轮胎密炼工艺
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弹性体
炼
塑性体
胶 工 序
塑性体
硫 化 工
弹性体
成品
预 成
备 型 工 工 序 序
生胶
序
炼 胶 工 序
烘 胶
天 合 然 成 胶 胶
切 胶
塑 炼
混 炼
终 炼
药品 促进剂 配料
单 车 打 胶 工 艺
称量
天然胶
合成胶 配 料 填充剂 一定工艺 双螺杆出片
打胶
一定条件
出片
开炼机出片
冷却
隔离剂
收 胶
停 放
填充剂
2
3
4
◑ 混炼时间不够：混炼温度过低 或过高； 混炼不均 ◑母炼混炼炭黑未分散好； ◑生胶的粘度值偏高等。 ▲混炼时间不够，混炼不均； ▲促进剂、硫磺少加； 硫化不熟 ▲促进剂、硫磺未加或加错 （细 料未加或配料错误） ； ▲防焦剂误加或多加。 ◇混炼时间不够； 门尼粘度偏大 ◇分段混炼中间停放时间不够； （可塑性偏小） ◇生胶粘度偏高。 ●混炼时间太长、温度过高； 门尼粘度偏小 ●混炼段数太多； （可塑性偏大） ●生胶粘度偏底。
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④、终炼： 加入硫磺和促进剂，应该严 格控制温度，一般在 110℃以下， 如果加入不溶性硫磺应小于 100℃，或有特殊细料（易挥发物， 如癸酸钴≤98℃） 不仅打胶温度要低且时间不 宜过长，在开炼机上应在 0~10 分 钟内出片冷却。要不易焦烧，也就 是预备在使用中常说的自硫胶。
一、烘
胶
生胶在常温条件下粘度高，难于切割 和进一步加工。在北方冬季，生胶常常会 硬化或结块。所以在切胶和塑炼前要烘胶， 烘胶不仅可使生胶软化，便于切割，还能 解除结晶。否则会增加塑炼时间，消耗大 量光能，甚至会导致设备损坏。
烘胶温度：
一般在50~70℃ 夏季：24~36H；冬季：36~72H
二、切
五、炼胶工艺应注意的几个问题
1、影响炼胶质量主要因素是温度和混炼时间， 那么，相关的就是：上预拴压力、冷却水温、 设备转数以及工艺设定。
◐要控制温度的原因：
①过高温度，分子链断裂成分子量更小的分子，且分 子量大小分布不均匀，胶料较软且橡胶易老化，还有 自燃的危险。细料、配合剂易挥发，生成气体对人体 有危害；
2、 塑 炼 原 理
塑炼的实质是橡胶大分子 断裂，平均分子量降低的过程。 在低温状态下表现为以机械作 用切断橡胶分子链为主（如开 炼机塑炼）在高温下则以氧化 反映使分子链裂为主（如在开 炼中塑炼）
3、影响塑炼的因素
① 氧：在高温下（≥100℃）时，氧对橡胶分子链 断裂是非常显著的。 氧的引发作用引起橡胶大分子的自 动崔化，氧化连锁反应的过程，促使大分子降解。 ②温度：橡胶在空气中塑炼，塑炼效果与塑炼温 度之间的关系为 U 型。开始时温度高，塑炼效果降低， 到 110℃之后，随温度升高塑炼效果明显增大。因为在 110 ℃以下主要为机械力破坏作用引起橡胶分子链降 解，在 110℃以上主要为氧的降解引起橡胶分子链的降 解。 （在 80~120℃之间塑炼效果最差）
3、什么是不溶性硫磺？为什么要使用不溶性硫磺？
◆不溶性硫磺是由普通硫磺加热至沸腾， 再用特定方法迅速冷却制得。低温下不溶 于橡胶，可以使胶料避免喷霜，表面保持 粘性，提高工艺粘着力，在硫化时，使胶 料获得增粘效果，对改善老化性能有好处
（注意：不溶性硫磺在110℃以上10~20分 钟内转化为普通硫磺，所以胶料中有不溶 性硫磺应极其注意打胶温度和高温下停放 时间，开炼机应及时出片冷却）。
2、为什么加硫磺要控制在100℃以下？
◐如果温度超过100℃，很容易造成胶料
的早期硫化（即焦烧）；另外高温下硫 磺熔解在橡胶内，冷却后硫磺凝聚在胶 料表面，造成喷霜，而且会造成硫磺分 散不均。特别是一些含硫磺较多的胶料。 使用不熔性硫磺HDOT20或IS-HS-6033， 最好不要超过95度。超过95度，不熔性 硫磺会转化成可熔性硫磺。
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六、炼胶胶料质量控制-3
4、焦烧时间控制 5、基本物性检测（定伸、扯断强度等） 6、老化性能分析 7、均匀度分析 8、钢丝带束层需检测钢丝抽出 9、胎面胶要检测磨耗 10、胎侧胶需检测屈挠强度
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七、混 炼 工 艺 常 见 质 量 问 题-1
序 号 1 常见质量问题 产生原因 处理办法
10
11
焦烧
12
喷霜
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六、炼胶胶料质量控制
1、比重、硬度控制
2、硫变仪检测控制
50
MH 40
30 20 10
TC90
TC30
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
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六、炼胶胶料质量控制-2
3、门尼机检测控制
100
80 60 40 20
℃ ML 120 1+4
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
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5、混炼工艺要点：
① 目前，主要采用密炼机混炼，下片机主要采用开炼机 或螺杆挤出机； ② 橡胶并用配方或补强填充剂用量大，难分散的胶料， 要采用多段混炼后再加入硫磺、促进剂。 （最后 一段称为终炼） （如我厂：Z110、Z256 配方，母炼需要四段工艺。 ） ③母炼:由于没有硫磺、促进剂，打胶温度可较高，可达 到 160℃左右，所以一般为了节约打胶时间，提 高工作效率，在影响胶料均匀度不大的情况下， 使用 40rpm 或 60rpm。这样升温快。 （细粒子碳 黑混入慢，生热高、混炼时间宜长些） 。
5
比重 偏大或偏小
6
硬度 偏大或偏小
少量掺用 降级使用
7
TC30 偏短或偏长 MH 偏高或偏低
补加不足 少量掺用 降级使用 一般掺用 过辊从新混炼 降级使用
8
七、混 炼 工 艺 常 见 质 量 问 题-3
序 号 9 常见质量问题 TC90 偏短或偏长 硬度和比重 偏大或偏小 产生原因 ※过多或过少； ※促进剂种类用错，两种促进剂 配方少加一种； ※硫磺品种用错。 ◐胶料种类用错 ◐碳黑用错或多加少加 ◐填充剂多加或少加 ◇母炼胶中混进硫磺或促进剂 ◇加硫磺温度过高。 ◇打胶温度过高 ◇开炼机出片时高温时间过长 ▲终炼混炼温度过高或混炼不均 ▲配方硫磺过多 ▲不溶性硫磺转化成可溶性硫磺 ▲储存温度过高 ▲停放时间过长 处理办法 补加不足 少量掺用 降级使用 添加防焦剂 降级使用 降级使用 添加防焦剂 报废处理 低温过辊 少量掺用 报废处理
过辊从新混炼
过辊从新混炼 补加细料 降级使用
过辊从新混炼
一般掺用
七、混 炼 工 艺 常 见 质 量 问 题-2
序 号 常见质量问题 产生原因 ◎碳黑多加或少加； ◎碳酸钙等填充剂多加或少加； ◎硫磺、氧化锌多加或少加； ◎碳黑品种用错 ◎打胶时胶料用错。 ◆硫磺、促进剂过多或过少； ◆细料种类用错； （打胶时细料规格用错或配料 时硫磺、促进剂用错） ； ◆碳黑品种用错； ◆打胶时胶料称量错误。 ※过多或过少； ※促进剂种类用错，两种促进剂 配方少加一种； ※硫磺品种用错。 ■混炼。 处理办法 补加不足 少量掺用 降级使用
4、胶料塑性测定
① 压缩法：主要应用的是威氏可塑性（0~1 之间）和华莱 氏可塑性测定方法 ② 旋转扭力法（门尼粘度） ：我厂测为门尼粘度法（数值 在 0~200 之间）门尼粘度愈大（小）说明胶料的可塑性 愈小（大） 。
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四、 混
炼
1、定义：把各种配合剂加入具有一定塑性的生胶或塑 炼胶中制得质量均匀的混炼胶的过程。通过混炼制 得的混炼胶习惯上称胶料。 2、混炼的目的： ①获得各种物理机械性能指标，以满足制品的使用； ②降低含胶率、以节约生胶，从而降低成本。 ③改善工艺操作性能，满足下工艺操作要求。
②过低温度，混炼不均有生胶，造成事倍功半，根本 达不到混炼的目的，且还要重新打胶。
五、炼胶工艺应注意的几个问题-2
◐要控制混炼时间的原因：
①混炼时间短：
混炼不均匀，细料与胶料没有充分分散，有些地 方全是生胶、有些地方都是配料，这样造成胶料在后 工序不硫化或轮胎各部位硫化时间、老化性能等不一。 ②混炼时间长： 温度会升高，影响胶料质量，且浪费成本，如人 工费、电能、设备产能等。
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3、加料顺序：
① 生胶（NR、SR、再生胶、塑炼、母炼胶、塑解剂） ； ② 细料（活性剂、分散剂、防老剂等） ； ③ 炭黑； ④ 软化剂（如：我厂芳烃油） ⑤硫磺促进剂。
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4、母炼和终炼：
① 母炼胶：生胶或塑炼胶加入配合剂 （如：除硫磺和促进剂外的活性剂 、 分散剂、防老剂等）、碳黑、油料等 混炼胶。 ②终炼胶：加入硫磺和促进剂等细料 混炼胶料。
混炼胶停放的目的有四个：
Ⅰ使胶料恢复疲劳，松驰混炼胶时所受的机械应力； Ⅱ减少胶料收缩； Ⅲ使配合剂在停入过程中继续扩散，促成均匀分散； Ⅳ使橡胶与碳黑之间进一步生成结合胶，提高补强效果。
5、为什么混炼胶料放置时间长了会“自硫”？
原因有四个： ⑴使用的硫化剂，促进剂过多； ⑵装胶容量大，炼胶机温度和存放温度过 高，冷却不够； ⑶过早加硫，药料分解不均造成促进剂和 硫磺局部集中； ⑷停放不当，即停放场所温度高，空气不 流通。
胶
为了保护设备（密炼机）和塑炼质量， 一般把胶料切成10公斤左右的拉块，以减 少设备压力和塑炼均匀性。
均匀性
体现在
A 原材料（天然胶、合成胶）质量的均匀分布 B 混炼后胶料的质量均匀分布（细料均匀分布）
三、塑炼：
1、塑炼定义： 使弹性体生胶转变成可塑状态的工艺加工 过程称为塑炼。
◐ 橡胶为什么要塑炼？ 橡胶塑炼的目的在于使橡胶在机械、热、化学等 作用下切断大分子链，使橡胶暂失去其弹性而使可塑 性增大，以满足制造过程中的工艺要求。如：使配合 剂易于混入，便于压延、压出，模压花纹清晰，形状 稳定，增加压型，注压胶料的流动性，使胶料易于渗 入纤维，并能提高胶料溶解性及粘稠性。
3、影响塑炼的因素-2
③机械力：机械力作用不仅能使橡 胶大分子分子链断裂，大分子链长 变短，还可以使大分子处于应力伸 张状态，从而活化了橡胶分子，促 进氧化反应的进行。机械力愈大， 塑炼效果愈好。 ④化学塑解剂：塑炼过程中加入化 学塑解剂（如 SJ-103、M、DM 等） 能提高塑炼效果，减少塑炼时间。 ⑤静电：能活化空气中的氧气，对 塑炼效果在好处。
炼
塑性体
胶 工 序
塑性体
硫 化 工
弹性体
成品
预 成
备 型 工 工 序 序
生胶
序
炼 胶 工 序
烘 胶
天 合 然 成 胶 胶
切 胶
塑 炼
混 炼
终 炼
药品 促进剂 配料
单 车 打 胶 工 艺
称量
天然胶
合成胶 配 料 填充剂 一定工艺 双螺杆出片
打胶
一定条件
出片
开炼机出片
冷却
隔离剂
收 胶
停 放
填充剂
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◑ 混炼时间不够：混炼温度过低 或过高； 混炼不均 ◑母炼混炼炭黑未分散好； ◑生胶的粘度值偏高等。 ▲混炼时间不够，混炼不均； ▲促进剂、硫磺少加； 硫化不熟 ▲促进剂、硫磺未加或加错 （细 料未加或配料错误） ； ▲防焦剂误加或多加。 ◇混炼时间不够； 门尼粘度偏大 ◇分段混炼中间停放时间不够； （可塑性偏小） ◇生胶粘度偏高。 ●混炼时间太长、温度过高； 门尼粘度偏小 ●混炼段数太多； （可塑性偏大） ●生胶粘度偏底。
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④、终炼： 加入硫磺和促进剂，应该严 格控制温度，一般在 110℃以下， 如果加入不溶性硫磺应小于 100℃，或有特殊细料（易挥发物， 如癸酸钴≤98℃） 不仅打胶温度要低且时间不 宜过长，在开炼机上应在 0~10 分 钟内出片冷却。要不易焦烧，也就 是预备在使用中常说的自硫胶。
一、烘
胶
生胶在常温条件下粘度高，难于切割 和进一步加工。在北方冬季，生胶常常会 硬化或结块。所以在切胶和塑炼前要烘胶， 烘胶不仅可使生胶软化，便于切割，还能 解除结晶。否则会增加塑炼时间，消耗大 量光能，甚至会导致设备损坏。
烘胶温度：
一般在50~70℃ 夏季：24~36H；冬季：36~72H
二、切
五、炼胶工艺应注意的几个问题
1、影响炼胶质量主要因素是温度和混炼时间， 那么，相关的就是：上预拴压力、冷却水温、 设备转数以及工艺设定。
◐要控制温度的原因：
①过高温度，分子链断裂成分子量更小的分子，且分 子量大小分布不均匀，胶料较软且橡胶易老化，还有 自燃的危险。细料、配合剂易挥发，生成气体对人体 有危害；
2、 塑 炼 原 理
塑炼的实质是橡胶大分子 断裂，平均分子量降低的过程。 在低温状态下表现为以机械作 用切断橡胶分子链为主（如开 炼机塑炼）在高温下则以氧化 反映使分子链裂为主（如在开 炼中塑炼）
3、影响塑炼的因素
① 氧：在高温下（≥100℃）时，氧对橡胶分子链 断裂是非常显著的。 氧的引发作用引起橡胶大分子的自 动崔化，氧化连锁反应的过程，促使大分子降解。 ②温度：橡胶在空气中塑炼，塑炼效果与塑炼温 度之间的关系为 U 型。开始时温度高，塑炼效果降低， 到 110℃之后，随温度升高塑炼效果明显增大。因为在 110 ℃以下主要为机械力破坏作用引起橡胶分子链降 解，在 110℃以上主要为氧的降解引起橡胶分子链的降 解。 （在 80~120℃之间塑炼效果最差）
3、什么是不溶性硫磺？为什么要使用不溶性硫磺？
◆不溶性硫磺是由普通硫磺加热至沸腾， 再用特定方法迅速冷却制得。低温下不溶 于橡胶，可以使胶料避免喷霜，表面保持 粘性，提高工艺粘着力，在硫化时，使胶 料获得增粘效果，对改善老化性能有好处
（注意：不溶性硫磺在110℃以上10~20分 钟内转化为普通硫磺，所以胶料中有不溶 性硫磺应极其注意打胶温度和高温下停放 时间，开炼机应及时出片冷却）。
2、为什么加硫磺要控制在100℃以下？
◐如果温度超过100℃，很容易造成胶料
的早期硫化（即焦烧）；另外高温下硫 磺熔解在橡胶内，冷却后硫磺凝聚在胶 料表面，造成喷霜，而且会造成硫磺分 散不均。特别是一些含硫磺较多的胶料。 使用不熔性硫磺HDOT20或IS-HS-6033， 最好不要超过95度。超过95度，不熔性 硫磺会转化成可熔性硫磺。
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六、炼胶胶料质量控制-3
4、焦烧时间控制 5、基本物性检测（定伸、扯断强度等） 6、老化性能分析 7、均匀度分析 8、钢丝带束层需检测钢丝抽出 9、胎面胶要检测磨耗 10、胎侧胶需检测屈挠强度
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七、混 炼 工 艺 常 见 质 量 问 题-1
序 号 1 常见质量问题 产生原因 处理办法
10
11
焦烧
12
喷霜
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六、炼胶胶料质量控制
1、比重、硬度控制
2、硫变仪检测控制
50
MH 40
30 20 10
TC90
TC30
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
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六、炼胶胶料质量控制-2
3、门尼机检测控制
100
80 60 40 20
℃ ML 120 1+4
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
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5、混炼工艺要点：
① 目前，主要采用密炼机混炼，下片机主要采用开炼机 或螺杆挤出机； ② 橡胶并用配方或补强填充剂用量大，难分散的胶料， 要采用多段混炼后再加入硫磺、促进剂。 （最后 一段称为终炼） （如我厂：Z110、Z256 配方，母炼需要四段工艺。 ） ③母炼:由于没有硫磺、促进剂，打胶温度可较高，可达 到 160℃左右，所以一般为了节约打胶时间，提 高工作效率，在影响胶料均匀度不大的情况下， 使用 40rpm 或 60rpm。这样升温快。 （细粒子碳 黑混入慢，生热高、混炼时间宜长些） 。
5
比重 偏大或偏小
6
硬度 偏大或偏小
少量掺用 降级使用
7
TC30 偏短或偏长 MH 偏高或偏低
补加不足 少量掺用 降级使用 一般掺用 过辊从新混炼 降级使用
8
七、混 炼 工 艺 常 见 质 量 问 题-3
序 号 9 常见质量问题 TC90 偏短或偏长 硬度和比重 偏大或偏小 产生原因 ※过多或过少； ※促进剂种类用错，两种促进剂 配方少加一种； ※硫磺品种用错。 ◐胶料种类用错 ◐碳黑用错或多加少加 ◐填充剂多加或少加 ◇母炼胶中混进硫磺或促进剂 ◇加硫磺温度过高。 ◇打胶温度过高 ◇开炼机出片时高温时间过长 ▲终炼混炼温度过高或混炼不均 ▲配方硫磺过多 ▲不溶性硫磺转化成可溶性硫磺 ▲储存温度过高 ▲停放时间过长 处理办法 补加不足 少量掺用 降级使用 添加防焦剂 降级使用 降级使用 添加防焦剂 报废处理 低温过辊 少量掺用 报废处理
过辊从新混炼
过辊从新混炼 补加细料 降级使用
过辊从新混炼
一般掺用
七、混 炼 工 艺 常 见 质 量 问 题-2
序 号 常见质量问题 产生原因 ◎碳黑多加或少加； ◎碳酸钙等填充剂多加或少加； ◎硫磺、氧化锌多加或少加； ◎碳黑品种用错 ◎打胶时胶料用错。 ◆硫磺、促进剂过多或过少； ◆细料种类用错； （打胶时细料规格用错或配料 时硫磺、促进剂用错） ； ◆碳黑品种用错； ◆打胶时胶料称量错误。 ※过多或过少； ※促进剂种类用错，两种促进剂 配方少加一种； ※硫磺品种用错。 ■混炼。 处理办法 补加不足 少量掺用 降级使用
4、胶料塑性测定
① 压缩法：主要应用的是威氏可塑性（0~1 之间）和华莱 氏可塑性测定方法 ② 旋转扭力法（门尼粘度） ：我厂测为门尼粘度法（数值 在 0~200 之间）门尼粘度愈大（小）说明胶料的可塑性 愈小（大） 。
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四、 混
炼
1、定义：把各种配合剂加入具有一定塑性的生胶或塑 炼胶中制得质量均匀的混炼胶的过程。通过混炼制 得的混炼胶习惯上称胶料。 2、混炼的目的： ①获得各种物理机械性能指标，以满足制品的使用； ②降低含胶率、以节约生胶，从而降低成本。 ③改善工艺操作性能，满足下工艺操作要求。
②过低温度，混炼不均有生胶，造成事倍功半，根本 达不到混炼的目的，且还要重新打胶。
五、炼胶工艺应注意的几个问题-2
◐要控制混炼时间的原因：
①混炼时间短：
混炼不均匀，细料与胶料没有充分分散，有些地 方全是生胶、有些地方都是配料，这样造成胶料在后 工序不硫化或轮胎各部位硫化时间、老化性能等不一。 ②混炼时间长： 温度会升高，影响胶料质量，且浪费成本，如人 工费、电能、设备产能等。
2016/11/1
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3、加料顺序：
① 生胶（NR、SR、再生胶、塑炼、母炼胶、塑解剂） ； ② 细料（活性剂、分散剂、防老剂等） ； ③ 炭黑； ④ 软化剂（如：我厂芳烃油） ⑤硫磺促进剂。
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4、母炼和终炼：
① 母炼胶：生胶或塑炼胶加入配合剂 （如：除硫磺和促进剂外的活性剂 、 分散剂、防老剂等）、碳黑、油料等 混炼胶。 ②终炼胶：加入硫磺和促进剂等细料 混炼胶料。
混炼胶停放的目的有四个：
Ⅰ使胶料恢复疲劳，松驰混炼胶时所受的机械应力； Ⅱ减少胶料收缩； Ⅲ使配合剂在停入过程中继续扩散，促成均匀分散； Ⅳ使橡胶与碳黑之间进一步生成结合胶，提高补强效果。
5、为什么混炼胶料放置时间长了会“自硫”？
原因有四个： ⑴使用的硫化剂，促进剂过多； ⑵装胶容量大，炼胶机温度和存放温度过 高，冷却不够； ⑶过早加硫，药料分解不均造成促进剂和 硫磺局部集中； ⑷停放不当，即停放场所温度高，空气不 流通。
胶
为了保护设备（密炼机）和塑炼质量， 一般把胶料切成10公斤左右的拉块，以减 少设备压力和塑炼均匀性。
均匀性
体现在
A 原材料（天然胶、合成胶）质量的均匀分布 B 混炼后胶料的质量均匀分布（细料均匀分布）
三、塑炼：
1、塑炼定义： 使弹性体生胶转变成可塑状态的工艺加工 过程称为塑炼。
◐ 橡胶为什么要塑炼？ 橡胶塑炼的目的在于使橡胶在机械、热、化学等 作用下切断大分子链，使橡胶暂失去其弹性而使可塑 性增大，以满足制造过程中的工艺要求。如：使配合 剂易于混入，便于压延、压出，模压花纹清晰，形状 稳定，增加压型，注压胶料的流动性，使胶料易于渗 入纤维，并能提高胶料溶解性及粘稠性。
3、影响塑炼的因素-2
③机械力：机械力作用不仅能使橡 胶大分子分子链断裂，大分子链长 变短，还可以使大分子处于应力伸 张状态，从而活化了橡胶分子，促 进氧化反应的进行。机械力愈大， 塑炼效果愈好。 ④化学塑解剂：塑炼过程中加入化 学塑解剂（如 SJ-103、M、DM 等） 能提高塑炼效果，减少塑炼时间。 ⑤静电：能活化空气中的氧气，对 塑炼效果在好处。