橡胶加工工艺学

第二节 混炼理论
一、生胶的混炼性
㈠生胶混炼时常出现的流动状态
第一种状态：不能紧包前辊 原因：混炼温度低，胶料的可塑性小。
第二种状态：紧包前辊 原因：温度适宜，胶料的可塑性中。
第三种状态：脱辊——出兜 原因：温度略高，胶料的可塑性略大。
第四种状态：粘流态包辊
原因：温度太高，可塑度太大
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第八章 混炼
（二）影响因素
1.生胶本身的粘弹性能
τm ——表示橡胶由粘弹性变形转为完
全塑性流动所需要的时间。
2. 温度 3.切变速率（外力作用速率）
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第八章 混炼
二、配合剂的混炼性及表面活性剂的作用
1.亲水性的 配合剂
2.疏水性 的配合剂
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第八章 混炼
三、粉状 配合剂的筛选
四、软化剂 的预热和过滤
其目的是除去混夹在配合剂中的 机械杂质，配合剂本身的大颗粒及结 团等。
筛选设备有振动筛、鼓式筛选机 和螺旋式筛选机等。
低熔点固体软化剂可将其加热熔 化，达到干燥脱水和降低粘度作用， 再经过滤去掉其中的机械杂质。
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第八章 混炼
五、膏剂与母炼胶的制造
1. 定义 ①膏剂：液体软化剂与易飞扬配合剂混合制成 的膏状混合物。 ②母炼胶：某些配合剂以较大的剂量预先与生 胶混炼在一起制成简单组分的混合物料，称 为该配合剂的母炼胶。
2.膏剂的制造 配合剂：软化剂=2.5：1
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主讲人：刘继涛 Email：chm_liujt@ 单 位：济南大学 化学化工学院
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第八章 混炼
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第八章 混炼
第一节 配合剂的加工和准备
一、固体 配合剂的粉碎
配合剂粉碎以便在胶料中分散。 粉碎设备：盘式粉碎机、球磨机刨片 机、锤式破碎机 。
二、粉状 配合剂的干燥
干燥的目的是除去或减少配合剂中 的水分及其他挥发分含量。 干燥设备：干燥室、真空干燥箱、 烘箱及螺旋式连续干燥机等 。
99.3 12.6 25.5 530 142
100 12 26 540 136
100 11.7 25 530 —
分散率：橡胶颗粒团块小于6um的百分数
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第八章 混炼
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
第八章 混炼
一、定义
指在炼胶机上将各种配合剂加入到橡胶 中制成混炼胶的工艺过程
二、混炼的 目的和意义
1.保证产品的质量 2.适合于进一步的加工 3.高效节能
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第八章 混炼
➢ 第一节 ➢ 第二节 ➢ 第三节 ➢ 第四节
配合剂的加工和准备 混炼理论 混炼工艺 混炼胶的质量检查及质量毛病
Re
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第八章 混炼
炭黑在胶料中的分散程度对性能的影响
混炼时间/min
分散率/% 300%定伸应力/MPa 拉伸强度/MPa 拉断伸长率/% 磨耗/（cm3/106转）
2 4 8 16
71.4 14.3 21.6 460 289
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第八章 混炼
五、混炼胶的结构
混炼胶是由粉状配合剂分散于生胶中组成的多相 混合分散体系 。
分散系按分散质颗粒大小分类
类型
分散质颗粒直径
粗分散体（悬浮液，乳浊液）
>100nm
溶胶（胶体溶液）
1～100nm
分子分散体系（高分子溶液，真溶液） <1nm
第八章 混炼
2.影响结合橡胶生成量的因素 ①填料性质
a .表面性质 b. 粒子大小 c . 结构性
②生胶的化学活性 ③混炼时间 ④混炼温度
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第八章 混炼
3.结合橡胶的作用 ①有利于配合剂在胶料中分散 ②有利于填料与橡胶作用
3.母炼胶的制造 干法 ；湿法
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第八章 混炼
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
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第八章 混炼
第八章 混炼
三、填料混炼的工艺过程
1.湿润阶段（吃粉） 要求： 生胶：可塑度大，门尼粘度低，
流动性好。 炭黑：粒子大（比表面积小），
结构性低。
附聚物
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第八章 混炼
2.分散阶段
要求： 生胶：可塑度小 炭黑：粒子大，结构性高。 C
其粒子表面的分子特性与生胶 不同，两者界面极性相差较大， 不易被橡胶所湿润。
其表面张力与油相近，能与油亲和， 易为橡胶所湿润，混炼时易分散。
3.添加表面 活性剂
提高亲水性的配合剂与橡胶的 亲和性，改善其分散性能。此外， 表面活性剂又是一种良好的稳定剂。
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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Processing Technology