橡胶的塑炼与混炼
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为保证混炼胶的质量,在开炼机上的混炼均有严 格的规范操作程序和操作条件,不同规格的设备、 不同的胶料、不同的配合剂,其操作程序均有所 不同。其中配合剂的添加次序是影响开炼机混炼 的最重要的因素之一,加料顺序不当有可能造成 配合剂分配不良,使混炼速度减慢并有可能导致 胶料出现焦烧和过烧现象。加料顺序一般为:① 促进剂、防老剂、硬脂酸。这一类小药用量小, 在胶料中所起的作用又很大,所以对其分散的均 匀度要求高,故应先加,此外防老剂先加有利于 防止胶料高温下混练造成的老化。
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a 打三角包:在0.5~1mm辊距下,将包辊胶割开,用 右手捏住割左下角,将胶片翻至右下角,用左手将右上角 翻至左下角,以此反复至胶料全部通过辊筒。 b打卷法:将包辊胶割开,Biblioteka Baidu势向下翻卷成圆筒至胶料全 部通过,然后将卷筒垂直投入辊筒,反复至规定次数。 c走刀法:用割刀在包辊胶上交叉割刀,连续走刀,不割 断胶料,使胶料改变受剪切方向,更新堆积胶。整个翻炼 时间掌握在5min左右,割刀8~10次。
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。(6)下片:将辊距调至约3mm,下片。 (7)将辊筒混炼胶停放冷却16小时以上,备硫化用。 (8)混炼胶的称量:混炼胶在停放冷却前应检查是否符 合混炼要求。生胶和配合剂的损耗量控制在以下范围: 纯胶配方: ≤0.3% 一般胶料: ≤0.6% 碳黑等易飞扬胶料: ≤1.0% 如不符合上述要求,应重新混炼。
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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。
2.原材料:天然橡胶:马来西亚1号烟片胶, 促进剂CZ,防老剂RD,硫磺,软化剂,碳黑, 硬脂酸,ZnO 3.混炼胶实验配方:天然橡胶(塑炼胶) 100份 , 促进剂CZ 3份 防老剂RD 2份 硫磺3份 软化剂(30#机油) 3—5份 碳黑 (HAF) 60份 ZnO 5份 硬脂酸 2份
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(4)吃粉:投加配合剂应按加料顺序进行,每加完一种 配合剂均需捣胶2次。在加填充剂和补强剂时应逐步调宽 辊距,使堆积胶量保持在适宜的范围内。待粉料完全吃完 后,由中央割刀,分经两端,进行捣胶操作,促使胶料均 匀。加料顺序为:天然橡胶塑炼胶→小料(促进剂、防老 剂、硬脂酸)→氧化锌→碳黑→30#机油→硫磺 (5)切割翻炼:各种配合剂加完以后,将辊距调至 0.5~1.0mm,一般用打三角包、打卷和走刀法等翻炼 至符合要求为止。翻炼过程中应取样测定可塑度(门尼黏 度)
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目前生胶塑炼加工中使用最广泛而又行之有效的增塑方法 为机械增塑法,其原理在于利用机械的高剪切力作用使橡 胶大分子链破坏降解而获得可塑性。 本试验中选用开放式炼胶机进行机械法塑炼,橡胶置于开 炼机的两个相向转动的辊筒间隙中,反复受到机械力作用 受力降解,降解后的大分子自由基在空气中氧化,发生一 系列化学反应,最终达到一定的可塑度,满足混炼的要求。 塑炼的程度和效率主要与辊筒的间隙、温度有关,若间隙 越少,温度越低,机械与化学作用越大,塑炼效率越高。 此外。塑炼时间、工艺操作及是否加入化学塑解剂也会影 响塑炼效果。
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四、 实验步骤
1.生胶的塑炼 (1)称取一定量的天然橡胶。 (2)在指导教师和试验工作人员允许后,按 机器操作规程开机试运行,观察机器是否运转 正常。 (3) 检查生胶中是否有金属等异物,若无异 物即可进行塑炼。 (4) 破胶:将辊距调节至1.5mm左右,在靠 近大牙轮一端操作,以防损坏设备。破胶时要 依次连续投料,不宜中断,以防胶块弹出伤人。
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(7) 将辊距调到所要求的下片厚度,切割下 片。 (8) 塑炼胶料停放24小时以上,备混炼用。
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2.胶料的混炼 (1)配料:按混炼胶的实验配方称取所需的配合剂, (2)调节辊筒温度:使前辊筒维持在50~60℃,后辊 较前辊略低些(50~55℃)。 (3)包辊:将塑炼胶投入辊缝,调整辊距使辊缝上部维 持适量堆积胶,经2~3分钟后,塑炼胶均匀连续地包于 前辊,形成光滑无缝隙的包辊胶层,取下胶,放宽辊距至 1.5mm,再把胶投入辊缝使其包前辊,准备加入配合剂。
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三、实验设备和原料
开炼机是常用的强力混合设备之一(图3.1)。 XK-160A型开炼机主要用于加工橡胶,因此 又称之为“双辊炼胶机”,它是由两个不同转 速的向心圆柱形辊筒提供强大的挤压剪切力。
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六、思考题
1. 2. 3. 4.
生橡胶为什么要塑炼、混炼? 混炼过程中为什么要注意加料顺序? 生胶及混炼胶有何不同? 使用XK-160型炼胶机需注意那些问题?
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实验2—橡胶的塑炼与混炼
一、 实验目的
1.了解橡胶塑炼和混炼的基本原理 2.掌握橡胶塑炼和混炼工艺 3.掌握XK-160A开放式炼胶机的 使用方法
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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。 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。
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五、实验注意事项 1. XK-160开炼机操作必须按规程进行,必须 集中精力。 2. 割刀必须在辊筒中心线以下操作。 3. 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。 4. 如遇到危险时应立即触动安全刹车。 5. 留长辫的学生应事先戴帽或结扎短些。
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(5) 薄通:将辊距调至0.5mm,辊温控制在 45℃左右。将破过胶的胶片靠大牙轮的一端加 入辊筒,使之通过辊筒间隙,让胶片直接落入 接料盘中,当辊筒上无堆积胶料时,将盘内胶 片扭转90度,重新投入辊筒间隙内继续薄通到 所规定的时间(10-15分钟)。
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(6) 捣胶:将辊距放宽到1mm,使胶料包辊 后,手握割刀从左(右)方向向右(左)割刀 近右(左)边缘(约4/5,不要割断),再向下 割,使胶料落在接料盘上。到堆积胶块消失时 停止割刀,而后割落的胶随着辊筒上的余胶带 入辊筒左(右)方。然后再从右(左)向左 (右)同样割胶,反复多次。
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混炼是在塑炼基础上的又一个炼胶工序。橡胶的混炼工 艺过程可以通过开炼机来实现。影响混炼效果的因素有: 温度、辊距、装料容量、转速和转比、时间、混炼时的包 辊性、加料顺序和翻炼方法等。这些条件和控制均以手工 操作为主,尤其是翻炼方法,受人为因素影响较大。由于 开炼机只有一个方向的固定剪切力的分布所形成的呆滞层, 还需要采用人工翻炼的方法,不断改变物料的受力位置, 以便在较短的时间内有效地完成混合塑化。因此,混炼胶 的质量(均匀的分散、均匀的分布、一定的可塑度)在很 大程度上取决于操作者的经验和操作技术。熟练掌握这一 操作技术,是得到正确的实验结果的重要保证。
为保证混炼胶的质量,在开炼机上的混炼均有严 格的规范操作程序和操作条件,不同规格的设备、 不同的胶料、不同的配合剂,其操作程序均有所 不同。其中配合剂的添加次序是影响开炼机混炼 的最重要的因素之一,加料顺序不当有可能造成 配合剂分配不良,使混炼速度减慢并有可能导致 胶料出现焦烧和过烧现象。加料顺序一般为:① 促进剂、防老剂、硬脂酸。这一类小药用量小, 在胶料中所起的作用又很大,所以对其分散的均 匀度要求高,故应先加,此外防老剂先加有利于 防止胶料高温下混练造成的老化。
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a 打三角包:在0.5~1mm辊距下,将包辊胶割开,用 右手捏住割左下角,将胶片翻至右下角,用左手将右上角 翻至左下角,以此反复至胶料全部通过辊筒。 b打卷法:将包辊胶割开,Biblioteka Baidu势向下翻卷成圆筒至胶料全 部通过,然后将卷筒垂直投入辊筒,反复至规定次数。 c走刀法:用割刀在包辊胶上交叉割刀,连续走刀,不割 断胶料,使胶料改变受剪切方向,更新堆积胶。整个翻炼 时间掌握在5min左右,割刀8~10次。
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。(6)下片:将辊距调至约3mm,下片。 (7)将辊筒混炼胶停放冷却16小时以上,备硫化用。 (8)混炼胶的称量:混炼胶在停放冷却前应检查是否符 合混炼要求。生胶和配合剂的损耗量控制在以下范围: 纯胶配方: ≤0.3% 一般胶料: ≤0.6% 碳黑等易飞扬胶料: ≤1.0% 如不符合上述要求,应重新混炼。
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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。
2.原材料:天然橡胶:马来西亚1号烟片胶, 促进剂CZ,防老剂RD,硫磺,软化剂,碳黑, 硬脂酸,ZnO 3.混炼胶实验配方:天然橡胶(塑炼胶) 100份 , 促进剂CZ 3份 防老剂RD 2份 硫磺3份 软化剂(30#机油) 3—5份 碳黑 (HAF) 60份 ZnO 5份 硬脂酸 2份
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(4)吃粉:投加配合剂应按加料顺序进行,每加完一种 配合剂均需捣胶2次。在加填充剂和补强剂时应逐步调宽 辊距,使堆积胶量保持在适宜的范围内。待粉料完全吃完 后,由中央割刀,分经两端,进行捣胶操作,促使胶料均 匀。加料顺序为:天然橡胶塑炼胶→小料(促进剂、防老 剂、硬脂酸)→氧化锌→碳黑→30#机油→硫磺 (5)切割翻炼:各种配合剂加完以后,将辊距调至 0.5~1.0mm,一般用打三角包、打卷和走刀法等翻炼 至符合要求为止。翻炼过程中应取样测定可塑度(门尼黏 度)
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目前生胶塑炼加工中使用最广泛而又行之有效的增塑方法 为机械增塑法,其原理在于利用机械的高剪切力作用使橡 胶大分子链破坏降解而获得可塑性。 本试验中选用开放式炼胶机进行机械法塑炼,橡胶置于开 炼机的两个相向转动的辊筒间隙中,反复受到机械力作用 受力降解,降解后的大分子自由基在空气中氧化,发生一 系列化学反应,最终达到一定的可塑度,满足混炼的要求。 塑炼的程度和效率主要与辊筒的间隙、温度有关,若间隙 越少,温度越低,机械与化学作用越大,塑炼效率越高。 此外。塑炼时间、工艺操作及是否加入化学塑解剂也会影 响塑炼效果。
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四、 实验步骤
1.生胶的塑炼 (1)称取一定量的天然橡胶。 (2)在指导教师和试验工作人员允许后,按 机器操作规程开机试运行,观察机器是否运转 正常。 (3) 检查生胶中是否有金属等异物,若无异 物即可进行塑炼。 (4) 破胶:将辊距调节至1.5mm左右,在靠 近大牙轮一端操作,以防损坏设备。破胶时要 依次连续投料,不宜中断,以防胶块弹出伤人。
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(7) 将辊距调到所要求的下片厚度,切割下 片。 (8) 塑炼胶料停放24小时以上,备混炼用。
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2.胶料的混炼 (1)配料:按混炼胶的实验配方称取所需的配合剂, (2)调节辊筒温度:使前辊筒维持在50~60℃,后辊 较前辊略低些(50~55℃)。 (3)包辊:将塑炼胶投入辊缝,调整辊距使辊缝上部维 持适量堆积胶,经2~3分钟后,塑炼胶均匀连续地包于 前辊,形成光滑无缝隙的包辊胶层,取下胶,放宽辊距至 1.5mm,再把胶投入辊缝使其包前辊,准备加入配合剂。
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三、实验设备和原料
开炼机是常用的强力混合设备之一(图3.1)。 XK-160A型开炼机主要用于加工橡胶,因此 又称之为“双辊炼胶机”,它是由两个不同转 速的向心圆柱形辊筒提供强大的挤压剪切力。
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六、思考题
1. 2. 3. 4.
生橡胶为什么要塑炼、混炼? 混炼过程中为什么要注意加料顺序? 生胶及混炼胶有何不同? 使用XK-160型炼胶机需注意那些问题?
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实验2—橡胶的塑炼与混炼
一、 实验目的
1.了解橡胶塑炼和混炼的基本原理 2.掌握橡胶塑炼和混炼工艺 3.掌握XK-160A开放式炼胶机的 使用方法
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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。 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。
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五、实验注意事项 1. XK-160开炼机操作必须按规程进行,必须 集中精力。 2. 割刀必须在辊筒中心线以下操作。 3. 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。 4. 如遇到危险时应立即触动安全刹车。 5. 留长辫的学生应事先戴帽或结扎短些。
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(5) 薄通:将辊距调至0.5mm,辊温控制在 45℃左右。将破过胶的胶片靠大牙轮的一端加 入辊筒,使之通过辊筒间隙,让胶片直接落入 接料盘中,当辊筒上无堆积胶料时,将盘内胶 片扭转90度,重新投入辊筒间隙内继续薄通到 所规定的时间(10-15分钟)。
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(6) 捣胶:将辊距放宽到1mm,使胶料包辊 后,手握割刀从左(右)方向向右(左)割刀 近右(左)边缘(约4/5,不要割断),再向下 割,使胶料落在接料盘上。到堆积胶块消失时 停止割刀,而后割落的胶随着辊筒上的余胶带 入辊筒左(右)方。然后再从右(左)向左 (右)同样割胶,反复多次。
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混炼是在塑炼基础上的又一个炼胶工序。橡胶的混炼工 艺过程可以通过开炼机来实现。影响混炼效果的因素有: 温度、辊距、装料容量、转速和转比、时间、混炼时的包 辊性、加料顺序和翻炼方法等。这些条件和控制均以手工 操作为主,尤其是翻炼方法,受人为因素影响较大。由于 开炼机只有一个方向的固定剪切力的分布所形成的呆滞层, 还需要采用人工翻炼的方法,不断改变物料的受力位置, 以便在较短的时间内有效地完成混合塑化。因此,混炼胶 的质量(均匀的分散、均匀的分布、一定的可塑度)在很 大程度上取决于操作者的经验和操作技术。熟练掌握这一 操作技术,是得到正确的实验结果的重要保证。