【2019年整理】橡胶的配合与开炼机混炼工艺

橡胶开炼机
开炼机结构示意图
橡胶工艺实验 Experiment of Rubber Technology
2、工作原理
两个平行排列的中空辊筒，以不同的线速度相对回转，加 胶包辊后，在辊距上方留有一定量的堆积胶，堆积胶拥挤、绉塞 产生许多缝隙，配合剂颗粒进入到缝隙中，被橡胶包住，形成配 合剂团块，随胶料一起通过辊距时，由于辊筒线速度不同产生速 度梯度，形成剪切力，橡胶分子链在剪切力的作用下被拉伸，产 生弹性变形，同时配合剂团块也会受到剪切力作用而破碎成小团 块，胶料通过辊距后，由于流道变宽，被拉伸的橡胶分子链恢复 卷曲状态，将破碎的配合剂团块包住，使配合剂团块稳定在破碎 的状态，配合剂团块变小。胶料再次通过辊距时，配合剂团块进 一步减小，胶料多次通过辊距后，配合剂在胶料中逐渐分散开来。 采取左右割刀、薄通、打三角包等翻胶操作，配合剂在胶料中进 一步分布均匀，从而制得配合剂分散均匀并达到一定分散度的混 炼胶。
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不同胶料开炼机混炼时辊筒温度
胶 种 天然胶 辊 温℃
前辊
55～60
后辊
50～55
丁苯胶
氯丁胶
45～50
35～45
50～55
40～50
丁基胶
丁腈胶 顺丁胶 三元乙丙胶 氯磺化聚乙烯 氟橡胶23—27 丙烯酸酯橡胶
40～45
≦40 40～60 60～75 40～70 77～87 40～55
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3、开炼机混炼过程
（1）包辊
胶料的包辊性取决于：
①胶料的性质，如格林强度、断裂拉伸比、最大松弛
时间等；
②辊筒温度，在胶料Tg以上几十度的范围内包辊性好； ③剪切速率：剪切速率提高（减小辊距）可改善胶料 的包辊性。
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影响配合剂分散性的因素：
①，分散性差；
③配合剂粒径小，结构低，分散性差； ④配合剂与生胶的相容性差，分散性差； ⑤辊距大，分散性差。
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三、实验步骤
1、根据实验配方，准确称量生胶和除液体软化剂以 外的各种配合剂的量，观察生胶和各种配合剂的 颜色与形态； 2、检查开炼机辊筒及接料盘上有无杂物，如有先清 除杂物； 3、开动机器，检查设备运转是否正常，通热水预热 辊筒至规定的温度（由胶种确定）；
55～60
≦45 40～60 85左右 40～70 77～87 30～50
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4、将辊距调至规定大小（根据炼胶量确定），调整并固定 挡胶板的位置；
辊距大小与装胶量的关系
胶量（克） 天然胶/mm 300 1.4±0.2 500 2.2±0.2 700 2.8±0.2 1000 3.8±0.2 1200 4.3±0.2
二、实验设备及工作原理
1、实验设备
ф160×320mm双辊筒开炼机，上海机械技术研究所 产品。
前辊筒（慢辊）转速：（24±1） r/min
辊筒速比: 前辊转速:后辊转速=1.0∶1.4 两辊筒间隙（可调）： 0.2～8.0 mm
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橡胶的配合与开炼机混炼工艺
主讲人 吴明生
橡胶工程教研室
一、 实验目的
（1）使学生熟悉并掌握橡胶配合方法；
（2）熟练掌握开炼机混炼的操作方法、加料顺序；
（3）了解开炼机混炼的工艺条件及影响因素；
（4）培养学生独立进行混炼操作的能力； （5）掌握混炼胶的质量检验方法。
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（2）吃粉 影响吃粉快慢的因素：
①生胶的黏度低，易吃粉；
②辊筒温度高，易吃粉； ③配合剂的粒径大，结构低，用量少，易吃粉； ④左右摆动加料，吃粉快； ⑤堆积胶适量，吃粉快。
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（3）翻炼（捣胶） 目的：加快配合剂分散，提高配合剂分散均匀性。 方法：斜切法、直切法、抽胶法、三角包法等。
6、按下列加料顺序依次沿辊筒轴线方向均匀加入各种配合 剂，每次加料后，待其全部吃进去后，左右3/4割刀各两 次，两次割刀间隔20秒钟；
加料顺序：胶料→小料（固体软化剂、活化剂、促进剂、 防老剂、防焦剂等）→大料（炭黑、填充剂等）→液体 软化剂→硫黄和超速级促进剂 7、割断并取下胶料，将辊距调整到0.5mm，加入胶料薄通， 并打三角包，薄通5遍； 8、按试样要求，将胶料压成所需厚度，下片称量质量并放 置于平整、干燥的存胶板上(记好压延方向、配方编号)待 用。 9、关机，清洗机台。
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四、影响因素
1、胶料的包辊性
胶料的包辊性好坏会影响混炼时吃粉快慢、配合剂分散， 如果包辊性太差，甚至无法混炼。
2、装胶容量
装胶容量过大，增加了堆积胶量，使堆积胶在辊缝上方 自行打转，失去了起折纹夹粉作用，影响配合剂的吃入 和分散效果，延长混炼时间，胶料的物性下降，同时会 增大能耗，增加炼胶机的负荷，易使设备损坏。如果装 胶量过少，堆积胶没有或太少，吃粉困难，生产效率太 低。
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3、辊距
减小辊距，剪切变形速率增大，橡胶分子链和配合剂团 块受到的剪切作用增大，配合剂团块容易破碎，因此有 利于配合剂的分散，但橡胶分子链受剪切断裂的机会也 增大，容易使分子链过度断裂，造成过炼，橡胶分子量 降得过低，使胶料的物理机械性能降低。辊距过大，剪 切作用太小，配合剂不易分散，给混炼操作带来困难。
合成胶/mm
1.1±0.2
1.8±0.2
2.0±0.2
5、将塑炼好的生胶沿辊筒的一侧放入开炼机辊缝中，采用 捣胶、打卷、打三角包等方法使胶均匀连续的包于前辊，在 辊距上方留适量的堆积胶，经过2~3分钟的滚压、翻炼，形 成光滑无隙的包辊胶；
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