橡胶成型技术-塑炼
橡胶成型技术-塑炼
天然橡胶 塑炼 30min
02 高
温 阶 段
随着温度的升高，橡胶变软，橡 胶分子链在机械应力作用下容易 发生滑动而难以被扯断，从而使 锁链效果下降。但当温度经过一 个临界点后，由于温度的进一步 升高使得氧直接引发氧化破坏作 用加剧，加快了橡胶分子链的氧 化降解速度，从而使塑炼效果迅 速增大。
注意：高温塑炼时，氧化对分子量大和小部分作用相同，所以高温塑炼在平均分子量变小的同 时，分子量分布不发生变化。
why
生胶为什么要进行塑炼？ 什么是塑炼？ 什么是塑炼胶？ 塑炼的目的是什么？ 塑炼结果怎样测试？
生胶塑炼的意义
高弹性是橡胶最宝贵的性能 机械加工、热处理、化学助剂
高弹体
加工
高弹性却给加工工艺带来极大 的困难。因为在加工过程中所 是假的机械功会无效地消耗在 橡胶的可逆变形上。
操作
变形
使橡胶有强韧的高弹态变为柔 软而便于加工的塑性状态
类
辊温对塑炼效果的影响
开炼机塑炼宜采用低温。温度低时，橡胶的弹 性大，受到的机械作用力大，塑炼效果好。而 温度升高，则橡胶变软，所受机械作用力小， 塑炼效率降低。如右图所示。 为了提高塑炼效果，应加强开炼机塑炼时的冷 却辊筒温度，严格控制辊温，尤其是合成橡胶 。辊温偏高，使生胶产生热可塑性而达不到塑 炼效果。
破胶 天然橡胶和氯丁橡胶的切胶胶块，在塑炼前 需要破胶，以提高塑炼效率。其他合成橡胶 切胶后无需破胶而直接进行塑炼（混炼）
生
热塑炼
不常用
胶
塑
炼
分 类
机械塑炼
广泛采用。可以分为开炼机塑炼、密炼机 塑炼和螺杆塑炼机塑炼
开炼机塑炼
简介
最早使用的一种塑炼方法
将生胶置于开炼机辊筒之间，借助辊筒 的剪切力作用使橡胶分子链受到拉伸而 断裂，从而获得可塑性。劳动强度大， 生产效率低，操作条件差，但塑炼胶可 塑性均匀、热可塑性小，适应面宽，机 动灵活，投资小。
橡胶工艺之塑炼（机理及常见的塑炼方式）
橡胶工艺之塑炼（机理及常见的塑炼方式）橡胶受外力作用产生变形，当外力消除后橡胶仍能保持其形变的能力叫做可塑性。
增加橡胶可塑性工艺过程称为塑炼。
橡胶有可塑性才能在混炼时与各种配合剂均匀混合；在压延加工时易于渗入纺织物中；在压出、注压时具有较好的流动性。
此外，塑炼还能使橡胶的性质均匀，便于控制生产过程。
但是，过渡塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨等性能，因此塑炼操作需严加控制。
橡胶可塑度通常以威廉氏可塑度、门尼粘度和德弗硬度等表示。
1、塑炼机理橡胶经塑炼以增加其可塑性，其实质乃是使橡胶分子链断裂，降低大分子长度。
断裂作用既可发生于大分子主链，又可发生于侧链。
由于橡胶在塑炼时，遭受到氧、电、热、机械力和增塑剂等因素的作用，所以塑炼机理与这些因素密切相关，其中起重要作用的则是氧和机械力，而且两者相辅相成。
通常可将塑炼区分为低温塑炼和高温塑炼，前者以机械降解作用为主，氧起到稳定游离基的作用；后者以自动氧化降解作用为主，机械作用可强化橡胶与氧的接触。
塑炼时，辊筒对生胶的机械作用力很大，并迫使橡胶分子链断裂，这种断裂大多发生在大分子的中间部分。
塑炼时，分子链愈长愈容易切断。
顺丁胶等之所以难以机械断链，重要原因之一就是因为生胶中缺乏较高的分子量级分。
当加入高分子量级分后，低温塑炼时就能获得显著的效果。
氧是塑炼中不可缺少的因素，缺氧时，就无法获得预期的效果。
生胶塑炼过塑炼时，设备与橡胶之间的摩擦显然使得胶温升高。
热对塑炼效果极为重要，而且在不同温度范围内的影响也不同。
由于低温塑炼时，主要依靠机械力使分子链断裂，所以在像章区域内（天然胶低于110℃）随温度升高，生胶粘度下降，塑炼时受到的作用力较小，以致塑炼效果反而下降。
相反，高温塑炼时，主要是氧化裂解反应起主导作用，因而塑炼效果在高温区（天然胶高于110℃）将随温度的升高而增大，所以温度对塑炼起着促进作用。
各种橡胶由于特性不同，对应于最低塑炼效果的温度范围也不一样，但温度对塑炼效果影响的曲线形状是相似的。
炼胶工艺
橡胶的混炼
开炼机混炼 开炼机混过程中。为提高效益，椐根胶料
的硬度，可将软化剂分出一部分与炭黑，白 色填料一齐加入。
过薄时，要保证两辊筒间有较多积胶：增 加胶料之间的相粘，提高了胶料的剪切力， 有利于分散。对于难包辊的胶料，可先加一 部分炭黑。
橡胶的混炼
开炼机混炼 开炼机混炼总结： 1.加料的顺序 2.装胶容量与辊距 3.辊温 4.混炼的时间 5.辊筒的转速与速比
开炼机混炼 C 加入软化剂，加软化剂时，要量少，从辊筒 中部加入，加软化剂时，不能划胶，让软化剂随 辊筒的转动自然进入胶料。加软化剂时，注意观 察两辊间的胶料：如胶料呈小碎粒在两辊间翻 滚，可适当加大软化剂的加量。加完软化剂，打 厚三角包5个。过薄2-3次，拉片冷却。
橡胶的混炼
开炼机混炼 D 加硫促剂 将冷却的混炼胶进行预热后，辊距 2.5MM-6MM让胶料包辊，控制两辊间的积胶量， 缓慢加入硫促剂。加完硫促剂后，打后三角包5—8 个，辊距0.3MM-0.5MM过薄，打三角包3—6次。 此环节注意：三角包的次数不能少，动作流利，以 最短的时间完成过程，防止胶料早期硫化，并及时 将胶散开降温。
3.添加塑解剂
橡胶的塑炼
不同的胶种塑炼条件不同 NR：低温塑炼，开炼机40~60℃，采用薄通 法较好；密炼机采用多段塑炼，温控130℃ 内。两都均可采用化学法塑炼。 NBR：低温塑炼，采用薄通较好，尽可能采 用低温（30℃~50℃）分段塑炼。不宜采用密 炼机塑炼。
橡胶的塑炼
BR：一般不塑炼，门尼超50的生胶需进行 塑炼，密炼机塑炼温控150℃*8分钟。为防止 凝胶生成，可放入胺类防老剂。
SBR：软丁笨，可不进塑炼，但适当的塑炼 可改善压延压出的加工性能，开炼机塑时辊 距越小，效果越好。温控35~50℃。用密炼机 塑炼时，温控139℃内。为控制温度，可加入 塑解剂，缩短塑炼时间。
橡胶塑炼的目的工艺
橡胶塑炼的目的工艺一. 塑炼塑炼定义：橡胶在外界因素的作用下由弹性物质变为具有可塑性物质的现象叫塑炼。
1. 塑炼的目的1) 使生胶获得一定的可塑性，适合于混炼等后段工序。
2) 使生胶的可塑性均匀化，使胶料的质量均匀。
2. 需要塑炼胶料的判定：门尼在60以上（理论）门尼在90以上（实际）3. 塑炼的机器：1) 开炼机特点：劳动强度大、生产效率低、操作条件差，但是它比较机动灵活、投资小、适用于变化较多的场合。
开炼机的两个滚筒的速比：前比后（1：1.15-1.27）操作方法：薄通塑炼法、包辊塑炼、爬架子法、化学塑解剂法。
操作时间：塑炼的时间不超过20min，停放时间：4-8小时。
2) 密炼机特点：生产效率高、操作方便、劳动强度低、可塑度比较均匀，但是高温会使胶料的物理机械性能有所下降。
操作方法：称量→投料→塑炼→排胶→倒合→压片→冷却下片→存放。
操作时间：10-15min 停放时间：4-6小时。
4. 常塑炼橡胶经常需要塑炼的胶料：NR、硬NBR、硬质橡胶。
门尼都在90以上的。
二. 混炼混炼的定义：将各种配合剂加入到橡胶中去制成混合胶。
1. 开炼机混炼1) 包辊：将生胶包于前辊，用3-5分钟有个短时的预热过程2) 吃粉过程：把需要加入的助剂按照一定的顺序加入，加入时要注意堆积胶的体积，少了难于混合，多了会打滚不容易混炼。
加料顺序：生胶→活性剂、加工助剂→硫磺→填充、软化剂、分散剂→加工助剂→促进剂3) 翻炼过程：能更好、更快、更均匀的混炼。
刀法：a、斜刀法（八把刀法）b、三角包法c、打扭操作法d、捣胶法（走刀法）4) 开炼机的装胶容量计算公式：V=0.0065*D*L 其中V-体积D是辊筒的直径（cm）L是辊筒的长度（cm）5) 辊筒的温度：50-60度6) 混炼时间：没有具体的规定，看操作员的熟练程度。
2. 密炼机混炼：1) 一段混炼：一次混炼好，混炼的程序：生胶→小料→补强剂→软化剂→排胶→压片机加硫磺、促进剂→下片→冷却停放。
橡胶塑炼与混炼—塑炼(橡胶加工课件)
保持变形后的形状
降低弹性、增大塑性 塑炼
塑炼
1、塑炼概念与原理
讨论：塑炼、塑炼目的及不利面
分组汇报： 教师点评 1、塑炼： 炼：炼胶、炼胶作业，在炼胶机完成的作业过程。
简要：提高橡胶塑性的炼胶
详细：将橡胶经过机械加工、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的工艺过程称之为塑炼。
塑炼
1、塑炼概念与原理 2、生胶塑炼前的准备 3、塑炼的工艺方法 4、影响塑炼的工艺因素 5、开炼机塑炼实训 6、常见塑炼胶质量分析
1、塑炼概念与原理
引入新课 F 塑性
F 弹性
F 刚性
1、塑炼概念与原理
引入新课 橡胶具有高弹性 优点：
缓冲、减震、柔软
缺点：
产品加工过程是受力变形并定型，如发生弹性回复，尺寸形状不能保持
2、生胶塑炼前的准备-烘胶
目的
对象
“两保证两可以” （1）保证切胶机的安全操作和
工作效率； （2）保证炼胶机的安全操作和
工作效率； （3）可以烘去水份； （4）可以解除结晶（对结晶橡
胶） 。
（1）硬橡胶 如：硬NBR等 (NBR3606)
（2）结晶橡胶 如：NR、CR 等
实物展示 （ NBR 、NR、CR、 EPDM、SBR、BR）
2、生胶塑炼前的准备-破胶
使块状的橡胶变为碎胶 （1）便于称量； （2）便于塑炼； （3）保护设备； （4）提高效率（塑
炼）。
用于开炼机塑混炼的大块橡胶， 如：NR和CR。 说明: ❖ 1、用密炼机塑混炼的NR和CR， 一般无需破胶而直接进行塑混炼。 ❖ 2、其它合成橡胶，一般无需破 胶而直接进行塑混炼。
6、常见塑炼胶质量分析
橡胶塑炼与混炼
橡胶塑炼与混炼Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】一生胶的塑炼工艺生胶的塑炼原理一．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。
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：~；胶管内层胶： ~；胎面胶： ~；胎侧胶左右；海绵胶 ~（2）塑炼均匀三．生胶的增塑方法和原理（一）增塑方法（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；M W—聚合物的重均分子量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。
）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。
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；F0δ—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。
橡胶的塑炼与混炼
硬脂酸是一种表面活性剂，可以改善橡胶大分 子和亲水性配合剂之间的相互作用。②氧化锌。 氧化锌是亲水性的，在硬脂酸加入之后再加， 有利于其在橡胶中的分散。③补强剂。如碳黑。 ④液体软化剂。液体软化剂具有浸润性，容易 使补强剂等粉料结团，通常要在补强剂加入之 后加入。⑤硫磺。硫磺与促进剂必须分开加入， 为了防止混炼过程中出现焦烧，通常在混炼后 期降温后加入硫磺，但对有些橡胶（如丁腈橡 胶），由于硫磺在橡胶中的分散特别困难，硫 磺则宜早加，最后才加入促进剂。
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实验2—橡胶的 塑炼与混炼
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一、 实验目的
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了解橡胶塑炼和 混炼的基本原理
掌握橡胶塑炼和 混炼工艺
掌握XK－160A 开放式炼胶机的 使用方法
二、 实验原理
生橡胶是由线形大分 子或者带支链的线形 大分子构成，在外力 作用下，其力学性能 较低，基本无使用价 值，因此生胶需要通 过一系列的加工才能 制成有用的橡胶制品， 其中橡胶的塑炼和混 炼就是两个重要的橡 胶加工过程。
01
混炼过程中为什
塑炼、混炼？
么要注意加料顺
02
序？
03
添加标题
04
添加标题
生胶及混炼胶有 何不同？
使用XK－1须按规程进行，必须集 中精力。
二．割刀必须在辊筒中心线以下操作。 三．禁止戴手套操作，手一定不能接近辊缝。操
作时双手尽量避免越过辊筒中心线上部，送料 时应握拳。 四．如遇到危险时应立即触动安全刹车。 五．留长辫的学生应事先戴帽或结扎短些。
六、思考题
添加标题
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生橡胶为什么要
生胶的分子量通常很高，从几十万到几百万 以上，过高的分子量带来的强韧高弹性给加 工带来极大的困难，必须通过塑炼使之获得 一定的可塑性和流动性，才能满足混炼、压 延、压出、硫化、模压注射等各种加工过程 的工艺性能要求。因此将生胶由强韧的弹性 状态转变为柔软和便于加工的塑性状态使生 胶增加可塑性这一塑炼过程非常重要。
橡胶制品的成型工艺介绍
橡胶制品的成型工艺介绍橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。
以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括：原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→修整→检验(1)生胶的塑炼使弹性生胶转变为可埋状态的加工过程称为塑炼。
塑炼的目的是降低生胶的弹性、增加其可塑性，并且获得适当的流动性，以满足混炼，压延或压出成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工过程的要求。
塑炼有机械塑炼法和化学塑炼法。
前者通过塑炼机的机械破坏作用，降低生胶的弹性，获得一定的可塑性。
后者通过化学药品的化学作用，使生胶达到塑化的目的。
塑炼过程的实质是橡胶的大分子断裂成相对分子质量较小的分子，从而使黏度下降，可塑性增大。
(2)胶料的混炼将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼胶的过程称为混炼。
其基本任务是制造出符合性能要求的混炼胶，使压延或压出成型、涂胶及硫化等后续工序得以正常进行。
混炼过程就是炭黑等配合剂在生胶中均匀分散的过程，配合剂每一颗粒的表面必须完全被橡胶包围和湿润。
用来制备塑炼胶、混炼胶的设备有开放式炼胶机（简称开炼机）、密闭式炼胶机（简称密炼机）。
开炼机的工作原理是两个异向向内旋转的中空辊筒以不同速度相对回转，两辊筒大小相同。
生胶或胶料随着辊筒的转动在摩擦力作用下被卷入两辊间隙。
由于两辊筒的转速不同而产生速度梯度作用，生胶或胶料受到强烈的摩擦剪切，橡胶的分子链断裂，在周围氧气或塑解剂的作用下生成相对分子质量较小的稳定分子，塑炼后橡胶的可塑性得到提高，混炼后可获得质量均匀的混炼胶。
橡胶制品的成形方法有哪些？一、模压成型常用模压方法来制造某些形状复杂如皮碗、密封圈的橡胶制品，借助成型的阴、阳模具将胶料放置在模具中加热成型。
阅读：橡胶模压制品的废次品的特征及产生原因二、挤出成型压出成型又称挤出成型，压出成型常用设备是橡胶挤出机，工作原理与塑料挤出机相似。
物料经过挤出机料斗进入料筒，通过料筒和旋转螺杆之间的作用，胶料边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头并借助于口型模而制成各种复杂截面形状的制品或半制品，如轮胎的胎面胶、内胎胎筒、纯胶管、胶管内外层胶及电线和电缆的外皮等。
橡胶塑炼之十：塑炼工艺实施PPT优秀文档
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3.10 塑炼工艺实施
3.10 塑炼工艺实施
塑炼工艺方法按使用设备分为开炼机塑炼法、密炼机塑炼法、螺杆塑炼 法等三种方法，本课程主要介绍开炼机塑炼法，开炼机塑炼有薄通塑炼和包 辊塑炼两种方法。 1、薄通塑炼法
将辊距调至1～，让胶料通过辊缝，任其落入接料盘中，待胶料全部通 过辊缝后，再将落盘的胶料扭转90°再进行薄通。如此反复进行到规定次数。
在过辊过程中，可以配以多次割胶翻炼，以利于散热及获得均匀的可塑性。 如此反复进行到规定次数。 将辊距调至2～8mm，让胶料通过辊缝，包前辊，保证堆积胶量适当，连续过辊进行塑炼，直至规定时间为止。
橡胶快速入门基础知识之塑炼工艺
《橡胶快速入门基础知识之塑炼工艺》1、胶料为什么要塑炼塑炼的目的有哪些橡胶具有良好的弹性，但这种宝贵性能给制品生产带来极大的困难，如果不首先降低生胶的弹性，在加工过程中，大部分机械能就被消耗在弹性变形上，且不能获得甩需要的形状橡胶加工工艺对生胶可塑性有一定要求，例如混炼一般需要门尼粘度在60左右，擦胶要求胶料门尼粘度在40左右，否则无法顺利操作，有些生胶很硬，粘度很高，缺乏基本的，必需的工艺性能——良好的可塑性。
为了满足各项工艺要求，必须进行塑炼，使生胶在机械、热、化学等作用下切断分子链，降低分子量。
使橡胶暂时失去弹性而变成柔软的可塑的塑炼胶。
可以说，生胶塑炼是其他工艺过程的基础。
生胶塑炼的目的在于：一是使生胶获得一定的可塑性，使之适合混炼，压延、压出、成型，硫化以及胶浆，海绵胶制造等工艺加工过程的要求；二是使生胶的可塑性均匀化，以便制得质量均匀的胶料。
2、生胶经塑炼后，其物理化学性质有什么变化加工工艺对生胶的可塑性有什么要求过大或过小有何不好生胶经塑炼后，由于受着强的机械力作用和氧化作用，橡胶的分子结构和分子量都会发生一定的变化，因而物理化学性质也会发生变化。
表现在：弹性降低、可塑性增加，溶解度增大，橡胶溶液的粘度降低，胶料的粘着性能提高。
但随着生胶可塑性增大，硫化胶的机械强度降低，永久变形增大，耐磨耗和耐老化性能都降低。
因此生胶的塑炼只对橡胶的加工过程有利，而对硫化胶的性能不利。
生胶的可塑性要求适当，过大或过小都会产生不好的效果。
生胶的可塑性过大，会使硫化胶的物理机械性能降低，影响制品的使用性能。
生胶的可塑性过低，则会造成工艺加工困难，使胶料不易混炼均匀；压延，压出时半成品表面不光滑；收缩罚大，不易掌握半成品尺寸；压延时胶布难于擦进织物中，造成挂胶帘布掉皮等现象，大大降低与料层间的附着力。
可塑性如果不均也会造成胶料的工艺性能和物理机械性能不一致。
因而，橡胶加工工艺对生胶的可塑性都有一定的要求。
橡胶制品的成型过程
橡胶制品的成型过程一、生胶的形成：生胶可分别为天然橡胶及合成橡胶两大类：1.天然橡胶：由橡胶树干切割口，收集所流出的胶浆，经过去杂质、凝固、烟熏、干燥等加工程序，而形成的生胶料。
2.合成橡胶：由石化工业所产生的副产品，依不同需求，合成不同物性的生胶料。
常用的如：SBR、NBR、EPDM、BR、IIR、CR、Q、FKM等。
但因合成方式的差异，同类胶料可分出数种不同的生胶，又经由配方的设定，任何类型胶料，均可变化成千百种符合制品需求的生胶料。
二、橡胶原料的配制：橡胶原料的配制可分三个基本过程：1.塑炼：塑练是将生胶剪断，并将生胶可塑化、均匀化，帮助配合剂的混练作业。
其效果是改善药品的分散，防止作业中产生摩擦热，而致橡胶发生焦烧现象，进而改变橡胶的加工性。
2.混炼：混练是将配合药物均匀混入塑炼完成的生胶中，而混炼的优劣，直接影响制品的良否。
药物分散不均，分子结构无法完全交联，橡胶则无法达到理想的物性。
3.压出：混炼完成的生胶，经过压出作业，将胶料中含有的多余空气压出，并完成所需的厚度，以利于模具内之成型作业。
三、橡胶的成型：生胶分子结构为不饱和长键的弹性体，所以成型的要件中，需有适当的药品添加物及外在环境因素（如时间、温度、压力等），将其不饱和键破坏，再重新结合为饱和键，并以真空辅助，将内含的空气完全逼出。
如此，才可令成型的橡胶，发挥其应有的特性。
若其成型过程有任何缺失（如配方错误、时间不足、温度失当等），则可造成物性流失，多余药物释出，变形，老化加速，种种严重不良现象产生。
四、橡胶的老化现象：依橡胶成品所处的环境条件，随时间的经过，引起龟裂或硬化，橡胶物性退化等现象，称之为老化现象。
引起老化的原因，有外部因素及内部因素：1.外部因素：外部因素有氧、氧化物、臭氧、热、光、放射线、机械性疲劳、加工过程的缺失等。
2.内部因素：内部因素有橡胶的种类、成型方式、键结程度、配合药物的种类、加工工程中的因子等。
老化现象的防止，着重于正确的胶种选择及配方设计，外加严谨的生产理念。
塑炼——精选推荐
第一节概述对橡胶进行加工制造，就必须设法使生胶的高弹性去掉或减小，使之由原来的强韧的高弹性状态转变为柔软而富有可塑性的状态，完成这一转变的工艺加工过程就是生胶的塑炼工艺，简称为塑炼。
经塑炼后的生胶原有的高弹性已大大减小，其熔体或溶液的粘度降低，硫化胶的力学性能和耐老化性能等都有所降低。
但与此相反，其胶料的可塑性和加工流动性大为改善，胶料在溶剂中的溶解度提高，成型时的粘着性增大。
总之，塑炼后的生胶工艺加工性能改善，而硫化胶的物理机械性能和使用性能却受到了损害。
因此，生胶的塑炼加工主要目的是获得必要的可塑性和流动性，以满足混炼、压延、压出、成型、硫化、模压、注射、胶浆和发泡胶料制造等各种加工过程的工艺性能要求。
然而，生胶的塑炼程度或可塑度大小并不是任意确定的，朔炼胶的可塑度大小必须以满足后序加工过程的加工性能要求为标准，胶料的可塑度过大和过小，以及可塑度的不均匀，都会影响加工操作和产品质量。
若胶料的可塑度过低，混炼时配合剂不易混入，混炼时间会加长，压出半成品表面不光滑，压出和压延半成品收缩率增大，压延胶布半成品容易掉皮，成型时胶料的粘着性差，硫化时不易流动充模，容易造成产品缺胶等。
如果胶料的可塑度过高，混炼时配合剂也不易分散均匀，压出半成品挺性不好，压延时胶料易粘辊筒和垫布，硫化时皎料流失胶边较多，特别是硫化脂成品的物理机械性能和使用性能会受到严重损害。
所以，胶料的塑炼程度主要根据胶料的加工过程要求和硫化胶的物理机械性能要求来决定。
一般说来，涂胶、浸胶、刮胶、压延擦胶和制造发泡制品的胶料，其可塑度要求都比较高，而对物理机械性能要求较高，半成品挺性好及模压硫化的胶料，其可塑度要求较低。
压出胶料的可塑度要求介于以上二者之间。
混炼工艺一般要求塑炼胶的门尼粘度在60左右；压延纺织物擦胶工艺要求胶料的门尼粘度在40左右，对于生胶的初始可塑度已能满足加工性能要求的生胶，一般不需再行塑炼加：正，可以直接进行混炼。
橡胶的塑炼和混炼
橡胶的塑炼和混炼塑炼塑炼是橡胶加工的一个工序,指采用机械或化学的方法,降低生胶分子量和粘度以提高其可塑性，并获适当的流动性，以满足混炼和成型进一步加工的需要。
塑炼过程是使橡胶大分子链断裂，分子链由长变短而使分子量分布均匀化的过程。
在塑炼过程中导致大分子链断裂的因素主要有两个：一是机械破坏作用；二是热氧化降解作用。
低温塑炼时，主要是由于机械破坏作用，大分子在强烈的机械力作用下发生断链；高温塑炼时，热氧化降解作用占主导地位。
塑炼可分为机械塑炼法和化学塑炼法。
机械塑炼法主要是通过开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机等的机械破坏作用。
化学塑炼法是借助化学增塑剂的作用，引发并促进大分子链断裂。
这两种方法在生产实践中往往结合在一起使用。
开放式炼胶机是一种传统的塑炼设备。
生胶在炼胶机两个旋转辊筒间，凭借前后辊相对速度不同（常用速度比为1:1.25～1.27）所产生的剪切力使橡胶大分子断裂,从而达到增塑的目的。
此法效率低、劳动强度大,仅小型企业中仍有使用。
目前，多数工厂采用密闭式炼胶机（即密炼机）进行塑炼（见图）。
密炼机的主要工作部分为密炼室，内装两个带突棱的旋转转子。
橡胶在密炼室中受到转子之间及转子与室壁之间的剧烈机械作用而降解，从而达到提高塑性的目的。
通常在密炼机塑炼时还加入增塑剂（如五氯硫酚等）以缩短塑炼时间，提高塑炼效zx0塑炼胶的可塑性直接影响橡胶制品的性能，它主要根据混炼胶工艺性能和制品性能要求来确定。
一般来说，涂胶、浸胶、刮胶、擦胶用的胶料可塑性宜高些；模压用的胶料可塑性宜低些；供压出用的胶料，则介于两者之间。
生胶和塑炼胶的可塑性测试方法很多，中国最常用的方法为威氏塑性计和门尼粘度计。
威氏塑性计是将试样置入两块平行的板中，在一定负荷作用下，测定其压缩形变的大小，以及除去负荷后保持形变的能力。
所得的可塑度值在0～1之间；数值越大，表明可塑性也越大。
门尼粘度计是测定胶料在模腔内对粘度计转子转动所产生的剪切阻力，通常用ML来表示（1为胶料预热时间1min，4为转子转动时间4min，100为测试温度100℃），门尼粘度值一般为0～100，其数值越大，表明可塑性越小。
橡胶塑炼的目的原理及其影响因素
橡胶塑炼的目的原理及其影响因素橡胶塑炼是一种重要的橡胶加工工艺，通过增加橡胶的可塑性和可加工性，使其满足不同行业和产品的需求。
本文将从目的、原理以及影响因素三个方面对橡胶塑炼进行详细介绍。
一、目的：橡胶塑炼是为了改善橡胶的物理性能，提高其加工性能，以满足不同行业和产品对橡胶的需求。
具体目的如下：1.提高橡胶的可塑性：橡胶塑炼可以使橡胶分子链间的键断裂，增加链段间的自由运动性，从而提高橡胶的可塑性。
2.改善橡胶的可加工性：橡胶塑炼可以使橡胶分子链间的键重新结合，提高链段间的交联程度，从而降低橡胶的黏度，提高其可加工性。
3.提高橡胶的物理性能：橡胶塑炼可以改善橡胶的拉伸强度、硬度、变形能力等物理性能，使其满足不同行业和产品的需求。
二、原理：1.热加工：橡胶加热可以提高分子链的运动性，使链段间的键断裂，增加橡胶的可塑性，同时热加工还能提高橡胶的流动性，使其易于加工。
热加工方法主要包括压炼、炼胶机等。
2.机械加工：橡胶通过剪切、挤压等机械力的作用下，可以改变其链段间的交联程度，从而改变其硬度、强度、伸长率等物理性能。
机械加工方法主要包括混炼机、胶研机等。
3.化学加工：橡胶塑炼过程中，可以添加助塑剂、稳定剂、促进剂等化学物质来改善橡胶的塑炼效果，提高其加工性能和物理性能。
常见的化学加工方法有添加法、表面活性剂法等。
三、影响因素：1.原料的选择:不同类型的橡胶树脂、填料以及添加剂的选择，对橡胶塑炼的效果有很大的影响。
例如使用不同种类和粒度的填料可以调整橡胶的硬度、强度等物理性能。
2.加工条件的控制:包括加热温度、加热时间、剪切速度等加工条件对橡胶塑炼效果有直接影响。
较高的加热温度和长时间加热可以提高橡胶的可塑性，但过高的温度和过长时间加热会导致橡胶老化、劣化等问题。
3.添加剂的使用:添加剂的种类和用量对橡胶塑炼的效果有显著影响。
例如使用助塑剂可以改善橡胶的可塑性和加工性能，使用稳定剂可以防止橡胶老化等。
总之，橡胶塑炼通过改善橡胶的可塑性和可加工性，提高其物理性能，满足不同行业和产品对橡胶的需求。
橡胶加工流程（原料-塑炼-混炼-硫化）
橡胶加工流程（原料-塑炼-混炼-硫化）1.基本工艺流程伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展，橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。
以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括：原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→修整→检验2.原材料准备橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。
其中生胶为基本材料；配合剂是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料；纤维材料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架材料，以增强机械强度、限制制品变型。
在原材料准备过程中，配料必须按照配方称量准确。
为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对某些材料进行加工：1.基本工艺流程伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展，橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。
以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括：原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验2.原材料准备橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。
其中生胶为基本材料；配合剂是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料；纤维材料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架材料，以增强机械强度、限制制品变型。
在原材料准备过程中，配料必须按照配方称量准确。
为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对某些材料进行加工：生胶要在60--70℃烘房内烘软后，再切胶、破胶成小块；块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎；粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去；液态配合剂（松焦油、古马隆）需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质；配合剂要进行干燥，不然容易结块、混炼时旧不能分散均匀，硫化时产生气泡，从而影响产品质量；3.塑炼生胶富有弹性，缺乏加工时的必需性能（可塑性），因此不便于加工。
为了提高其可塑性，所以要对生胶进行塑炼；这样，在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中；同时，在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性（渗入纤维织品内）和成型流动性。
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R-R→R· +R· B
R· +O→R
氧在橡胶塑炼中所起的作用一是稳定橡胶自由基，而是使橡胶分子连发生氧化断 链。前者在低温下进行，后再在较高温度下发生。 实验表明：生胶结合0.03%的氧，就能使分子量降低50%。
温度的作用
01
低 温 阶 段
天然橡胶 塑炼 30min
高 温 阶 段
02
橡胶较硬，受到的机 械破坏作用剧烈，较 长的分子链容易为机 械应力扯断，而此时 氧的化学活泼性较小， 所以，在低温阶段主 要靠机械破坏作用引 起橡胶分子链的降解 而获得塑炼效果。
塑炼反应机理
低温塑炼 A 高温塑炼 B 橡胶分子与氧直接进行氧化反 应，使橡胶分子链讲解。这种 热氧化裂解过程属于自动催化 氧化连锁反应。
低温塑炼没有化学塑解剂时， 橡胶分子链在机械作用下断裂 生成自由基，然后被氧化，生 成较稳定的分子量较小的橡胶 过氧化物。氧作为自由基的接 受体。而有塑解剂时，塑解剂 作为自由基接受体。
通塑炼达不到目的时而采用的
一种有效方法。
开炼机塑炼需 要在低温进行
工艺条件及其对塑炼效果的影响
当辊筒的速度 恒定，辊距减 小可以提高塑 炼效果
在一定的时 间范围内， 时间越长， 效果越好
能提高塑炼 效果，缩短 塑炼时间
辊温
辊距
辊速&速比
时间
装胶容量
化学塑解剂
低温塑炼时， 温度越低塑 炼效果越好
辊速大，受 机械力大， 塑炼效果好
随着温度的升高，橡胶变软，橡 胶分子链在机械应力作用下容易 发生滑动而难以被扯断，从而使 锁链效果下降。但当温度经过一 个临界点后，由于温度的进一步 升高使得氧直接引发氧化破坏作 用加剧，加快了橡胶分子链的氧 化降解速度，从而使塑炼效果迅 速增大。
注意：高温塑炼时，氧化对分子量大和小部分作用相同，所以高温塑炼在平均分子量变小的同 时，分子量分布不发生变化。
分子链的断裂还与组成分子链的 化学键键能有关。
橡胶分子链被机械剪切力扯断的 同时，产生橡胶分子自由基，势 必引起各种化学变化。
氧的作用
A
机械力作用的同时，氧化作用也发生，没有氧的作用，塑炼是不能得到预期效果的 实验表明：在氧气中塑炼，橡胶的可塑性增加的更快，而在相 同温度下于氮气中长时间塑炼时，橡胶的可塑性几乎没有变化。
压延时胶料易粘辊或粘垫布
的可塑性为佳。生产上通过控制生胶和 半成品的可塑性来保证橡胶加工工艺的 顺利进行和产品质量
压出时胶胚挺性差、易变形
成型时胶料变形大
硫化时流失胶较多
由于各种橡胶制品（部件）使用性能 不同，胶料种类很多，对生胶的可塑 性要求也不一样。见P15表2-1
产品机械性能好耐老化性能下架
特别说明
化学塑解剂的作用
02
化学塑解剂能增强生胶 塑解能力，缩短塑解时间， 提高塑炼效率。化学塑解
剂本质上可以看做是一种
塑解剂本身受热、氧的作用分解 生成自由基，导致橡胶分子发生 氧化降解 氧化催化剂，其生成自由 基的能力越大，塑解能力 也就越大。一般情况下， 封闭橡胶分子链断链的端基，使其 丧失活性，阻止其重新结聚。 其塑解作用岁温度升高而
辊速&速比对塑炼效果的影响
辊筒转速快，即单位时间内生胶通过辊缝的次数多， 所受机械力作用大，塑炼效果好。如右图所示，辊 速过快时，塑炼胶升温快，反而会使塑炼效果下降， 同时操作也不安全。因此辊速不宜过快，一般为 13~18r/min。 辊筒之间的速度比越大，速度梯度越大，剪切力越 大，塑炼效果越明显。但速比过大时，激烈的摩擦
p:试样可塑度； h0：试样原高，mm
h1:、压缩3min后高度； h2：恢复3min后高度
即华莱氏可塑度为46。华莱氏数值越大，表示
可塑性越小。
门尼（Mooney）粘度法
门尼粘度法是用门尼粘度计来测试橡胶的可塑性的。依 据试样在一定温度、时间和压力下，在活动面（转子）和固 定面（上下模腔）之间变形时受到的扭力来确定橡胶的可塑 性。测量结果以门尼粘度表示。门尼粘度值因测试条件不同 而不同，所以结果要标注测试条件。通常用ML1+4100℃表示， 其中M表示门尼，L1+4100℃表示用大转子（Φ=38.1mm） 在100℃下预热1min，转动4min时所测得的扭力值。门尼粘 度测试范围在0~200，数值越大表示粘度越大，可塑性越小。 门尼粘度反映胶料在特定条件下的粘度，可直接作为胶料流 变性质的指标，但因测量时速度较慢，切变速率较小，所以 只能反映胶料在地切变速率下的流变性质。
生胶为什么要进行塑炼？ 什么是塑炼？ 什么是塑炼胶？ 塑炼的目的是什么？ 塑炼结果怎样测试？
why
生胶塑炼的意义
高弹性是橡胶最宝贵的性能
高弹体
加工 机械加工、热处理、化学助剂 操作 变形 借助机械功或热能使橡胶软化 为具有一定可塑性的均匀物的 工艺过程
高弹性却给加工工艺带来极大 的困难。因为在加工过程中所 是假的机械功会无效地消耗在 橡胶的可逆变形上。
炼法和一次塑炼法的基础上添
加化学塑解剂进行的塑炼方法 生产效率高，塑炼胶可塑性高且 均匀，生产中广泛应用。生产管 理麻烦，占地面积大，不适合连 续生产 分段塑炼法是当塑炼胶的可塑 性要求较高，用一次塑炼或薄
次数或时间，直至获得所需的
可塑性为止。
一次塑炼法（包辊塑炼法）将生 胶在较大辊剧下包辊后连续过辊 直至规定的时间。在塑炼过程中 不停放，多次割刀用于散热及获 得均匀的可塑性。适用胶的掺和 及易包辊的合成橡胶。
C
D E
增大胶料黏着性，方便成型操作
提高胶料在溶剂中的溶解性，便于制造胶浆，使之易于渗入纤维孔眼，增加附着力
改善胶料的冲模性，使模型制品的花纹饱满
BUT：生胶可塑性也不能过大
01 02 03 04 05 06
混炼时颗粒极小的物质反而分散不均匀
生胶的可塑性并非越大越好，而是在满
足工艺加工要求的前提下，以具有最小
使橡胶有强韧的高弹态变为柔 软而便于加工的塑性状态
塑炼
塑炼胶
经塑炼而得到的具有一定可塑 性的生胶
生胶塑炼是橡胶制品生产的基本工艺之一，是其他工艺过程的 基础，其目的是使生胶获得适宜的可塑性，以满足加工过程的需要。
A B
使生胶的可塑性增大，利于混炼时配合剂的混入和均匀分散
改善胶料流动性，便于压出、压延操作，使胶胚形状和尺寸稳定
目 录
A B C D E F 生胶塑炼的意义 可塑性测试方法 塑炼机理 塑炼工艺方法 常用橡胶塑炼特性 本章主要讲解橡胶塑炼加工的 有关知识，要求大家掌握塑炼 的概念，了解塑炼的原理及影 响因素，掌握塑炼方法、特性、 工艺条件，理解塑炼常见质量 问题解决方法，理解生胶的加 工处理
质量问题及改进
生胶塑炼的意义&可塑性测试方法
塑炼工艺方法及影响因素
生胶塑炼工艺流程图
准备工序 生胶 烘胶
切胶
破胶
塑炼
可塑性 检查
烘胶
生胶原料多为块状，常温下粘度很高，难于 切割和进一步加工。尤其在冬天，生胶常呈 硬化或结晶，对生胶加温软化或解除结晶便 于切割，给加工带来方便。
切胶 烘房取出的大块生胶用切胶机切割成小块， 便于塑炼。目前我国橡胶制品生产中有“先 烘胶再切胶”和“先切胶后烘胶”两种准备 工艺。
在定温、定负荷下，用试样经过一定时间 的高度0mm，T=70±1°C，预 热3min，在次温度下于两平行板间加5kg负荷，压 缩3min后除去负荷，取出试样，室温恢复3min，根
测定时将厚约3mm的胶片冲裁出直径约13mm、 体积恒定为0.4±0.04cm3的试样后，放至测试 仪内，试验温度为100±1°C。然后迅速闭合压
大多数合成橡胶和某些天然橡胶品种 在制造过程中控制了生胶的初始可塑 度，一般门尼粘度60以下可不进行塑 炼而直接混炼，除非有特别的要求， 可以进一步提高可塑度
可塑性测试方法
01 门尼黏度法
测试方
法
02 压出法
威廉氏（Williams）法
03 压缩法
华莱氏（Wallace）法
压缩法
威廉氏
华莱氏
以定温、定负荷、定时间下塑炼胶试样厚度 的变化来表示可塑性。
取决于开炼 机规格，还 要看生胶种 类
辊温对塑炼效果的影响
开炼机塑炼宜采用低温。温度低时，橡胶的弹 性大，受到的机械作用力大，塑炼效果好。而 温度升高，则橡胶变软，所受机械作用力小， 塑炼效率降低。如右图所示。 为了提高塑炼效果，应加强开炼机塑炼时的冷 却辊筒温度，严格控制辊温，尤其是合成橡胶。 辊温偏高，使生胶产生热可塑性而达不到塑炼 效果。
据试样高度的压缩变形量及除掉负荷后的变形恢复
量来计算试样的可塑度。数值越大表示可塑性越大。
盘，将试样预压至1mm，进行预热15s后，施
加10kg负荷，至第二个15s，测厚计指示读书 即为塑炼胶的可塑度。规定0.01mm表示1个可 塑度单位，若测厚仪测出试样厚度为0.46mm，
P
h0 h2 h 0 h1
破胶 天然橡胶和氯丁橡胶的切胶胶块，在塑炼前 需要破胶，以提高塑炼效率。其他合成橡胶 切胶后无需破胶而直接进行塑炼（混炼）
生 胶 塑 炼 分 类
热塑炼
不常用
机械塑炼
广泛采用。可以分为开炼机塑炼、密炼机 塑炼和螺杆塑炼机塑炼
开炼机塑炼
简介
最早使用的一种塑炼方法
将生胶置于开炼机辊筒之间，借助辊筒 的剪切力作用使橡胶分子链受到拉伸而
断裂，从而获得可塑性。劳动强度大，
生产效率低，操作条件差，但塑炼胶可 塑性均匀、热可塑性小，适应面宽，机 动灵活，投资小。
开炼机基本结构
压盖
调距装置
传动装置
辊筒
轴承座 旋转接头 机架
开炼机规格表示
XK－400：X表示橡胶，K表示开炼机，400表示辊筒直径； SK－400：S表示塑料，K表示开炼机，400表示辊筒直径；