第五章高分子材料混合与制备.pptVIP

二、胶料的混炼混炼：将可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶与配合剂，在一定的温度和机械力作用下混合均匀，制成性能均一、可供成型的混炼胶的过程。混炼的任务：使各种配合剂都能均匀地分散在橡胶中。混炼的成品：混炼胶。第63页，共120页，星期日，2025年，2月5日1.混炼理论混炼胶组份复杂，混炼理论在发展中。（1）配合剂的性质与混炼工艺的关系①分散性：能溶于橡胶的配合剂，容易混合均匀。例：软化剂、促进剂、硫黄。不能溶于橡胶的配合剂，不容易混合均匀。例:填充剂、补强剂。②几何形状：球状配合剂（即使不溶于橡胶），较容易混合均匀。例：炭黑片、针状等不对称形状的配合剂，不容易混合均匀。例：陶土、滑石粉、石棉。第64页，共120页，星期日，2025年，2月5日③表面性质表面性质与橡胶相近的配合剂，容易混合均匀。例：炭黑表面性质与橡胶相差较大的配合剂，不容易混合均匀。例：陶土、硫酸钡、碳酸钙、氧化锌、氧化镁。对于表面性质与橡胶相差较大的配合剂，可采用加表面活性剂的办法解决。常用的表面活性剂：硬脂酸、高级醇、含氮化合物。第65页，共120页，星期日，2025年，2月5日④聚集体对于粒径很小的配合剂（如炭黑、某些填充剂），颗粒团聚倾向很大，必须在混炼时使其搓开。τ＝ηαγ胶料粘度高有利于分散团聚体，因此，塑炼时可塑性不能过大，混炼时温度不能过高。第66页，共120页，星期日，2025年，2月5日（2）结合橡胶与混炼工艺的关系混炼过程中，当橡胶分子被断裂成链自由基时，炭黑粒子表面的活性部位就能与链自由基结合，产生结合橡胶。已经与炭黑结合的橡胶分子，又会通过缠结、交联等结合更多的橡胶分子，生成更多的结合橡胶。不仅在混炼中会生成结合橡胶，在混炼后的停放过程中，也会生成结合橡胶。第67页，共120页，星期日，2025年，2月5日结合橡胶的生成，有利于补强剂、填充剂的分散，有利于改善物料性能。但如果生成了与橡胶结合的炭黑凝胶过多，则难以进一步分散。橡胶的不饱和度越高橡胶的化学活性越大配合剂粒子越细配合剂活性越大混炼温度越高越容易生成结合橡胶第68页，共120页，星期日，2025年，2月5日（3）混炼胶的结构混炼胶是一种胶态分散体与粒状配合剂分散于生胶中。分散体系的类型：粒径100μ粗分散体悬浮体粒径100～1μ胶体分散体胶体粒径1～0.1μ分子分散体真溶液与生胶不相容的配合剂以细粒状分散在生胶中生胶与溶于生胶的配合剂成为复合分散介质细分散体生胶介质胶态分散体系第69页，共120页，星期日，2025年，2月5日混炼胶与一般胶态分散体系的区别：分散介质是由生胶和溶于生胶的配合剂（如增塑剂）共同组成的，分散介质和分散体的组合会随温度而变。细粒状配合剂（如C、促进剂）不仅分散在生胶中，在接触界面上还形成多种化学的、物理的结合。橡胶的粘度很高，热力学不稳定性不明显。结论：混炼胶是一种具有复杂结构特性的胶态分散体。第70页，共120页，星期日，2025年，2月5日2.混炼工艺混炼需借助强大机械力作用进行。混炼时加料顺序的基本原则：先加塑炼胶（或具有一定可塑性的生胶）；后加用量少的、难分散的配合剂；再加用量多的、易分散的配合剂；最后加硫黄等硫化剂。混炼设备主要是开炼机和密炼机。第71页，共120页，星期日，2025年，2月5日（1）开炼机混炼适应性强，可以混炼各种胶料；混炼后的胶料成片状，直接可进行后加工，不需辅助混炼；但生产效率低，劳动强度大。第72页，共120页，星期日，2025年，2月5日生胶开炼机混炼的工艺控制：辊速：15～35rpm（一般是固定的）；速比：1:1.1～1:1.2（一般是固定的）；辊温：50～60℃（因剪切升温，混炼中需通冷却水）混炼一开始就应将配合剂加足，并及时将其余配合剂加入，以减少混炼时间；混炼中采用割开、翻动、折迭等方法，使各配合剂与胶料混合均匀。开炼机混炼中最常用的投料顺序是：固体软化剂促进剂、促进助剂、防老剂补强剂、填充剂液体软化剂硫黄、超促进剂第73页，共120页，星期日，2025年