第三章 胶乳基本工艺

主要措施有破坏分子链结构的规整性；提高交联密度；增加补强效 应或加入酯类增塑剂等。也可以采用与耐寒性能较好的胶乳并用， 以提高其耐寒性能。
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3.4 阻燃性

3.5 硬度和定伸应力

阻燃性是指胶乳制品离开火源后，火焰能迅速自行熄灭的 特性。 胶种
St含量为23 %～85 % 的中间产品： 与NRL掺用，以改善制品 的透明度与白度
SBRL
纺织物浸渗制品：可选用加氨保存田间胶乳。

聚苯乙烯胶乳： 提高其他胶乳的刚性 或补强性能。
要求稳定性高，橡胶粒子小，对纤维等材料附着力 高，浸润能力强，浓度较低。
丁苯吡胶乳和羧基丁苯胶乳： 帘线浸胶、织物浸胶、 纸张加工、胶乳胶粘剂、 涂料等
浓度为50%硫化胶乳的配方表示
原材料名称 天然胶乳 酪素 KOH 硫黄 促进剂PX 防老剂DOD 氧化锌 大红 软水 合计
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4.3 胶乳生产配方的计算方法
1）计算湿比配方：yi=干比/湿料浓度=mi/Ci 2）计算总湿比：B=总干比/待配制胶乳浓度=∑mi/C 3）计算湿比配方中软水的用量： y软水=总湿比—∑yi = B—∑yi 4）计算扩大系数： a=待配制胶乳重量（kg）/总湿比=W/B 5）计算生产配方：Xi=yi×a
浸渍制品：采用离心法浓缩胶乳最多，膏化法次之。


要求干胶含量较高，粘度低，非橡胶组分含量少(一般不超过1.8 %)，机械稳定度较高(不应低于400 s)，氨含量适宜，颜色洁白。

压出制品：一般选用纯度较高的离心浓缩胶乳。

要求非橡胶物质含量少，胶凝温度高，但胶凝时间要短，挥发脂 肪酸值低(一般应在0.05以下)，粘度低，颜色洁白。
主要内容

第一节 胶乳制品的配方设计 第二节 胶乳的配合 第三节 胶乳的预硫化 第四节 胶乳的胶凝及成膜 第五节 胶乳制品的干燥和硫化
第三章 胶乳制品 基本工艺

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一、配方设计的原则和方法

第一节 胶乳制品的 配方设计
胶乳制品配方设计时应考虑的工艺特点（与干胶 相比）：
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3.2 耐寒性能

3.3 耐油性能
橡胶在油类物质中的溶胀或溶解，取决于橡胶 和油类物质的化学性质。

硫化胶的耐寒性主要取决于高聚物的两个基本特性：玻璃化 转变和结晶。一般主链上含有双键及醚键结构的胶乳如天然胶乳、顺
丁胶乳、丁苯胶乳、丁基胶乳等耐寒性能较好。

非结晶性胶乳，如极性的丁腈胶乳，可设法降低其玻璃化温 度。
解：已知预配制胶乳重量W=100kg，浓度C=50% （1）湿比配方计算见表中所示；
生产配方/kg ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑾ ⑿ 100
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干比/份 100 2.5 1.0 1.2 1.5 2.5 1.2 2.0 0.8 / 110.9
湿料浓度/% 62 50 40 50 50 40 15 50 13 / /
球磨机主要由一个传动机架和球磨罐组成。球磨罐罐体一 般以瓷质为多，罐内装大小不同的的钢球、瓷球、天然鹅卵 石或后两者并用。
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1.1.2 球磨机的工作原理

1.1.3 球磨机的特点及应用

当球磨机转动时使球磨罐在机架上滚动，带动罐内瓷球和 分散体配料滚动、碰撞和摩擦，从而磨细内装的物料。球 磨机的研磨效率受到球磨罐的旋转速度、瓷球大小及比 例、装料量和瓷球所占体积之比等因素的影响。
湿料浓度，% 60 10 25 40 40 40 50 30
干基配比 100.00 0.30 0.20 1.00 1.00 0.50 0.50 0.20
湿基配比 166.67 3.00 0.80 2.50 2.50 1.25 1.00 0.67 29.01
实用配比，kg 803.49 14.46 3.86 12.05 12.05 6.03 4.82 3.23 140.01 1000.0
制品的耐热性能优劣主要取决于胶种的耐热性能及橡胶的交 联结构。


胶种：选择聚合物化学稳定性良好或化学键能高的胶乳，如丁基胶 乳、丁腈胶乳、氯丁胶乳等。 交联结构：硫原子数少的硫交联键、 C-C和C-O-C交联键，具有良好 的热稳定性，故可采用高促低硫硫化体系或无硫硫化体系、有机过氧 化物、树脂硫化体系以及辐射硫化胶乳，其制品具有优良的耐热性。

实际配合试验
性能符合要求，配合设计成功；否则，重新进行优化
设计。
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主要内容

一、配合剂加工设备及工作原理 二、配合剂的加工方法 三、原料胶乳的处理 四、配合胶乳的制备方法
按配合剂在水中的溶解状态可将胶乳配合剂分为 以下三类：
水溶性配合剂：KOH、NaOH、酪素等， 配成10%～20wenku.baidu.com溶液使用。
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2.2 合成胶乳的选择
海绵制品：低氨浓缩胶乳较适宜。

2.2.1 丁苯胶乳
要求胶乳浓度高，氨含量低(一般不超过0.25 %)，泡 沫稳定性好，定型和胶凝时间的间隔适中，游离钙、 镁含量不能超过0.009 %。
聚丁二烯胶乳： 合成ABS 补强树脂 浸渍材料
2.2.3 丁腈胶乳


用于耐油、耐磨和对极性材料有高粘结力的制品，如用于无纺布、 造纸、表面涂覆、胶粘剂和浸渍制品。 用于皮革、造纸的丁腈胶乳可选择耐油的中固丁腈胶乳；用于浸渍 制品生产的，可选择羧基丁腈胶乳和羧酸酯丁腈胶乳。
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防护体系：改善耐热性还应选用高效的耐热防老剂。

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的用量，均可提高交联密度，从而增大制品的硬度和定 伸应力。
在某些情况下，加入适当的填充剂，可以明显地提高制

品的硬度和定伸应力，但伸长率会相应降低。

少用软化剂和增塑剂。
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四、胶乳制品的配方
4.1 胶乳制品配方的内容


4.2 胶乳制品配方的表示方法
同一胶乳制品配方可用三种形式来表示：

配方的名称、代号、用途； 胶乳及各种配合剂的名称、浓度及用量； 胶料制备条件(含加料顺序、硫化条件等)； 胶料的检验项目及技术指标。
1） 干基（比）配方
以胶乳中干胶质量100（phr）作基准，其他配合剂均以干质量份数 表示的配方。
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湿比（yi） 161.3 5.0 2.5 2.4 3.0 6.25 8.0 4.0 6.15 ① ②
（2）总湿比：B=∑mi/C=110.9/50%=221.8 （3）软水湿比：
y软水= B-∑yi =221.8-161.3+5.0+2.5+2.4+3.0+6.25+8.0+4.0+6.15） =221.8—198.6 =23.2
稳定体系的选择在胶乳配方设计中占有非常重要的地位。


胶乳的工艺特性主要表现在胶乳的胶体稳定性。胶乳在配合、成型 过程中，必须保持自己必要的机械、化学稳定性，才能适应各种工 艺处理的需要和满足最终产品匀质的要求。

选择胶乳制品的补强体系时，不能直接借鉴干胶的经验。

胶乳配合时因未经较强烈的机械处理，干胶配合常用的炭黑之类的 补强剂对胶乳不仅没有补强作用，往往还会降低其强伸性能。
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1.2 胶体磨
特点
研磨效率较低，要制备大量分散体时，需要的球磨机
数量较多，但设备投资少，易于管理，球磨机仍是制 备分散体应用较广的设备。

应用
所得分散体的粒径细、杂质少，适合于薄膜制品的使
用。
球磨机主要用于研磨细粉状配合剂及颜料。 球磨机类型较多，而胶乳工业应用的多为小球磨机。
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从配方设计考虑，硫化胶的硬度和模量主要取决 于硫化胶的交联密度、所含的填充剂和增塑剂。
选用成膜性能和凝胶性能好的天然胶乳和氯丁胶乳等。 在配方中加入较多的硫化剂和促进剂，适当增大氧化锌

含有氯原子的氯丁胶乳是阻燃制品较好的胶种。

配合

加入含磷、溴、氯、氮元素的化合物或有阻燃作用的增塑剂如氯 化石蜡、磷酸三甲苯酯等均能提高制品的阻燃性。 另外，也可加入受热时放出结晶水的物质（氢氧化铝），使热量 尽快散发，同样也可起阻燃作用。
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三、配方设计与制品性能
2.2.2 氯丁胶乳

3.1 耐热性能

要求耐油、耐溶剂、耐臭氧、耐日光、耐氧化、耐屈挠龟裂及耐 酸、耐碱等特殊性能的浸渍制品。 在纤维及织物的粘合、涂覆、胶粘剂、纸张处理、密封胶、胶乳海 绵以及改性沥青、混凝土添加剂等多方面的应用。
（4）扩大系数：a=W/B=100kg/221.8份=0.45kg/份 （5）生产配方：Xi=yi×a XNRL=161.3×0.45=72.7kg XPX =2.5×0.45=1.13kg XDBH=3.0×0.45=1.35kg X油酸钾=8.0×0.45=3.60kg XNH4Cl=6.15×0.45=2.77kg
胶乳配合剂 不溶于水的固体配合剂：S、防老剂、ZnO、颜料等
制成40% ～50%分散体使用。 不溶于水的液体配合剂：机油、酯类增塑剂、蜡等 制成20%乳浊液使用。
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一、 配合剂加工设备及工作原理
制备分散体及乳化液的常用设备有：
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配方设计的基本原则

二、胶乳品种的选择
2.1 天然胶乳的选取

首先根据胶乳制品的性能与特点以及使用条件选 择胶乳品种； 其次是按照干胶配合的一般原则，结合胶乳特性 选择所需物理机械性能的配合剂； 最后按照工艺性能的具体要求，选定胶乳专用配 合剂。
根据制品性能、成型工艺选取
球磨机：研磨细粉状配合剂及颜料，制备分散体 砂子磨：研磨细粉状配合剂及颜料，制备分散体 胶体磨：用于粉状或油状配合剂的加工，制备分散 体、乳化液 超声波乳化器：用于油状配合剂的乳化，制备乳化液 高压匀浆泵：用于粉状或油状配合剂的加工，制备乳 化液、分散体
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1.1 球磨机
1.1.1 球磨机的结构
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XS =5.0×0.45=2.25kg X264=2.4×0.45=1.08kg XZnO=6.25×0.45=2.81kg XNa2SiF6=4.0×0.45=1.80kg X软水=23.2×0.45=10.44kg
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4.4 配方的性能检验

小配合性能检验，检验项目根据产品类型和实际 要求而定。以上面所举的硫化胶乳为例：
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103.70
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207.40
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例题：配制100kg、浓度为50%的海绵配合胶乳，干比及湿料 浓度如表所示。计算软水湿比及生产配方。
原料名称 NRL S PX 264 DBH ZnO 油酸钾 Na2SiF6 NH4Cl 软水 合计
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2） 湿基（比）配方

以胶乳和各种配合剂湿料的相对质量表示的配方。 湿基配比量=干基配比量/湿料浓度。
3） 生产配方

以配合胶乳总质量和总固体含量为基准，求出每次实际需要的胶乳 及各种配合剂的湿重和用水量表示的配方。
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胶乳种类
极性胶乳如丁腈胶乳、聚硫胶乳、环氧化天然胶乳等对
主要措施有加入大量增塑剂；降低交联密度；不用补强剂及填充剂 等。
油类有良好的化学稳定性，一般都有良好的耐油性能。

配方设计
注意选用不被油类抽提出的增塑剂和防老剂； 提高交联键密度； 适当增加填充剂和防老剂用量。

结晶性的胶乳，如氯丁胶乳，则着重降低其结晶作用。
工艺性能方面检测的项目和控制指标：

总固体含量49 %～51 %；粘度15 mPa·s～22 mPa·s；总碱 度0.5 %～0.65 %；热稳120 s以上；氯仿值二中～二末。
第二节 原材料的 加工与配合
干胶膜的物理机械性能项目及控制指标：

拉伸强度19.6 MPa以上；拉断伸长率750 %以上。