第十二章橡胶混炼工艺
第十二章混炼工艺3
顶栓，加压程度视具体情况而定。 传统一段混炼法的混炼程序一般为:橡胶(生胶、塑炼胶、再
生胶等)→固体软化剂（硬脂酸）→促进剂、氧化锌、防老剂→补 强填充剂→液体软化剂→硫黄排胶→压片机加硫黄和超速促进剂 →下片→冷却、停放
（2）分段投胶一段混炼法（又称母胶法）
第四种状态：粘流态包辊 原因：温度太高，可塑度太大
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。利用堆积胶的绉缩 夹带配合剂进入辊距并产生径向混合作用，加快配合剂的混合 吃粉。否则只有周向剪切，无径向混合作用，配合剂不能进入 包辊胶内部。但堆积胶的作用只能达到包辊胶厚度的2／3处。 在胶片贴近辊筒表面一边，还有约1／3的厚度无配合剂进入， 这叫死层或呆滞层。这时胶料的混合状态是周向均匀度较好， 轴向均匀度较差，径向均是将胶料的混炼过程分为几个阶段完成，在两个操作 阶段之间胶料要经过出片、冷却和停放。主要是两段混炼法，亦 有分三段和分四段混炼的。
(1)两段混炼
多数合成胶配方和子午线轮胎的胎面胶胶料因高补强性炭黑用 量较多，胶料硬度较大，混炼生热多，升温快，一段混炼法不能 满足胶料的混炼质量和性能要求，必烦采用分段法，通常用两段 混炼法混炼。 a、传统两段混炼法
一般的加料原则是：
1、用量少、难分散的配合剂先加用量 少而在胶料中所起的作用又很大的配合剂如促进剂、活性剂、防 老剂和防焦剂等应尽可能早加或先加。用量大、易分散的后加； ②在胶料中难以混合分散的配合剂，如氧化锌和固体软化剂，亦 应适当早加，只是因软化剂容易使胶料产生脱辊，最好将其与粉 料预混后再加入。 ③临界温度低，化学活性大，对温度比较敏感的配合剂，如为了 防止焦烧，硫黄和超速促进剂应当在混炼后期降温后加入。
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。
橡胶混炼工艺
橡胶混炼工艺橡胶混炼工艺是将橡胶原材料进行混合、加工、加热而形成橡胶制品的工艺流程。
这个工艺流程是非常重要的，因为混炼质量好坏直接影响到橡胶制品的品质。
整个混炼过程包括预处理、混炼、后处理三个阶段。
首先，预处理阶段是指对原材料进行筛选、除杂、预烘干等处理。
在混炼前，需要对原材料进行预处理，以保证原材料的纯度和含水率的准确性。
这些处理可通过目视检查、磁力选杂、气流筛选、强制排气、萃取及干燥等方法完成。
接下来是混炼阶段，这个阶段是整个混炼工艺的核心。
主要是将各种橡胶原材料混合，加入黏合剂和助剂，经过机械剪切、摩擦加热等多种方式进行混合和加工，使原料彼此吸附、致密，形成相对均匀的混炼胶料，这个过程要求操作者控制热量、压力、混炼时间等参数。
最后是后处理阶段，这个阶段主要是将混炼好的橡胶胶料进行切割、冷却、磨光等处理，以便形成各种不同的橡胶制品。
需要注意的是，橡胶混炼后，要进行质量检验，确保混炼胶料在化学、物理性质等方面均符合要求。
在橡胶混炼过程中，还需要注意以下几点：1.在混合原材料时，应该注意各原料的比例和顺序，避免混入不符合要求的杂质，否则会影响产品的质量。
2.在调整温度和压力时要仔细，避免过度或者不足，导致橡胶材料变形或炭化。
3.在加入助剂时，需注意助剂的种类、用量及添加方式，以充分发挥助剂的作用。
4.对于混炼设备的维护和管理，需加强日常保养，并定期进行检修和维护，以确保设备运行的安全性和稳定性。
总之，橡胶混炼工艺虽然比较复杂，但是只要按照正确的步骤和要求进行，就能够制造出质量好、性能稳定的橡胶制品。
同时，混炼工艺也需要不断地进行改进和创新，以适应市场需求的变化和提高橡胶制品的成本效益。
橡胶混炼胶的加工工艺流程
橡胶混炼胶的加工工艺流程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。
将生胶的长链分子降解，形成可塑性的过程叫做塑炼。
生胶塑炼的方法有机械塑炼和热塑炼两种。
机械塑炼是在不太高的温度下，通过塑炼机的机械挤压和摩擦力的作用，使长链橡胶分子降解变短，由高弹性状态转变为可塑状态。
热塑炼是向生胶中通入灼热的压缩空气，在热和氧的作用下，使长链分子降解变短，从而获得可塑性。
4.混炼为了适应各种不同的使用条件、获得各种不同的性能，也为了提高橡胶制品的性能和降低成本，必须在生胶中加入不同的配合剂。
混炼就是将塑炼后的生胶与配合剂混合、放在炼胶机中，通过机械拌合作用，使配合剂完全、均匀地分散在生胶中的一种过程。
橡胶混炼的工艺研究
目录摘要，关键词 (2)前言 (2)一、原理 (3)二、原材料的选择 (4)三、混炼工艺 (5)（一）开炼机混炼过程 (5)（二）开炼机混炼的工艺的选择 (7)（三）混炼胶的处理 (11)四、结论 (12)五、感谢 (13)六、参考文献 (14)摘要碳黑等配合剂与生胶的混炼过程是配合剂在生胶中均匀分散的过程，由于生胶的粘度很高，要使配合剂渗入生胶中，并在其中均匀混合和分散，必须借助于炼胶机的强烈机械作用进行混炼。
混炼分为吃粉阶段和分散阶段。
将胶料（生胶、塑炼胶、母胶、橡胶代用品中的一种或几种）与橡胶配合剂在炼胶机上混合均匀得到混炼胶或母炼胶的工艺，他们是橡胶制品生产开始的重要工艺。
关键词：混炼开炼机包辊吃粉翻炼橡胶混炼的工艺研究前言橡胶与钢铁、石油、煤炭并称四大工业原料，是关系国计民生的基础产业，也是重要的战略物资。
随着经济和社会的发展，我国橡胶需求量正逐年快速增长。
橡胶研究专家认为，在新的历史条件下，作为资源约束型战略性资源，橡胶仍具有不可替代性。
中国热带农业研究院橡胶研究所原所长、现任党委书记蒋菊生博士说，纵观世界橡胶市场，橡胶生产国出口资源正逐年减少，而世界各国对于橡胶的总体需求量将稳步上升。
我国继2001年成为橡胶第一消费和进口大国后，对橡胶的依赖程度不断加大。
为了提高橡胶制品的使用性能，改算加工工艺性能，节约生胶及降低成本，就必须在生胶中加入各种配合剂。
混炼对胶料的下一步加工和制品的质量起着决定性的作用，混炼不好，胶料会出现配合几剂分散不均，胶料可塑度过低或过高，焦烧，喷霜等相象。
使压延，挤出，滤胶，硫化等工序不能正常的进行，且导致成本性能下降，所以混炼是橡胶制品生产工艺的重要过程之一。
对混炼胶的质量要求：一是能保证成品具有良好的物理机械性能，二是应具有良好的加工工艺性能。
因此，对混炼工艺的要求是：1；各种配合剂要均匀地分散于生胶中，避免结团现象，保证胶料性能均匀一致；2使配合剂（特别是炭黑）与生胶产生结合橡胶。
橡胶混炼工艺
橡胶混炼工艺由于炭黑对硫化速度的影响,硫化胶不同相中交联网构密度必然也不相同,因而形成微观多相交联结构,从而改善硫化胶性能,特别是动态性能。
工艺要点:①混炼的关键是炭黑在胶料中的分散。
为此,先加入炭黑可提高胶料剪切应力,以利于分散;而软化剂必须在炭黑基本分散后加入,以免降低胶料黏度和剪切应力。
②在第一段混炼制备母炼胶时,在部分橡胶中加入全部炭秒度3黑能获得相对高炭黑浓度,提高胶料黏度,增大剪切应力,而有利于配合剂的混入和分散。
例如,在天然橡胶中,炭黑用量从20份增加到50份,剪切应力将提高50%~60%;在丁腈橡胶中,炭黑用量从40份增加到50份,混入时间从18min可降到13min左右。
用此法制备母炼胶,可提高橡胶一炭黑凝胶含量,即使是三元乙丙橡胶也可达40%~50%。
③分段混炼可以使胶料降温,也有利于分散与安全。
④第二段混炼时间不宜过长,否则会破坏胶料中的微观多相结构,对硫化胶性能产生不良影响。
二段混炼的具体操作方法有三种。
其一是合并二段混炼法。
这种方法在合成橡胶或与天然橡胶并用的胶料中应用最普遍。
该操作方法是先用密炼机将天然橡胶与合成橡胶压合成均一的整体,然后按一定加料顺序使配合剂分散均匀,最后排到压片机上进行薄通或翻炼(不加硫黄和超速促进剂),下片后冷却停放。
第二段是把停放冷透的胶料重新在密炼机中进行补充加工,排料至压片机上适当降温后加硫黄及超速促进剂。
若胶炭黑多时,在密炼机中进行二段冷加工时设备负荷太大,很不安全。
这类胶料可在开炼机上进行第二段混炼。
其二是混炼胶并用二段}昆合法。
这种方法是将天然橡胶及合成橡胶先单独制备成母炼胶,然后按配方中天然橡胶与合成橡胶比例在密炼机中充分混合,最后加入硫黄和超速促进剂等。
其三是炭黑母炼胶一段混炼法。
这种方法是将用量大、难混的炭黑先在密炼机中制成母炼胶,经冷却停放(停放时间一般为4~8h),再于密炼机中和其他配合剂一起进行第二段混炼。
这种方法特别适用于快速密炼机混炼,因为快速密炼机对炭黑分散有良好效果,但由于温度高,需配用慢速密炼机进行第二段混炼,以便在低的温度下加入硫化剂。
橡胶加工工艺-橡胶的混炼
❖ d.若补强填充剂和液体软化剂用量较多时，可分批（通常 为两批）交替加入，以提高混炼速度；
❖ e.最后加入硫化剂、超促进剂，以防焦烧。
❖ ②当混炼特殊胶料时，需特定的加料顺序。 ❖ a.制备硬质胶胶料，由于硫黄用量高（30~50份），因此
先加硫黄后加促进剂； ❖ b.制备海绵胶料，生胶可塑性特别大，软化剂用量又特别
❖ 以天然橡胶为主的混炼加料顺序如下：
❖ 塑炼胶（再生胶、合成胶）或母炼胶→固体软化剂→ 小料（促进剂、活性剂、防老剂）→大料（补强剂、填充 剂）→液体软化剂→硫黄、超促进剂
❖ 加料顺序是根据配方中配合剂的特性和用量而定的。
❖ ①一般原则是：
❖ a.固体软化剂（如古马隆树脂）较难分散，所以先加； ❖ b.小料用量少、作用大，为提高分散效果，较先加入； ❖ c.液体软化剂一般待补强填充剂吃净以后再加，以免补强
度低。
❖ 混炼方法
❖ 1.按混炼设备： ❖ 有XK混炼法、XM混炼法、XJ混炼法； ❖ 2.按混炼次数： ❖ 可分为一段混炼法、二段混炼法、多段混炼法；
❖ 3.按加料顺序： ❖ 可分为普通加料混炼法（顺料法）、逆混炼法、引料法
（种子胶法）。
❖ 子任务1 开炼机混炼
❖ 使用开放式双辊炼胶机(简称：开炼机)进行混炼工艺。 ❖ 优点：灵活机动性强，适合多品种、小规模、小批量生产。 ❖ 缺点：生产效率低、劳动强度高、造成环境污染、易发生
在基体中的分散和界面结合、稳定分散状态 软化剂、增塑剂等溶胀橡胶，降低橡胶分子缠结和相
互作用 机械剪切力导致橡胶大分子断裂、分子量降低，可塑
度提高。
❖ 对混炼工艺的要求：
❖ 使各种配合剂全部均匀地分散于生胶中，保证胶料性 能均匀一致。
橡胶工艺之混炼
橡胶工艺之混炼1、混炼的目的为了提高橡胶产品使用性能，改进橡胶工艺性能和降低成本，必须在生胶中加入各种配合剂。
混炼就是通过机械作用使生胶与各种配合剂均匀混合的过程。
混炼不良，胶料会出现配合剂分散不均，胶料可塑度过低或过高、焦烧、喷霜等到现象，使后续工序难以正常进行，并导致成品性能下降。
控制混炼胶质量对保持半成品和成品性能有着重要意义。
通常采用检查项目有：1、目测或显微镜观察；2、测定可塑度；3、测定比重；4、测定硬度；5、温室物理机械性能和进行化学分析等。
进行这些检验的目的是为了判断胶料中的配合剂分散是否良好，有无漏加和错加，以及操作是否符合工艺要求等。
2、混炼理论由于生胶粘度很高，为使各种配合剂均匀混入和分散，必须借助炼胶机的强烈机械作用进行混炼。
各种配合剂，由于其表面性质的不同，它们对橡胶的活性也各不一致。
按表面特性，配合剂一般可分为二类：一类具有亲水性，如碳酸盐、陶土、氧化锌、锌钡白等；另一类具有疏水性，如各种炭黑等。
前者表面特性与生胶不同，因此不易被橡胶润湿；后者表面特性与生胶相近，易被橡胶润湿。
为获得良好混炼效果，对亲水性配合剂的表面须加以化学改性，以提高它们与橡胶作用的活性，使用表面活性剂即可起到此种作用。
表面活性剂大多为有机化合物，具有不对称的分子结构。
其中常含有—OH 、—NH2 、—COOH 、—NO2、—NO 或—SH 等极性基团，具有未饱和剩余化合价，有亲水性，能产生很强的水合作用；另外，它们分子结构中还有非极性长链或苯环式烃基，具有疏水性。
因而当表面活性剂起着配合剂与橡胶之间的媒介作用，提高了配合剂在橡胶中的混炼效果。
表活性剂还起到稳定剂的作用，它们能稳定已分散的配合剂粒子在胶料中的分散状态，不致聚集基结团，从而提高了胶料的稳定性。
判断一种生胶混炼性能的优劣，常以炭黑被混炼到均匀分散所需时间来衡量。
生胶分子量分布的宽窄对混炼性能有着重要的影响。
影响炭黑在橡胶中分散的因素除橡胶本身外，还有炭黑粒子的大小，结构和表面活性等有关,因而炭黑粒子愈细，在橡胶中的分散就愈困难，高结构炭黑的空隙大，在混炼钢初期形成的包容胶浓度低而粘度大，在随后的混炼中产生较大的剪应力，因而更易分散。
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（二）开炼机混炼的影响因素 （1）装胶容量 装胶容量需依据开炼机的规格及胶料配方特性合理确定。容量过大，使
混炼分散效果降低，混炼温度升高，容易产生焦烧现象而影响胶料质 量；容量过小会降低生产效率。
Q K•D•L
式中 V—装胶容量，L；D—辊筒直径，cm；L—辊筒长度；
（2）辊距 辊距一般取4~8mm为宜。辊距减小，剪切效果增大，但生热大。 （3）混炼温度
四．称量配合
要求称量配合操作做到：精密、准确、不漏、不错。
称量配合的操作方式有两种：（1）手工操作；（2）机械化自动称量配 合。
§12.2 混炼工艺
一．混炼胶的结构 混炼胶是由粒状配合剂（如炭黑、促进剂、填充剂等）分散于生胶中组
成的分散体系。在分散体系中，生胶的分散呈连续状态，称为分散质， 粒状配合剂为分散相。 混炼胶不同于一般的胶体分散体系： （1）橡胶的粘度很高，胶料的热力学不稳定性在一般情况下不太显著； （2）某些组分（如再生胶、增塑剂等）与橡胶能互容，从而构成了混炼 胶的复合分散介质； （3）粒状配合剂（如炭黑合促进剂等）与橡胶在接触界面上产生了一定 的物理和化学结合，这对胶料和硫化胶的性能起着重要的影响。 因此，可以认为混炼胶是一种具有复杂结构特性的胶态分散体。
（4）混炼时间
应适当掌握配合剂的混入和分散时间，避免混炼时间过长，否则容易产 生过炼现象。
（5）辊速和速比
辊速控制在16~18r/min内。辊速快，操作不安全且温度控制困难；辊速 慢，混炼效率低。
速比一般为1：1.1~1：1.2。生热高的胶料应选择速比在1：1.15以下的开 炼机。
（6）加料顺序
一般的加料原则是：用量少、难分散的配合剂先加；用量大、易分散的 后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后加入。通常采用的 加料顺序如下：
常用典型橡胶的混炼工艺特点
常用典型橡胶的混炼工艺特点橡胶混炼是橡胶制品生产过程中的重要工艺环节之一、通过混炼，可以改变橡胶的物理性能、加工性能和使用性能等，从而满足不同种类橡胶制品的制造需求。
下面，我们将介绍常用的典型橡胶混炼工艺及其特点。
1.打粗：橡胶混炼的第一步是将橡胶与各种添加剂同时放入橡胶混炼机中进行机械混合、切割和折叠等操作。
这样可以将橡胶与添加剂初步混合在一起，形成一定的黏度和粘度，为后续的混炼工艺做好准备。
2.加温：在打粗之后，需要将混炼机的温度调整至适宜的范围内，通常为70-90摄氏度。
加温的目的是增加橡胶的流动性和塑性，使得后续的混炼操作更加顺利。
同时，适当的温度还有助于添加剂与橡胶的相容性和分散性。
3.混炼：混炼是整个橡胶混炼工艺的核心环节。
在混炼过程中，橡胶与添加剂会进行更加完全的混合，并通过摩擦和剪切等作用，使橡胶分子间的交联断裂，从而形成高分子量、均匀分散的混合物。
常用的混炼方法包括传统的开炼混炼和现代的内炼混炼。
4.分散：分散是混炼过程中非常重要的一步，通过分散可以均匀地分散填充剂、增塑剂和其他添加剂，提高橡胶制品的物理性能和加工性能。
分散可以通过调整混炼机的转速和加工时间来实现。
通常情况下，分散时间越长，分散效果越好。
5.加料：在混炼过程中，根据不同的需要，可以适当地加入一些特殊的添加剂。
例如，增塑剂可以增加橡胶的延展性和可塑性，填充剂可以增加橡胶的硬度和强度。
通过加入不同的添加剂，可以调整橡胶的性能，满足不同种类橡胶制品的需求。
6.储存：在混炼过程中，橡胶制品生产企业通常会将混炼好的橡胶放入密封的容器中进行储存。
储存的目的是防止橡胶受到氧气、湿气等因素的污染，保持混炼后橡胶的性能稳定。
同时，合理的储存还可以减少橡胶的老化和变质，延长橡胶制品的使用寿命。
综上所述，常用的典型橡胶混炼工艺具有以下特点：首先，通过机械混合、加热和剪切等作用，将橡胶与添加剂进行混合，形成均匀分散的混合物。
其次，通过调整混炼机的工艺参数，可以控制橡胶的流动性和塑性，满足不同种类橡胶制品的制造需求。
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.
《橡胶制品快速入门基础知识之混炼工艺》
《橡胶制品快速入门基础知识之混炼工艺》1、什么叫混炼？其目的意义如何？在炼胶上将各种配合剂加入到橡胶中制成混炼胶的工艺过程叫做混炼。
混炼的目的就是使配合剂均匀地分散于生胶中制得先是均匀一致的混合胶，同时使胶料具有适当的可塑性以确保加工顺利进行。
混炼工艺对胶料的性能有很重要的影响。
混炼不好，胶料就会出现配合剂分散不匀，胶料的可塑性过高或过低，焦烧、喷霜等现象，这不仅会使压延，压出，成型和硫化等工艺不能正常进行，而且还会导致成品的性能下降，甚至会造成产品的早期报废。
因此，混炼是橡胶加工过程中的重要工序之一。
2、混炼操作有哪几方法，各有何特点？混炼操作是指生胶经塑炼后，按顺序加入各种配合剂，经过塑炼达到均匀分散，然后再出片冷却以至停放为止的全过程。
也就是由各种原材料制备胶料的过程。
根据所用设备不同，混炼操作可分开炼机混炼和密炼机混炼。
开炼机混炼是橡胶工业最老的方法，与密炼机相比，缺点是混炼生产效率低，劳动强度大，不安全和环境污染，并且胶料质量不高，优点是开炼机灵活性较大，适合工厂规模小、胶料批量少、品种多的生产加工。
特别适用于海绵胶，硬质胶和生热量较大的合成胶（如丁晴胶）的混炼。
密炼机混炼特点是在密闭室中的高温加压条件下进行的。
与开炼比较，密炼机容量大，混炼时间大短，效率高，混炼、排料和投料易于机械化，自动化，劳动强度低，操作安全，药品飞扬损失小，胶料质量和环境卫生条件较好。
但密炼室温度很高，使对温度敏感的胶料混炼受到限制，不适合浅色制品和品种变换频繁的胶料混炼，另外，炼得的胶料形状不规则，需经压片机补充加工。
3、开炼机得混炼过程可分为哪几个级段？试简述混炼过程。
开炼机混炼过程分为包辊，吃粉和翻炼三个阶段。
操作过程好下述：将生胶或塑炼胶，母胶等沿大牙轮一侧投入开炼机两辊缝中，辊距控制在3—4毫米，滚压3—4分钟，使之包于前辊，形成光滑无隙的包辊胶，此时将胶全部取下，将辊距调到10—11毫米，再把胶投入扎炼1分钟左右。
橡胶混炼工艺培训
常见故障排除
了解常见故障及排除方法， 遇到问题能够迅速解决。
常用工具及其使用方法
切胶刀
1
用于将大块胶料切割成小 块，方便混炼。
其他工具
4
如温度计、计时器等，根 据需要选用。
破胶锤
2
用于破碎大块胶料，使其
易于混炼。
量具
3
用于测量胶料的尺寸和重 量，保证配料准确。
Part
03
橡胶混炼工艺流程
配料准备
主混炼
总结词
深度混合与加工
详细描述
主混炼是橡胶混炼工艺中的深度混合与加工阶段。在此阶段，将预混炼半成品 加入主混炼设备中，通过更强烈的搅拌、剪切等作用，使原材料深度混合均匀， 进一步提高产品的均一性和稳定性。
主混炼
总结词
优化配方与工艺参数
详细描述
在主混炼过程中，要根据生产需求和产品性能要求，不断优化配方和工艺参数。通过调整配方中各组 分的比例、添加助剂等手段，改善产品的性能和加工特性。同时，对工艺参数进行优化，如温度、压 力、时间等，以提高产品的质量和稳定性。
主混炼
总结词
检测质量与调整
详细描述
在主混炼结束后，同样要对半成品进行质量检测，检查其外观、物理性能等指标 是否符合要求。根据检测结果，对主混炼工艺进行调整和优化，进一步改善产品 质量和提高生产效率。
后处理
总结词
半成品加工与处理
VS
详细描述
后处理是橡胶混炼工艺中的半成品加工与 处理阶段。在此阶段，对主混炼得到的半 成品进行加工和处理，如压片、冷却、切 割等操作，使其满足后续成型或硫化工艺 的要求。同时，对半成品进行质量检测和 分类，确保产品质量的一致性和稳定性。
适当的温度可以降低橡胶的粘度，有 助于混合和分散；同时，压力有助于 克服分子间的摩擦力，促进配合剂在 橡胶中的分散。
橡胶混炼工艺汇总
紧包前辊 脱辊
紧包前辊，辊筒上方有 适量的堆积胶.
（3）走刀法 （捣胶法）
粘流态包辊 （理论上要堆到32~45°之间）
吃粉时，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。
Nα
Q
P
O’
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τα
N’
后辊 要使T＞Q
前辊
二、开炼机混炼的工艺条件*
1.装胶容量：理论量 V=0.0065DL 2.辊距：4~8mm为宜，实验室2~3mm 3.辊速和速比 辊速一般为16~18 r/min 适宜速比：1：1.1~1.2 4.辊温：一般控制50~60℃， 前后辊温度差ΔT=5~10℃
六、配合剂的 称量与配合
⑴要求： 精密、准确、不漏、不错
⑵称量操作 手工称量 ；自动称量
第二节 混炼工艺
• 一 混炼胶的结构
• 混炼胶是由粒状配合剂（如炭黑、促进剂、填充 剂等）分散于生胶中组成的分散体系。在分散体 系中，生胶的分散呈连续状态，称为分散质，粒 状配合剂为分散相。
• 混炼胶不同于一般的胶体分散体系：
• 分散率：橡胶颗粒团块小于6um的百分数
四、结合橡胶
• 混炼时，橡胶分子能与活性填料（主要是炭 黑）的粒子结合生成不溶性的炭黑—橡胶凝胶， 称为结合橡胶。
1. 形成结合橡胶的原因
①橡胶分子通过范德华力吸附在炭黑表面颗粒上。 ②炼胶时橡胶分子断裂形成的游离基与炭黑粒子表面的活 性部位结合而成。 ③炼胶时炭黑附聚物破裂后生成活性的新表面直接与橡胶 分子反应而结合。 ④橡胶分子缠结在已与炭黑粒子结合的橡胶分子中，或与 之发生交联作用，形成结构复杂的结合橡胶。
– 混炼过程分为包辊、吃粉和翻炼
– 翻炼时，周向：混炼最均匀；轴向：不均匀； 径向：均匀性最差
橡胶混炼工艺
第十二章 混炼工艺
四．混炼胶后胶料的补充加工与处理 1．压片与冷却 压片后立即浸涂隔离剂液进行冷却与隔离，并经进一 步吹风干燥，使胶片温度降低到50℃以下。 2．滤胶 对于质量和性能要求比较严格的某些胶料，特别是气 密性要求严格的内胎胶料、气囊胶和其他气动薄膜制 品的胶料，混炼后鼻息滤胶。 3．停放与管理 一般需要停放4~8小时以上才能使用。 停放的目的是：a．使胶料进行松弛，减小收缩； b．使配合剂继续扩散，促使胶料进一步均匀； c．使橡胶与炭黑进一步相互作用，生成更多的结合 橡胶。 在储存期间注意胶料的通风和散热，以防焦烧。
第十二章 混炼工艺
混炼：通过适当的加工将配合剂与生 胶均匀混合在一起，制成质量均一的 混合物的工艺过程。 混炼胶的质量要求：（1）胶料应具 有良好的加工工艺性能；（2）保证 成品具有良好的使用性能。
第十二章 混炼工艺 §12.1 混炼前的准备 一．原材料与配合剂的质量检验 通常对配合剂检验的内容主要有： 纯度、粒度及分布、机械杂质、 灰分及挥发分含量、酸碱度等。 具体依配合剂类型不同而异。 生胶一般检验化学成分、门尼粘 度及物理机械性能。
第十二章 混炼工艺
§12.3 混炼胶的质量检查 一．胶料的快检 混炼胶质量的传统快检项目有：可塑度、密 度、硬度。 （一）可塑度测定 （二）密度测定 反映：配合剂少加、多加或漏加；配合剂的 分散不均。 （三）硬度 二．物理机械性能测定 常规的物理机械性能检测项目：拉伸强度、 伸长率和硬度等；根据胶料的不同性能要求 选择专门性能项目进行测试，如胎面胶测定 磨耗性能等。
第十二章 混炼工艺
（3）转子转速和混炼时间 转子转速快，剪切速率大，混炼时间缩短。 转速增加一倍，混炼周期大约缩短 30%~50%。 如20r/min密炼机混炼一车料需要10~12min， 改用40r/min密炼机只需要4~5min，如用 60~80r/min密炼机，则混炼时间可缩短至 1~1.5min。 常用的转速范围在40~60r/min。 延长混炼时间能提高配合剂在胶料中的分散 度，但会降低生产效率，混炼时间过长，会 使硫化胶的物理机械性能受损。在保证质量 的前提下，尽可能地缩短混炼时间。
混炼工艺
一．混炼胶的结构 混炼胶是由粒状配合剂（如炭黑、促进剂、 混炼胶是由粒状配合剂（如炭黑、促进剂、 填充剂等）分散于生胶中组成的分散体系。 填充剂等）分散于生胶中组成的分散体系。 在分散体系中，生胶的分散呈连续状态，称 在分散体系中，生胶的分散呈连续状态， 为分散质，粒状配合剂为分散相。 为分散质，粒状配合剂为分散相。 混炼胶不同于一般的胶体分散体系： 混炼胶不同于一般的胶体分散体系： 橡胶的粘度很高， （1）橡胶的粘度很高，胶料的热力学不稳定 性在一般情况下不太显著； 性在一般情况下不太显著；
3．炭黑结合橡胶 炭黑结合橡胶对胶料的性能影响很大，可提 高硫化胶的模量、耐磨性以及减少滞后生 热等。 4．可溶胶 结合橡胶在混炼胶中只占一小部分。而大部 分橡胶未与炭黑结合，称为可溶胶。这两 部分橡胶对混炼胶的物理性能都有贡献。
二．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
（4）混炼时间 应适当掌握配合剂的混入和分散时间，避免混炼时间过长， 应适当掌握配合剂的混入和分散时间，避免混炼时间过长，否则容 易产生过炼现象。 易产生过炼现象。 （5）辊速和速比 辊速控制在16~18r/min内 辊速快，操作不安全且温度控制困难； 辊速控制在16~18r/min内。辊速快，操作不安全且温度控制困难； 辊速慢，混炼效率低。 辊速慢，混炼效率低。 速比一般为1 1.1~1：1.2。生热高的胶料应选择速比在1 1.15以 速比一般为1：1.1~1：1.2。生热高的胶料应选择速比在1：1.15以 下的开炼机。 下的开炼机。 （6）加料顺序 一般的加料原则是：用量少、难分散的配合剂先加；用量大、 一般的加料原则是：用量少、难分散的配合剂先加；用量大、易分 散的后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后加入。 散的后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后加入。通常 采用的加料顺序如下： 采用的加料顺序如下： 塑炼胶、再生胶、 促进剂、活性剂、 补强、 塑炼胶、再生胶、母炼胶 → 促进剂、活性剂、防老剂 →补强、填 充剂→ 硫黄、 充剂→液体软化剂 → 硫黄、超速促进剂
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（一）密炼机混炼工艺操作方法 1．一段混炼法 （1）传统一段混炼法 把塑炼胶和各种配合剂逐步分次加入，每次加料后，放下上顶栓，加压
程度视具体情况而定。 传统一段混炼法的混炼程序一般为：橡胶（生胶、塑炼胶、再生胶等）
→ 硬脂酸 → 促进剂、活性剂、防老剂 → 补强填充剂 → 液体软 化剂 → 排胶 →压片机加硫黄和超速促进剂 → 下片 → 冷却、停 放 （2）分段投胶一段混炼法 分批加入生胶，以强化炭黑的分散，达到改善合提高胶料的工艺性能及 硫化较的物理机械性能。 具体操作：投入60%~80%生胶和配合剂（硫化剂和超促进剂除外），在 70~120℃混炼温度下，混炼到总混炼时间的70~80%，再把其余生胶并 同硫化剂和超促进剂一起投入，再混炼1~2min后，排胶下片。
式中 V—装胶容量，L；D—辊筒直径，cm；L—辊筒长度；
第十二章橡胶混炼工艺
（2）辊距 辊距一般取4~8mm为宜。辊距减小，剪切效果增大，但生热大。 （3）混炼温度 辊温过低，胶料硬度太大，容易损坏设备。辊温提高有利于降低胶料的
粘度，加快混炼吃粉速度，但温度太高，容易使胶料产生脱辊现象和 焦烧现象，难以操作。 辊温一般通过冷却的方法保持在50~60℃之间。但在混炼含有高熔点配合 剂（高熔点古马隆树脂等）的胶料时，需要适当提高辊温；而混炼顺 丁胶时，辊温不得超过50℃。 （4）混炼时间 应适当掌握配合剂的混入和分散时间，避免混炼时间过长，否则容易产 生过炼现象。
第十二章橡胶混炼工艺
2020/11/28
第十二章橡胶混炼工艺
§12.1 §12.2 §12.3 §12.4
混炼前的准备 混炼工艺 混炼胶的质量检查 各种橡胶的混炼特性
第十二章橡胶混炼工艺
§12.1 混炼前的准备
一．原材料与配合剂的质量检验 通常对配合剂检验的内容主要有：纯度、粒度及分布、机械杂质、灰分
第十二章橡胶混炼工艺
炭黑与橡胶混炼后形成的补强结构，对胶料和硫化胶的力学性能和流变性能等都有较 大的影响。
1．炭黑网络结构 炭黑与橡胶混炼时，形成炭黑—橡胶聚集体，聚集体在剪切力的作用下逐步分散。当
混炼胶中炭黑的用量较高时，炭黑通过链状结构相互连结，构成炭黑网络。 炭黑网络结构的体现：（a）Payne效应；（b）混炼胶比纯胶具有较高的导电性。 2．吸留橡胶结构 混炼时，形成吸留橡胶。在混炼过程中，受剪切力的作用，吸留橡胶的一部分或大部
第十二章橡胶混炼工艺
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2020/11/28
第十二章橡胶混炼工艺
§12.3 混炼胶的质量检查
一．胶料的快检 混炼胶质量的传统快检项目有：可塑度、密度、硬度。 （一）可塑度测定 （二）密度测定 反映：配合剂少加、多加或漏加；配合剂的分散不均。 （三）硬度 二．物理机械性能测定 常规的物理机械性能检测项目：拉伸强度、伸长率和硬度等；根据胶料
的不同性能要求选择专门性能项目进行测试，如胎面胶测定磨耗性能 等。
第十二章橡胶混炼工艺
（5）辊速和速比 辊速控制在16~18r/min内。辊速快，操作不安全且温度控制困难；辊速
慢，混炼效率低。 速比一般为1：1.1~1：1.2。生热高的胶料应选择速比在1：1.15以下的
开炼机。 （6）加料顺序 一般的加料原则是：用量少、难分散的配合剂先加；用量大、易分散的
后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后加入。通常采用的 加料顺序如下： 塑炼胶、再生胶、母炼胶 → 促进剂、活性剂、防老剂 →补强、填充剂 →液体软化剂 → 硫黄、超速促进剂
分被重新释放出来。但是，吸留橡胶多少都会部分地保留在炭黑聚集体中，成为 混炼胶填料的一部分。 3．炭黑结合橡胶 炭黑结合橡胶对胶料的性能影响很大，可提高硫化胶的模量、耐磨性以及减少滞后生 热等。 4．可溶胶 结合橡胶在混炼胶中只占一小部分。而大部分橡胶未与炭黑结合，称为可溶胶。这两 部分橡胶对混炼胶的物理性能都有贡献。
第十二章橡胶混炼工艺
三．油膏和母炼胶的制造 油膏：为了使配合剂易于在胶料中混合分散，减少飞扬损失造成环境污
染，保证胶料的混炼质量，将某些配合剂、促进剂等事先以较大比例 与液体软化剂混合制成膏状混合物。 母炼胶：将在通常混炼条件下短时间内难以混合均匀且混炼生热量多， 能耗较大的某些配合剂以较大的比例事先与生胶单独混合制成组分比 较简单的混合物料。最常见的有促进剂母胶、炭黑母胶、化学塑解剂 母胶等。
第十二章橡胶混炼工艺
四．称量配合 要求称量配合操作做到：精密、准确、不漏、不错。 称量配合的操作方式有两种：（1）手工操作；（2）机械化自动称量配
合。
第十二章橡胶混炼工艺
§12.2 混炼工艺
一．混炼胶的结构 混炼胶是由粒状配合剂（如炭黑、促进剂、填充剂等）分散于生胶中组
成的分散体系。在分散体系中，生胶的分散呈连续状态，称为分散质， 粒状配合剂为分散相。 混炼胶不同于一般的胶体分散体系： （1）橡胶的粘度很高，胶料的热力学不稳定性在一般情况下不太显著； （2）某些组分（如再生胶、增塑剂等）与橡胶能互容，从而构成了混炼 胶的复合分散介质； （3）粒状配合剂（如炭黑合促进剂等）与橡胶在接触界面上产生了一定 的物理和化学结合，这对胶料和硫化胶的性能起着重要的影响。 因此，可以认为混炼胶是一种具有复杂结构特性的胶态分散体。
第十二章橡胶混炼工艺
三．密炼机的混炼工艺 优点：混炼容量大，混炼时间短，效率高；投料、捏炼、加压和排料操
作易于机械化、自动化，劳动强度低，操作安全性大，配合剂损失、 粉尘飞扬状况得到改善，胶料质量和环境卫生条件好。 缺点：混炼时温度较高，对温度敏感的胶料易发生焦烧，需要对排胶进 行补充加工。
第十二章橡胶混炼工艺胶。 3．停放与管理 一般需要停放4~8小时以上才能使用。 停放的目的是：a．使胶料进行松弛，减小收缩； b．使配合剂继续扩散，促使胶料进一步均匀； c．使橡胶与炭黑进一步相互作用，生成更多的结合橡胶。 在储存期间注意胶料的通风和散热，以防焦烧。
第十二章橡胶混炼工艺
第十二章橡胶混炼工艺
二．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。
第十二章橡胶混炼工艺
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
第十二章橡胶混炼工艺
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
及挥发分含量、酸碱度等。具体依配合剂类型不同而异。 生胶一般检验化学成分、门尼粘度及物理机械性能。
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二．配合剂的补充加工
（一）粉碎 块状和粗粒状配合剂必须经过粉碎或磨细处理才能使用，如沥青、松香和古
马隆等固体用粉碎机粉碎。 （二）干燥 干燥的目的是减少配合剂中的水分和其他挥发分含量，防止粉末状配合剂结
团，便于筛选和混炼分散，避免某些配合剂遇水变质和胶料内部产生气 泡和海绵。 干燥方式可采用真空干燥箱、干燥室或螺旋式连续干燥机等。 （三）熔化与过滤及加温 低熔点固体软化剂如石蜡和松香等须进行加热熔化，达到干燥脱水和降低粘 度作用后，再经过滤去掉其中的机械杂质。 （四）筛选 粉末状固体软化剂粒度及粒度分布达不到规定标准的，或已经发生配合剂结 团及含有机械杂质的必须经过筛选加工，去掉其中的机械杂质、较大颗 粒与结团。
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
第十二章橡胶混炼工艺
（二）开炼机混炼的影响因素 （1）装胶容量 装胶容量需依据开炼机的规格及胶料配方特性合理确定。容量过大，使
混炼分散效果降低，混炼温度升高，容易产生焦烧现象而影响胶料质 量；容量过小会降低生产效率。
约缩短30%~50%。 如20r/min密炼机混炼一车料需要10~12min，改用40r/min密炼机只需要
4~5min，如用60~80r/min密炼机，则混炼时间可缩短至1~1.5min。 常用的转速范围在40~60r/min。 延长混炼时间能提高配合剂在胶料中的分散度，但会降低生产效率，混
炼时间过长，会使硫化胶的物理机械性能受损。在保证质量的前提下， 尽可能地缩短混炼时间。
第十二章橡胶混炼工艺
（4）混炼温度 混炼温度高有利于生胶的塑性流动和变形，有利于混合吃粉，但不利于
配合剂粒子的破碎与分散混合。混炼温度过高还会加速橡胶的热氧老 化，使硫化胶的物理机械性能下降。温度太低会出现胶料压散现象。 通常用混炼机的排胶温度来表征混炼温度。一般采用的排胶温度低于 130℃。 （5）加料顺序 生胶 → 活性剂、固体软化剂、防老剂、普通促进剂→炭黑→液体软化 剂→硫磺和超速促进剂
第十二章橡胶混炼工艺
3．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。 优点：充分利用装料容积，改善分散性，缩短混炼时间。适用于生胶挺
性差和高炭黑合高油量配合胶料的混炼，如BR、EPDM等。
第十二章橡胶混炼工艺
（二）密炼机混炼的影响因素 （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。
第十二章橡胶混炼工艺
（3）转子转速和混炼时间 转子转速快，剪切速率大，混炼时间缩短。转速增加一倍，混炼周期大
分配系数K为生胶与炭黑的最佳混炼时间tc同炭黑母胶与液体软化剂的最 佳混炼时间tm之比。
第十二章橡胶混炼工艺
四．混炼胶后胶料的补充加工与处理 1．压片与冷却 压片后立即浸涂隔离剂液进行冷却与隔离，并经进一步吹风干燥，使胶
片温度降低到50℃以下。 2．滤胶 对于质量和性能要求比较严格的某些胶料，特别是气密性要求严格的内