橡胶加工工艺-橡胶的混炼

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5.各种橡胶的混炼特性
❖ 专业能力目标
学习要求
❖ 1. 能制定混炼工艺规程（工艺方法、工艺条件、选择设备、 工艺操作过程）。
❖ 2. 能进行混炼设备操作、维护。
❖ 3. 具有具体混炼操作的能力。
❖ 方法能力目标
❖ 1. 初步具有系统分析、设计、实施、评价的能力。 ❖ 2. 初步具有获取、分析、归纳、交流、使用信息和新技术
项目二 橡胶加工工艺
➢ 任务1：原材料的加工与配合 ➢ 任务2：橡胶的塑炼 ➢ 任务3：橡胶的混炼 ➢ 任务4：橡胶的压延挤出 ➢ 任务5：橡胶的硫化
1.开炼机混炼 2.密炼机混炼
❖ 学习内容
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1.混炼概念和目的
❖ 2.混炼的原理及影响因素
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3.混炼工艺方法、特性、工艺条件
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4.混炼的操作技能
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
❖ 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按混炼时的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）。
❖ 开炼机和密炼机混炼方法应用最早，至今仍在广泛使 用，并正在向着采用高压、高速密炼机进行快速混炼的方 向发展。螺杆混炼机混炼是近年来国外刚刚发展起来的一 种混炼方法，目前国内只有个别厂家使用。
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。
❖ 使配合剂（特别是补强剂）达到最好的分散度，并与 生胶结合，以获得良好的补强效果。
❖ 混炼的目的、意义和要求
❖ 为了提高橡胶使用性能、改进工艺性能和降低成本， 要在橡胶中添加各种配合剂。
❖ 在炼胶机上将各种配合剂加入生胶中制成混炼胶的工 艺过程称之为混炼。
❖ 混炼的内涵
❖ 混炼中发生复杂的物理、化学变化，绝不仅仅是简单 的混合。
炭黑被生胶和软化剂浸润和分散 炭黑与生胶之间产生强的相互作用（物理吸附为主） 表面活性剂、偶联剂等与填料发生物化作用，促进其
❖ 因此，必须经多次翻炼，左右割刀、打卷或三角包，薄通 等，才能破坏死层和回流区，使混炼均匀，确保质地均一。
❖ 2.开炼机混炼的工艺条件
❖ 开炼机混炼依胶料种类、用途和性能要求不同，工艺 条件也各有差别。但对整个混炼过程，需考虑工艺条件。
❖ （1）加料顺序
❖ 适合的加料顺序有利于混炼的均匀性。加料顺序不当， 轻则影响分散均匀性，重则导致脱辊、过炼，甚至发生焦 烧。
工伤事故。
❖ 1.混炼过程 ❖ （1）包辊
堆积胶
包辊胶
橡胶在开炼机中的几种状况
1－不易进入辊缝；2－紧包前辊；3－脱辊成袋囊状；4－呈粘流态包辊
❖ （2）吃粉
粉料
堆积胶断面图 （黑色部分表示配合剂随皱纹沟进入胶料内部的 情况）
❖ （3）翻炼
混炼胶吃粉时断面图
❖ 混炼的第三个阶段为翻炼。由于橡胶黏度大，混炼时 胶料只沿着开炼机辊筒转动方向产生周向流动，而没有轴 向流动，而且沿周向流动的橡胶也仅为层流，因此大约在 胶片厚度约1／3处的紧贴前辊筒表面的胶层不能产生流动 而成为“死层”或“呆滞层”，见图4－3所示。此外，辊 缝上部的堆积胶还会形成部分楔形“回流区”。以上原因 都使胶料中的配合剂分散不均。
❖ 使胶料具有一定的可塑度，保证各项加工操作顺利进 行。
❖ 在保证混炼均匀的基础上，尽可能缩短混炼时间，提 高生产效率，降低能耗。
❖ 项目实施
❖ 橡胶混炼工艺流程为：生胶和配合剂→原材料加工处 理→配合→混炼→冷却→停放→混炼胶。
❖ 混炼方法：
❖ ①按混炼设备有XK混炼法、XM混炼法、XJ混炼法三种；
❖ 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
填充剂结团和胶料打滑；
❖ 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
的能力。
❖ 3. 具有一定的自学能力、理解能力与表达能力。
❖ 社会能力目标 ❖ 1. 具有良好的职业道德和敬业精神。 ❖ 2. 具有团队意识及妥善处理人际关系的能力。 ❖ 3. 具有沟通与交流能力。
❖ 学习指导
❖ 依据预先学习混炼的基本知识及混炼工艺，结合本组 学习项目任务单和胶料生胶的混炼特性及所添加的配合剂 的工艺特性，查阅有关资料，小组讨论确定胶料的混炼加 工方法(加工设备、混炼段数、加料顺序)，同时确定具体 混炼条件(辊距、辊温、速度、速比、加料顺序、操作过 程等)。经班级发言讨论、修订后，最后确定具体实施方 案。
• 橡胶制品生产的工艺流程
塑炼 混炼 Leabharlann Baidu型
硫化 后处理
工艺 性能
使用 性能
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混炼工艺对硫化胶料的最终质量和后续加工具有决定
性的影响，是最容易产生质量波动的工序。
❖ 理想的混炼是：
❖ ① 配合剂分散均匀，无喷霜和焦烧现象； ❖ ② 补强剂分散度高，且界面结合良好； ❖ ③ 具有合适的可塑度； ❖ ④ 混炼速度快、生产效率高、能耗低、无污染、劳动强