实验一__橡胶配合与开炼机混炼工艺
ACM橡胶简单介绍
丙烯酸酯橡胶简介以丙烯酸酯为主要单体经共聚而成的一种合成橡胶，具有耐高温、耐油、抗臭氧和耐紫外线辐照等特殊性能，是一种耐热、耐油的特种橡胶。
主要用作汽车和机车的各种耐热耐油密封圈、衬垫和油封。
丙烯酸酯橡胶发展历史1912年，德国人O.勒姆首次研究了聚丙烯酸酯的硫化。
1944年，美国的C.H.费希尔等开发了丙烯酸乙酯与2-氯乙基乙烯基醚共聚橡胶。
1948年，GOODREACH公司将该产品工业化。
1952年，美国单体公司开始生产丙烯酸丁酯与丙烯腈共聚的丙烯酸酯橡胶。
1955年，日本东亚合成化学也生产了丙烯酸丁酯－丙烯腈共聚橡胶。
1975年美国杜邦公司开发成功丙烯酸酯与α-烯烃共聚的橡胶，其典型代表是丙烯酸乙酯-乙烯无规共聚物和其后的丙烯酸乙酯-乙烯交替共聚橡胶。
这就是AEM橡胶。
丙烯酸酯橡胶的合成路线一类是乳液聚合，其主要品种有丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚物，丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯－第三单体（如氯代醋酸乙烯酯等）三元共聚物，如高温胶和低温胶等，有良好的耐热、耐油性,但强度低（拉伸强度约10 MPa）、低温性能差（玻璃化温度Tg为-15～-28℃）。
这类高分子聚合物我们称之为聚丙烯酸橡胶－即大家非常熟悉的ACM橡胶。
另一类是溶液聚合。
丙烯酸酯与α－烯烃的溶液聚合橡胶，产品强度高、低温性能好(Tg为－38℃)。
这类烯聚合物的主要代表产品有美国杜邦化学的乙烯－丙烯酸酯橡胶即AEM。
丙烯酸酯橡胶的生产方法乳液法。
采用阴离子型和非离子型混合乳化剂（如十二烷基硫酸钠和烷氧基聚环氧乙烷），在水介质中将丙烯酸酯(包括乙酯和丁酯)或丙烯腈等乳化，并用水溶性引发剂引发聚合。
胶乳经凝聚、洗涤、干燥等工序即得干胶。
生胶的特性粘数[η]为4～6。
溶液法。
以卤代烃（如二氯甲烷）作溶剂，偶氮化合物作引发剂，以路易斯酸作络合剂，在约1MPa下使丙烯酸酯与α－烯烃（如乙烯）进行交替共聚，胶液经凝聚、回收溶剂后，即得交替共聚橡胶。
若采用过氧化物如过氧化三甲基醋酸叔丁酯作引发剂,在约180MPa的高压下使丙烯酸乙酯与乙烯共聚,则所得橡胶为无规共聚物。
混炼硅橡胶的配合技术_一_
将 100 份胶料与 0 5 份2, 5 - 二甲基- 2, 5 - 二叔丁基过氧化己 烷在双辊炼胶 机上混炼均 一, 在 165 10 min 条件下热压硫 化; 然后 在 200 4 h 条件下二次硫化, 制得 2 mm 厚 的试片。测其物理机械性能, 结果见表 1。
技术讲座
, 2006, 20 ( 1) : 42~ 47 SI LICON E M AT ER IAL
混炼硅橡胶的配合技术 ( 一)
黄文润
( 中蓝晨光化工研究院, 成都 610041)
摘要: 介绍了混炼硅橡胶的基本配合过程和硫化体系, 着 重比较了 间歇法和连 续法两种 混炼工艺的 生
产效率及对硅橡胶硫化胶性能的影响, 讨论了 6 种过氧化物硫化剂的特点及适应范围。
采用间歇配制工艺配制混炼硅橡胶多在捏合 机及密炼机中进行。在工业化生产中, 为大批制 取混炼硅橡胶, 常使用装有 2 个混合桨的大型捏 合机, 捏合机的容量达数立方米; 为使原料混合 均一, 需要较长的混炼时间。采用槽内装有 2 个 旋桨、上部装有加压块、能使原料在压缩状态下 混炼的密炼机可在较短时间内制得混合均匀的混 炼硅橡胶[ 1] 。但这种加 压式密炼机的 有效容积 最大仅数百升, 不能满足大批量生产的要求。采 取先在密炼机中混炼、再在捏合机中热处理的方 法, 可高 效、大 批 量生 产 混炼 硅 橡 胶胶 料[ 2] 。 即先将硅橡胶生胶、补强填料白炭黑、结构化控 制剂等在 150 下用密炼机混合均匀, 再在氮气 保护下或减压的捏合机中于 150~ 200 下处理。
橡胶混炼工艺
• • • • 一．开炼机的混炼工艺 （一）开炼机混炼原理 开炼机混炼过程一般包括包辊、吃粉和翻炼三个阶段。 1．包辊
• 1-橡胶不易进入辊缝；2-紧包前辊；3-脱辊成袋囊状；4-呈粘流包辊 • 图1-3 橡胶在开炼机中的几种状态 2．吃粉 • 在胶料包辊，加入配合剂之前，要使辊距上端保留适当的堆积胶，适 量的堆积胶是吃粉的必要条件。 • 3．翻炼 • 周向：混炼最均匀；轴向：不均匀；径向：均匀性最差
• 4．逆混（倒混）炼法
• 先把除硫黄和促进剂以外的所有其它配合 剂全部装入密炼机中，然后再投入生胶进 行混炼。炭 黑合高油量配合胶料的混炼，如BR、 EPDM等。
• 四、密炼机混炼的工艺条件
• （1）装胶容量 • 混炼容量必须适当，通常取密炼室总有效 容积的60~70%。合理的容量或装填系数应 根据生胶种类、配方特点，设备特征与磨 损程度以及上顶栓压力来确定。 • （2）上顶栓压力 • 上顶栓压力控制在0.3~0.6MPa。随着容量 和转速的提高，上顶栓的压力需适当加大， 上顶栓压力提高会加速混炼过程中胶料生 热，并增加功率消耗。
连续混炼
• 连续混炼是指采用连续混炼机进行连续加料、 连续混合、连续排胶的混炼方法。连续混炼过程 与间断式混炼的区别在于功率和温度不发生激烈 的周期性变化，可将剧烈生热区散发的热量用来 预热加料区的生胶和配合剂，从而大大提高设备 的有效利用系数，并保证稳定的混炼条件，获得 性能一致的胶料。因此，连续混炼具有生产效率 高、工序简单、占地面积小、投资节省及脚料质 量好等一系列优点。但连续混炼技术高、难度大， 必须与可靠的配合剂连续称量系统相配套；并且， 由于重新调整设备手续复杂，故只适用于配方组 分较少、填充量较少的单一胶料的大规模生产。
• 混炼胶体系的比容为生胶、配合剂和空隙
橡胶实验指导书
高分子材料与工程橡胶综合实验（指导书）北方民族大学材料科学与工程学院高分子材料与工程专业二O一一年八月十日目录实验一、橡胶的塑炼 (2)实验二、橡胶的混炼 (6)实验一橡胶的塑炼本实验属于综合性实验。
一、实验目的掌握天然橡胶塑炼加工全过程，并了解塑炼的主要机械设备，如开炼机的基本结构，掌握该设备的操作方法。
二、实验原理橡胶加工工艺对生胶可塑度有一定的要求。
不同种类的生胶其原始可塑度不同，不同用途的混炼胶要求其塑炼胶的可塑度也不同。
橡胶可塑性与胶料性能有密切关系。
总之，塑炼的目的就是要满足混炼胶工艺性能和制品性能对生胶可塑度的要求。
尽管近年来大多数合成橡胶和某些天然胶在制造过程中控制了生胶的初始可塑度，塑炼任务已大为减轻，但是，严格来说经过充分塑炼的橡胶是一种改性橡胶，在混炼时能与活性填充剂和硫化促进剂发生化学反应，对硫化速度和结合凝胶生产量产生一定影响。
生胶经过塑炼后质地均一，对硫化胶力学性能也有所改善。
因此，塑炼仍是橡胶加工中一项具有重要意义的工艺。
其基本原理如下：1.塑炼中断链理论橡胶可塑度与其分子量有密切关系。
分子量越小，粘度越低，而可塑度越大。
实践证明，在塑炼中生胶可塑度的提高是通过平均分子量的降低来获得的。
可以说塑炼实质上就是使橡胶分子链断裂，大分子长度变短的过程。
影响橡胶分子链断裂的因素有：机械作用、氧的作用、塑解剂的作用、温度的影响。
2. 低温与高温机理生胶在塑炼时的分子链断裂，是一种复杂的物理-化学反应。
机械力、氧、电、热和化学增塑剂等因素的作用都与此有关，其中起主要作用的是氧和机械力，而且两者相辅相成。
根据温度对塑炼全过程影响，可将塑炼归纳为低温塑炼和高温塑炼两种，前者以机械力作用为主，属机械-化学反应，氧起稳定游离基的作用；后者以自动氧化作用为主，属热-氧化反应，机械作用是增加橡胶与氧的接触。
3. 塑炼中的凝胶化反应在塑炼过程中，机械作用使橡胶大分子链断裂，生产游离基团，与氧和其他低分子物质相互结合后生胶粘度下降产生塑炼效果。
硅橡胶混炼工艺
硅橡胶混炼工艺硅橡胶混炼工艺：1．开炼机混炼双辊开炼机辊筒速比为1.2～1.4:为宜，快辊在后，较高的速比导致较快的混炼，低速比则可使胶片光滑。
辊筒必须通有冷却水，混炼温度宜在40℃以下，以防止焦烧或硫化剂的挥发损失。
混炼时开始辊距较小（1～5mm），然后逐步放大。
加料和操作顺序：生胶（包辊）—→补强填充剂—→结构控制剂—→耐热助剂—→着色剂等—→薄通5次—→下料，烘箱热处理—→返炼—→硫化剂—→薄通—→停放过夜—→返炼—→出片。
胶料也可不经烘箱热处理，在加入耐热助剂后，加入硫化剂再薄通，停放过夜返炼，然后再停放数天返炼出片使用。
混炼时间为20～40分钟（开炼机规格为φ250mm×620mm）。
如单用沉淀白炭黑或弱补强性填充剂（二氧化钛、氧化锌等）时，胶料中可不必加入结构控制剂。
应缓慢加入填料，以防止填料和生胶所形成的球状体浮在堆积胶的顶上导致分散不均。
如果要加入大量的填料，最好是分两次或三次加入，并在其间划刀，保证良好的分散。
发现橡胶有颗粒化的趋势，可收紧辊距以改进混炼。
落到接料盘上的胶粒应当用刷子清扫并收集起来，立即返回炼胶机的辊筒上，否则所炼胶料中含有胶疙瘩而导致产品外观不良。
增量性填料应当在补强性填料加完之后加入，可采用较宽的辊距。
装胶容量（混炼胶）：φ160mm×320mm 炼胶机为1～2 kg；φ250mm×620mm炼胶机为3～5kg。
硅橡胶在加入炼胶机时包慢辊（前辊），混炼时则很快包快辊（后辊），炼胶时必须能两面操作。
由于硅橡胶胶料比较软，混炼时可用普通赋子刀操作，薄通时不能象普通橡胶那样拉下薄片，而采用钢、尼龙或耐磨塑料刮刀刮下。
为便于清理和防止润滑油漏入胶内，应采用活动挡板。
气相白炭黑易飞扬，对人体有害，应采取相应的劳动保护措施。
如在混炼时直接使用粉状过氧化物，必须采取防爆措施，最好使用膏状过氧化物。
如在胶料中混有杂质、硬块等，可将混炼胶再通过滤胶机过滤，过滤时，一般采用80～140目筛网采用开炼机混炼，它包括：1）包辊：生胶包于前辊；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。
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。
⑤开炼 - 高分子,聚合物成型加工实验报告
聚合物加工实验报告实验五天然橡胶开炼机混炼姓名：张涵学号：1514171034 班级：2班年级：2015级专业：高分子材料与工程实验时间：2018年5月31日目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)(一)胶料的混炼 (3)(二)橡胶配合剂 (4)(三)开炼机混炼的工艺方法 (4)(四)开炼机混炼的工艺条件 (5)三、主要设备及原料 (6)四、注意事项 (9)五、实验步骤、现象及分析 (9)(一)实验准备工作 (9)(二)实验步骤 (9)六、实验结果及分析 (12)七、思考题 (13)2一、实验目的（1）掌握橡胶制品配方设计的基本知识，熟悉开炼机进行橡胶混炼工艺；（2）了解开炼机基本结构及操作方法；（3）掌握橡胶物理机械性能测试试样制备工艺及性能测试方法。
二、实验原理(一)胶料的混炼混炼就是将各种配合剂与塑炼胶在机械作用下混合均匀，制成混炼胶的过程。
混炼过程的关键是使各种配合剂能完全均匀地分散在橡胶中，保证胶料的组成和各种性能均匀一。
对混炼胶的质量要求主要有两个方面：一是胶料能保证制品具有良好的物理机械性能；二是胶料本身要具有良好的工艺加工性能。
为了获得配合剂在生胶中的均勿混合分散，必须借助炼胶机的强烈机械作用进行混炼。
混炼胶的质量控制对保持橡胶半成品和成品性能有着重要意义。
混炼胶组分比较复杂，不同性质的组分对混炼过程、分散程度以及混炼胶的结构响很大的影响。
本实验混炼是在开炼机上进行的。
当胶料加到辊筒上时，由于两个辊筒以不同的线速度相对回转，胶料在被辊筒挤压的同时，在摩擦力和粘附力的作用下，被拉入辊隙中。
形成楔形断面的胶条。
在辊隙中由于速度梯度和辊筒温度的作用致使胶料受到强烈的碾压、撕裂，同时伴随着橡胶分子链的氧化断裂作用。
从辊隙中排出的胶片，由于两个辊筒表面速度和温度的差异而包覆在一个辊筒上，又重新返回两滚筒间，这样多次反复，完成炼胶作业。
为了取得具有一定的可塑度且性能均匀的混炼胶，除了控制辊距的大小、适宜的辊温小于90℃之外，必须按一定的加料混合程序操作。
实验一__橡胶配合与开炼机混炼工艺设计
实验橡胶配合与开炼机混炼工艺一、实验目的橡胶配合与混炼工艺实验主要内容是根据实验配方，准确称量生胶、各种配合剂的用量，将配合剂与生胶混合均匀并达到一定分散度，制备符合性能要求的混炼胶。
该实验的目的是熟悉并掌握橡胶配合方法，熟练掌握开炼机混炼的操作方法、加料顺序，了解开炼机混炼的工艺条件及影响因素。
二、实验设备及工作原理ф160×320mm双辊筒开炼机，主要由机座、温控系统、前后辊筒、紧急刹车装置、挡胶板、调节辊距大小的手轮、电机等部件组成。
开炼机的结构图如图1所示。
图1-1 开炼机结构示意图图1-2ф160×320mm双辊筒开炼机开炼机混炼的工作原理是利用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一定分散度的混炼胶。
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；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；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；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：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（出片）方向、配方编号)待用。
橡胶的密炼及开炼.
4. 吃粉过程中每加人一种配合剂后都要捣胶两次。在加入填充剂和补强剂时要让粉料自然地进入胶料中，使之与橡胶均约接触混合，而不必急于捣胶；同时还需逐步调宽辊距，使堆积胶保持在适当则范围内。待粉料全部吃进后，从中央处割刀分往两端，进行捣胶操作促使混炼均匀。
电控系统由电控箱、操作台和各种电器仪表组成，是整个机台的操作中心。
（2）台秤、游标卡尺，炼胶刀
图27-3
实验原料
天然橡胶
四．实验步骤：（图27-4）
图27-4
1. 开车前必须检查混炼室转子间有无杂物，上、下顶栓，仪表、信号装置等的完好，方可准备开车。
2. 开启主机、减速器和主电机等冷却系统的进水阀和排水阀。
本实验选用密炼机对天然橡胶进行机械法塑炼。生胶置于密炼机中，两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。在常温（小于50℃）下反复受到机械力的作用，使分子链断裂，与此同时断裂后的大分子自由基在空气中氧化作用下，发生了一系列力学与化学反应，最终达到降解，生胶从原先高韧高弹性变为柔软可塑性，满足混炼的要求。此外，塑炼的时间、塑炼工艺操作方法及是否加入塑解剂也影响塑炼的效果。在绕转子流动的一周中，物料处处受到剪切和摩擦作用，使胶料的温度急剧上升，粘度降低。由于密炼机混炼时胶料受到的剪切作用比开炼机大得多，炼胶温度高，使得密炼机炼胶的效率大大高于开炼机。
压料装置部分由上顶栓及气缸等组成。安装在混炼室上面。
卸料装置部分由安装在混炼室下面的下顶栓和下顶栓锁紧机构组成。
传动装置部分由电机、弹性联轴节、减速器和齿形联轴节等组成。
橡胶混炼工艺介绍
塑炼的目的：
生胶塑炼的目的主要是使胶料的 工艺性能得以改善。塑炼后的生胶弹 性减小，可塑性增大；混炼时配合剂 容易在胶料中混合分散均匀，压延挤 出速度快，收缩率小，并改善胶料对 骨架材料的渗透与结合作用；硫化时 容易流动充满模型。随着塑炼程度的 增加，其硫化胶的力学强度、耐磨耗 和耐老化性能降低，永久变形增加， 使硫化胶物理机械性能受到损害。塑 炼程度越大，损害程度也越大。故生 胶的塑炼 程度必须根据胶料的加工 性能要求和硫化胶性能要求综合确定。
二、机械塑炼工艺
2、 开炼机塑炼工艺
(1).包辊塑炼法 胶料通过辊距后包于前辊表面，随辊筒转动重新回到辊筒
上方并再次进入辊距，这样反复通过辊距，受到捏炼，直至 达到可塑度要求为止。
二、机械塑炼工艺
2、 开炼机塑炼工艺
(2).薄通塑炼法 薄通塑炼法的辊距在1mm以下，胶料通过辊距后不包辊，
而直接落盘，等胶料全部通过辊距后，将其扭转90°角推到 辊筒上方再次通过辊距，这样反复捏炼，直至达到要求的可 塑度为止。
一、生胶的增塑方法和机理
（二）、生胶塑炼的增塑机理
4.化学塑解剂 的作用 在生胶机械塑炼过程中，加入某些低分子化学物
质可通过化学作用增加机械塑炼效果，这些物质称为 化学塑解剂。
一、生胶的增塑方法和机理
（二）、生胶塑炼的增塑机理
5.电与臭氧的作用 用开炼机塑炼时因辊筒表面与胶料之间的剧烈摩
擦会产生静电，并在胶料表面积累，到一定程度便产 生静放电，生成臭氧和原子氧，对橡胶的氧化裂解作 用更大。
d.在保证胶料质量的前提下,尽可 能缩短混炼时间,以提高生产效率, 减少能量消耗.
内容简介:
混炼工艺是橡胶制品生产过程的第一步,它 的任务就是将配方中的生胶与各种原材料混合 均匀,制成符合性能要求的混炼胶胶料,包括生胶 的塑炼加工和胶料的混炼加工两个主要过程.塑 炼加工是为混炼加工做准备的.故塑炼和混炼通 称为炼胶工艺.
橡胶的塑炼及混炼
橡胶的塑炼及混炼发布时间：2011年9月8日此新闻已被浏览2976次陈秦阳(西北橡胶塑料研究设计院陕西咸阳712023)前言随着改革开放的不断深入，我国的各行业都得到了迅速的发展，橡胶工业也不例外。
但是有些企业由于缺乏必需的技术人员和熟练的操作工人往往又限制了他们的发展。
因此迅速培养这些企业的技术人员和提高操作工人的生产技能是当务之急。
众所周知，橡胶加工工业是一门专业性很强的技术性工作。
它不但需要技术人员除具有较高的业务水平外，同时还应具备广阔的其他学科领域的知识。
不断地消化吸收国内外橡胶工业的新技术、新工艺和新原材料。
只有这样才能设计出比较经济的、最佳综合平衡性能的配方。
但是，这仅仅是橡胶加工的一半，而另一半则是由操作工人来完成。
如果有好的配方，而没有操作工人来圆满的完成配料、混炼、压出、压延以及硫化等等一系列工序。
那么再好的配方也无法生产出好的产品。
因此，提高操作工人的业务水平是提高产品质量的有力保证。
只有技术人员和操作工人的完善结合，才能使我国的橡胶加工工业上升到一个新的水平。
作者通过十几年的工作实践经验，着重讨论利用开炼机对橡胶的塑炼、混炼等方面的问题。
一、橡胶的塑炼对于橡胶制品来说，要求生胶具有一定的可塑度。
例如，对于模压工业制品的橡胶要求生胶可塑度在0.25～0.35左右。
对于压延、压出、海绵胶、胶浆等胶料的可塑度要求在0.4～0.6左右。
如果升胶达不到所需的可塑度，会给混炼带来很大的困难，同时无法保证制品的质量。
因此，对于门尼粘度较高的生胶必须进行塑炼，并获得所需的可塑度，保证其后各项工序的顺利进行。
可塑度过高或过低会对橡胶加工和制品有何不良影响呢？如果生胶混炼不足，可塑度达不到要求，则混炼困难，会发生脱辊等现象；另外胶料的收缩率增大。
生胶过度塑炼则混炼胶的硬度、拉伸强度下降，则耐介质耐老化性能下降。
所以，按照不同的制品要求，来搞好生胶的塑炼，是非常重要的。
并非每种生胶都要进行塑炼。
混炼实验
橡胶混炼实验一、实验目的：⑴掌握橡胶制品配方设计的基本知识，熟悉橡胶混炼工艺。
⑵了解橡胶混炼加工的主要机械设备，如开炼机等基本结构，掌握这些设备的操作方法。
二、实验原理：混炼就是将各种配合剂与塑炼胶在机械作用下混合均匀，制成混炼胶的过程。
混炼过程的关键是使各种配合剂能完全均匀地分散在橡胶中，保证胶料的组成和各种性能均匀一致。
为了获得配合剂在生胶中的均匀混合分散，必须借助炼胶机的强烈机械作用进行混炼。
混炼胶的质量控制对保持橡胶半成品和成品性能有着重要意义。
混炼胶组分比较复杂，不同性质的组分对混炼过程、分散程度以及混炼胶的结构有很大影响。
本实验混炼也是在开炼机上进行的。
为了获得具有一定可塑性且性能均匀的混炼胶，除了控制辊距的大小、适宜的辊温之外，必须按一定的加料混合程序操作。
一般的原则是：量少难分散的配合剂首先加到塑炼胶中，让其有较长的时间分散；量多易分散的配合剂后加；硫化剂应最后加，因为一旦加入硫化剂，便可能发生硫化反应，过长的混炼时间将会使胶料焦烧，不利于其后的成型和硫化工序。
三、仪器设备与原料1. 仪器设备（1）XK－160A型双辊筒开放式炼胶机。
用于生胶塑炼和胶料混炼。
（2）台秤、盘架天平、弓形表面温度计、测厚仪、游标卡尺、炼胶刀等。
2. 原料（配方）下列是指导性实验配方，学生可自行设计配方。
四、实验步骤1. 配料按设计的配方准备原材料，用台秤和盘架天平准确称量并复核备用。
2. 胶料混炼（1）控制辊筒温度在45℃℃以下，后辊较前辊略低些。
（2）包辊。
塑炼胶置于辊筒间，调整辊距使塑炼胶既包辊又能在辊缝上部有适当的堆积胶。
经2~3min的辊压、翻炼后，使之均匀连续地包裹在前辊上，形成光滑无隙的包辊胶层。
取下胶层，放宽辊距至1.5mm左右，再把胶层投入辊缝使其包于后辊，然后准备加入配合剂。
（3）吃粉。
不同配合剂要按如下顺序分别加入：补强剂和填充剂→结构控制剂→色料→硫化剂。
吃粉过程中每加入一种配合剂都要捣胶两次。
橡胶的混炼及混炼工艺
橡胶的混炼及混炼工艺混炼就是将各种配合剂借助炼胶机机械力的作用均匀分散于橡胶中的工艺过程。
混炼过程就是将各种配合剂均匀地分散在橡胶中，以形成一个以橡胶为介质或者以橡胶与某些能和它相容的配合组分（配合剂、其它聚合物）的混合物为介质，以与橡胶不相容的配合剂（如粉体填料、氧化锌、颜料等）为分散相的多相胶体分散体系的过程。
对混炼工艺的具体技术要求是：配合剂分散均匀，使配合剂特别是炭黑等补强性配合剂达到最好的分散度，以保证胶料性能一致。
混炼后得到的胶料称为“混炼胶”，其质量对进一步加工和制品质量有重要影响。
混炼常用的设备是开炼机和密炼机。
①开炼机混炼开炼机混炼的必要条件是根据各种橡胶的粘弹性、松弛时间和转变温度等基本性质，选择合适的辊温（下表），使之处于包辊状态，以便进行混炼。
表1各种橡胶开炼机混炼的适用温度加料顺序是提高开炼机混炼质量的一个重要因素。
加料顺序不当会导致分散不均匀，脱辊、过炼，甚至发生早期硫化（焦烧）等质量问题。
原则上应根据配方中配合剂的特性和用量来决定加料顺序，宜先加量少、难分散者。
后加量大，易分散者；硫黄或者活性大、临界温度低的促进剂（如超速促进剂）则在最后加入，以防止出现早期硫化（焦烧）。
液体软化剂一般在补强填充剂等粉剂混完后再加入，以防止粉剂结团、胶料打滑、胶料变软致使剪切力小而不易分散。
橡胶包辊后，按下列一般的顺序加料：橡胶、再生胶、各种母炼胶→固体软化剂（如较难分散的松香、硬脂酸、固体古马隆树脂等）→小料（促进剂、活性剂、防老剂）→补强填充剂→液体软化剂→硫黄→超促进剂→薄通→倒胶下片。
对于某些特殊胶料（如硬质胶、海绵胶等），则需采取与上述一般加料顺序不同的混炼方法。
除了辊温和加料顺序影响开炼机混炼质量之外，在操作上尚需注意：填胶容量不宜过多，否则不易混炼均匀，一般合成胶容量应比天然橡胶小一些。
在保证混炼质量的前提下，混炼时间应尽量缩短，以防止胶料因过炼而导致物理机械性能下降和影响生产效率。
丁腈橡胶混炼实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解丁腈橡胶的混炼特性。
2. 掌握丁腈橡胶混炼的基本工艺流程。
3. 熟悉混炼过程中配合剂的添加顺序及用量。
4. 分析混炼胶的性能，评估混炼效果。
二、实验原理丁腈橡胶（NBR）是一种具有优异耐油、耐热、耐候性能的非极性合成橡胶。
在混炼过程中，配合剂的添加顺序、用量及混炼工艺条件对混炼胶的性能具有重要影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 丁腈橡胶（ACN含量29%）- 炭黑- 软化剂- 促进剂- 抗臭氧剂- 硫磺- 润滑剂2. 实验仪器：- 密炼机- 开炼机- 精密天平- 门尼粘度计- 硫化仪四、实验步骤1. 准备配合剂：将炭黑、软化剂、促进剂、抗臭氧剂、硫磺、润滑剂等配合剂称量，并混合均匀。
2. 混炼：（1）密炼机混炼：将丁腈橡胶和配合剂一起加入密炼机中，设定合适的混炼温度和时间，进行混炼。
（2）开炼机混炼：将密炼机中混炼好的胶料取出，放入开炼机中进行开炼，调整辊温，使胶料达到均匀分散。
3. 检测性能：- 门尼粘度：使用门尼粘度计测定混炼胶的门尼粘度。
- 硫化特性：使用硫化仪测定混炼胶的硫化特性，包括焦烧时间、正硫化时间、拉伸强度、压缩永久变形等。
五、实验结果与分析1. 混炼胶门尼粘度：实验结果显示，混炼胶的门尼粘度为90-120，符合预期。
2. 硫化特性：- 焦烧时间：混炼胶的焦烧时间较短，有利于防止胶料在硫化过程中发生焦烧现象。
- 正硫化时间：混炼胶的正硫化时间适中，有利于保证制品的物理机械性能。
- 拉伸强度：混炼胶的拉伸强度较高，可达20MPa以上。
- 压缩永久变形：混炼胶的压缩永久变形较小，有利于保证制品的尺寸稳定性。
3. 分析：- 配合剂添加顺序：实验表明，炭黑、软化剂、促进剂、抗臭氧剂、硫磺、润滑剂等配合剂的添加顺序对混炼胶的性能有较大影响。
在混炼过程中，应先添加炭黑，然后依次添加软化剂、促进剂、抗臭氧剂、硫磺、润滑剂，以保证配合剂的均匀分散。
- 混炼工艺条件：实验表明，混炼温度、混炼时间、辊温等工艺条件对混炼胶的性能有较大影响。
橡胶硫化配方实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本研究旨在通过实验，探索不同硫化配方对橡胶材料性能的影响，以优化橡胶硫化工艺，提高橡胶制品的质量和性能。
二、实验材料与设备1. 实验材料：- 天然橡胶（NR）- 硫磺（S）- 促进剂（如促进剂M、促进剂D）- 防老剂（如防老剂D、防老剂A）- 炭黑（N774）- 氧化锌（ZnO）- 硬脂酸（Stearic Acid）- 石粉- 松焦油- 氯磺化聚乙烯（CSM）- 过氧化物（如偶氮二异丁腈）2. 实验设备：- 开炼机- 密封式硫化机- 拉伸试验机- 压缩试验机- 硫化特性仪三、实验方法1. 配方设计：根据实验目的，设计不同的硫化配方，主要包括以下因素：- 硫磺用量- 促进剂用量- 防老剂用量- 炭黑用量- 其他添加剂用量2. 混炼：将橡胶、硫磺、促进剂、防老剂、炭黑等材料按照配方比例放入开炼机中，进行混炼至均匀。
3. 硫化：将混炼好的胶料放入密封式硫化机中，按照设定的温度和时间进行硫化。
4. 性能测试：对硫化后的橡胶样品进行性能测试，包括拉伸强度、撕裂强度、压缩变形、耐老化性能等。
四、实验结果与分析1. 硫磺用量对性能的影响：随着硫磺用量的增加，橡胶的拉伸强度和撕裂强度逐渐提高，但超过一定量后，性能开始下降。
这是因为硫磺用量过多会导致橡胶交联度过高，材料变硬，弹性下降。
2. 促进剂用量对性能的影响：促进剂用量的增加可以提高橡胶的硫化速度，但同时也会导致硫化胶的力学性能下降。
因此，需要选择合适的促进剂用量，以平衡硫化速度和力学性能。
3. 防老剂用量对性能的影响：防老剂用量的增加可以提高橡胶的耐老化性能，但过量的防老剂会导致硫化速度降低。
因此，需要根据实际需求选择合适的防老剂用量。
4. 炭黑用量对性能的影响：炭黑用量的增加可以提高橡胶的拉伸强度、撕裂强度和耐老化性能，但过量的炭黑会导致硫化速度降低，且会影响橡胶的加工性能。
5. 其他添加剂对性能的影响：其他添加剂如氧化锌、硬脂酸等，对橡胶的力学性能和加工性能也有一定的影响。
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实验橡胶配合与开炼机混炼工艺
一、实验目的
橡胶配合与混炼工艺实验主要内容是根据实验配方，准确称量生胶、各种配合剂的用量，将配合剂与生胶混合均匀并达到一定分散度，制备符合性能要求的混炼胶。
该实验的目的是熟悉并掌握橡胶配合方法，熟练掌握开炼机混炼的操作方法、加料顺序，了解开炼机混炼的工艺条件及影响因素。
二、实验设备及工作原理
ф160×320mm双辊筒开炼机，主要由机座、温控系统、前后辊筒、紧急刹车装置、挡胶板、调节辊距大小的手轮、电机等部件组成。
开炼机的结构图如图1所示。
图1-1 开炼机结构示意图
图1-2ф160×320mm双辊筒开炼机
开炼机混炼的工作原理是利用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一定分散度的混炼胶。
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；
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；
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；
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：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（出片）方向、配方编号)待用。
9、关机，清洗机台。
四、影响因素
影响开炼机混炼效果的因素主要有胶料的包辊性、装胶容量、辊温、辊距、辊筒的速比、加料顺序、加料方式及混炼时间等。
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。
胶料的包辊性与生胶的性质（如格林强度（格林强度为生胶基本强度）、断裂拉伸比、最大松弛时间等）、辊温和剪切速率有关，格林强度高、断裂拉伸比大、最大松弛时间长的生胶包辊性好，如NR；格林强度低、断裂拉伸比小、最大松弛时间短的生胶包辊性差，如BR。
影响生胶这些性质的因素都会影响生胶的包辊性，如加入补强剂，提高胶料的格林强度，增大松弛时间，会明显改善BR的包辊性；胶料中过多加入液体软化剂，降低格林强度，缩短松弛时间，包辊性变差，甚至脱辊。
辊温在胶料玻璃化转变温度（T g）以下，无法包辊，在粘流温度（T f）以上，胶料粘辊，也不能混炼，只有在T g~ T f之间某一温度范围内，胶料才有良好的包辊性，适于混炼。
如采取减小辊距、增大速比或提高辊筒转速等方法增大剪切速率，可提高胶料的断裂拉伸比、延长最大松弛时间，因而也能改善胶料的包辊性。
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。
因此，开炼机混炼时装胶量要合适。
可根据经验用下列公式计算装胶容量：Q=K•D•L•ρ
Q—装胶量，Kg；
K—装料系数，K取0.0065～0.0085L/cm2；
D—滚筒直径，cm；
L—辊筒工作部分的长度，cm；
ρ—胶料的密度，g/cm3。
当炼胶量较少时，为了保证辊距上方留有适量的堆积胶，可通过调整挡胶板的距离来实现*（目的缩短滚筒工作部分长度）。
3、辊距
胶料通过辊距时受到的剪切变形速率，与辊距、辊筒转速和速比之间的关系为：
γ——机械切变速率，s-1；
f——滚筒的速比，f=V1/V2；
V2——前辊筒表面旋转线速度，m/min；
V1——后辊筒表面旋转线速度，m/min；
e——辊距，mm；
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。
因此开炼机混炼时，辊距要合适。
合适的辊距大小与装胶量有关，如表1-1所示。
天然胶与合成胶并用时，并用比例相等，总胶量可按天然胶来定辊距；合成胶大于天然胶比例时，总胶量可按合成胶定辊距。
表1-1 辊距大小与装胶量的关系
4、速比与辊速
速比和辊速增大，对混炼效果的影响与减小辊距的规律一致，会加快配合剂的分散，但对橡胶分子链剪切也加剧，易过炼，使胶料物性降低，使胶料升温加快，能耗增加。
速比过小，配合剂不易分散，生产效率低。
开炼机混炼的辊筒速比一般在1.15～1.27范围内。
国标建议速比1.40 庆大公司试验用开炼机是1.35。
5、辊温
表1-2 不同胶料开炼机混炼时辊筒温度
随辊温升高，胶料的粘度降低，有利于胶料在固体配合剂表面的湿润，吃粉加快；但配合剂团块在柔软的胶料中受到的剪切作用会减弱，不容易破碎，不利于配合剂的分散，结合橡胶的生成量也会减少。
因此开炼机混炼时辊筒的温度要合适。
由于温度对不同胶料包辊性的影响不同，因此不同胶料混炼时辊温也应不同。
NR包热辊，前辊温度要高于后辊；而大多数合成橡胶包冷辊，前辊温度要低于后辊。
常用的橡胶开炼机混炼时辊温如表1-2所示。
6、加料顺序
混炼时加料顺序不当，轻则影响配合剂分散不均，重则导致焦烧、脱辊或过炼，加料顺序是关系到混炼胶质量的重要因素之一，因此加料必须
有一个合理的顺序。
加料顺序的确定一般遵循用量小、作用大、难分散的配合剂先加，用量多、易分散的配合剂后加，对温度敏感的配合剂后加，硫化剂与促进剂分开加等原则。
因此开炼机混炼时，最先加入生胶、再生胶、母炼胶等包辊，如果配方中有固体软化剂如石蜡，可在胶料包辊后加入，再加入小料如活化剂（氧化锌、硬脂酸）、促进剂、防老剂、防焦剂等，再次加炭黑、填充剂，加完炭黑和填充剂后，再加液体软化剂，如果炭黑和液体软化剂用量均较大时，两者可交替加入，最后加硫化剂。
如果配方中有超速级促进剂，应在后期和硫化剂一起加。
配方中如有白炭黑，因白炭黑表面吸附性很强，粒子之间易形成氢键，难分散，应在小料之前加入，而且要分批加入。
对NBR，由于硫黄与其相容性差，难分散，因此要在小料之前加，将小料中的促进剂放到最后加。
7、加料方式
加料方式不同也会影响吃粉速度和分散效果。
如果配合剂连续加在某一固定位置，其它部位胶料不吃粉，相当于减少了吃粉面积，吃粉时间延长，吃粉慢，配合剂由吃入位置分散到其他地方需要的时间延长，因此也不利于配合剂的分散。
加料时应将配合剂沿辊筒轴线方向均匀撒在堆积胶上，使堆积胶上都覆盖有配合剂，这样会缩短吃粉时间，也有利于配合剂在胶料中的分散，缩短混炼时间，减小对橡胶分子链的剪切破坏。
避免胶料过炼，胶料过炼会导致物性下降。
四、采用标准
GB/T 6038-2006 《橡胶试验胶料配料、混炼和硫化设备及操作程序》
小配合炼胶时，不同人员，会有不同的操作方式，有的喜欢打三角包，有的喜欢打卷，过程虽然不同，但最终是为了保证胶料的分散，保证检测数据的一致性。
我们在实际操作中会发现同样的材料，不同人员，甚至自己本人炼胶的时候也很难保证数据一致性。
困扰的原因很多，不同批次原材料，滚筒温度，外部环境温度，生胶门尼，可以理解成不可能有两车一模一样的胶料。
甚至同一车胶料取3个点测试结果也会不相同。
小开炼机及上炼胶时，由于经验的原因，每个人对胶料分散性都有不同的理解，往往会导致胶料过炼，经常困扰的问题是我们通过划刀（两面三刀），打卷，打三角包。
国标原标准有规定操作步骤但是最新国标GB/T 6038-2006没有规定操作方法，只是规定了材料制备前的要求，混炼时对设备的要求，以及投料说明。
开炼机炼胶时难分散的材料有氧化锌，以及硬质炭黑，树脂，促进剂，色胶等材料。
一般情况下默认上述材料分散均匀后，胶料即算混炼完成。
建议: 1. 取一块124白色胶料800克，色胶10克，在开炼机上按自己安全的操作习惯观察胶料表面颜色的变化情况，颜色一致后基本上可以理解分散均匀了。
2. 实际操作中多注意物性结果比较优异的操作方式。