橡胶的塑炼 223宿舍 一、生胶塑炼的意义 将生胶经过机械加工、热处理或加入某些化学助剂，使其由强韧的弹性状态转变为柔软而便于加工的塑性状态，这种借助机械功或热能使橡胶软化为据有一定可塑性的均匀物的工艺过程称之为塑炼。 经塑炼而得到的据有一定可塑性的生胶称为塑炼胶。 塑炼胶的目的： 1。生胶的可塑性增大，以利混炼时配合剂的混入和均匀分散； 2.改善胶料的流动性，便于压延、压出操作，使胶坯形状和尺寸稳定； 3.增大胶料黏着性，方便成型操作； 4.提高胶料在熔剂中的溶解性，便于制造胶浆，并降低胶浆黏度，使之易于渗入纤维孔眼，增加附着力； 5.改善胶料的冲模型，是模型制品的花纹饱满清晰。 塑炼机理 生胶塑炼是使生胶由弹性状态转变为可塑性状态的工艺过程，而生胶可塑性提高的实质就是橡胶的长链分子断裂，变成分子量较小的、链长较短的分子结构。 影响橡胶分子链断裂的因素 （1）机械力的作用 橡胶置于炼胶机中塑炼时，会受到炼胶机辊筒间剪切力作用，分子链会被拉直，并使分子链在中间部位发生断裂。 （2）氧的作用 没有氧的作用，塑炼是不能得到预期效果的。 （3）温度的作用 温度对橡胶的塑炼效果有着重要的影响，不同温度范围对塑炼的作用是不同的。 （4）化学塑解剂的作用 化学塑解剂在塑炼过程中的增塑作用一是增塑剂本身受热、氧的作用分解生成自由基，而导致橡胶分子发生氧化降解；另一个作用是封闭塑炼时橡胶分子连断裂的端基，使其失去活性，阻止其重新结聚。因此，化学塑解剂实在上可看作是一种氧化催化剂，其生成自由基能力越大，塑解能力也越大。化学增塑剂的增塑作用随温度增高而增大。 （5）静电的作用 塑炼时，生胶受到炼胶机的剧烈摩擦而产生静电。这种放电作用促使生胶表面的氧激发活化，生成原子态氧和臭氧，从而提高氧对橡胶分子链的断链作用。 二、准备工艺 1．烘胶 NR烘胶温度一般在50~60℃，时间为24~36，冬季加热时间为36~72h。 CR烘胶温度一般在24~40℃，时间为4~6h。 烘胶温度不宜过高，否则会影响橡胶的物理机械性能。 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。破胶辊距一般为2~3mm，辊温控制在45℃以下。 三、开炼机塑炼工艺 （一）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，胶料反复通过辊距而被塑炼。 （二）开炼机塑炼的工艺方法 1．包辊塑炼法 把胶片包在前辊上，让其自然地反复过辊塑炼，直至达到规定的可塑度要求为止。 缺点：塑炼时间长，效率低，最终获得的可塑度也较低。 又分为： 一段塑炼：塑炼时间长，效率低，不适用于可塑度要求较高的生胶塑炼。 分段塑炼：包辊塑炼10~15min，下片、冷却、停放4~8h后，再进行下一次塑炼，直至达到要求的可塑度为止。通常分为两段塑炼和三段塑炼，具体依可塑度要求而定。 2．薄通塑炼法 辊距在1mm以下，胶料通过辊距后不包辊而直接落到接胶盘，让胶料返回到辊距上方重新通过辊距，这样反复数次。 优点：胶料散热快，冷却效果较好，塑炼胶可塑度均匀，质量高，能达到任意的塑炼程度。 3．化学增塑塑炼法 采用化学塑解剂增加塑炼效果，提高塑炼生产效率并节约能耗。化学塑解剂应以母胶的形式使用，并应适当提高开炼机的辊温。 （三）开炼机塑炼的影响因素 1．装胶容量 装胶容量取决于开炼机的规格，容量大，散热困难，胶温升高，降低塑炼效果；容量过小则降低生产效率。 2．辊距 辊距越小，机械塑炼效果越明显。薄通时实际使用辊距一般为0.5~1mm。 3．辊速和速比 辊距一定，提高开炼机的辊速或速比会增大胶料的机械剪切作用，从而提高机械塑炼效果。开炼机的速比一般在1.15~1.27之间。速比过大，升温加快。 4．辊温 辊温低，塑炼效果好。辊温过低容易造成设备超负荷而受到损害。塑炼温度与生胶胶种有关，如NR通常控制前辊温度在45~55℃，后辊温度在40~50℃为宜。 5．塑炼时间 在塑炼过程的最初10~15min，胶料的门尼粘度迅速降低，此后渐趋缓慢。 6．化学塑解剂 使用塑解剂能提高塑炼效果，缩短塑炼时间，减小弹性复原。使用化学塑解剂时，适当提高温度会提高塑炼效果，塑炼温度一般以70~75℃为宜。