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1、江 阴 职 业 技 术 学 院毕 业 论 文课题： 丁基橡胶的混炼及混炼胶的质量控制 专 业 高 分 子 材 料 应 用 技 术 学 生 姓 名 郭 振 平 班 组 10 高 分 子 （ 1） 班 学 号 10050426 指 导 教 师 宋 功 品 完 成 日 期 2013.4.15 江阴职业技术学院毕业论文（设计）I摘 要丁基橡胶（简称 IIR）是世界上第四大合成橡胶（SR）胶种，是异丁烯和异戊二烯在 Friedel-Craft 催化剂作用下进行阳离子聚合反应的产物。丁基橡胶具有优良的气密性、水密性以及优良的耐候性和耐化学腐蚀性，是内胎和无内胎轮胎密封内衬不可替代的胶种。本文介绍了丁基橡胶
2、的生产技术现状，重点介绍了丁基橡胶的胶料配方、混炼设备、混炼工艺，总结出不同混炼设备的特点以及不同混炼方法优缺，并在此基础上分析了丁基橡胶炼胶质量的影响因素，最后本文结合正规的混炼胶质量检测标准对常见的质量问题加以分析并提出合理化建议和优化方案。关键词：胶料配方、设备、炼胶工艺、质量控制江阴职业技术学院毕业论文（设计）IIAbstractButyl rubber (IIR) is the worlds fourth largest synthetic rubber (SR) adhesive, Is the product of isobutylene and isoprene cationi
3、c polymerization catalyzed by Friedel-Craft catalyst. Butyl rubber has excellent air tightness, water tightness and excellent weather resistance and chemical corrosion resistance, is a kind of tube and tubeless tire seal liner irreplaceable. This paper introduces the present status of production tec
4、hnology of butyl rubber, focuses on the formulation, butyl rubber mixing equipment, mixing process, summed up the different characteristics of different mixing device and mixing methods advantages and disadvantages, and based on the analysis of influence factors of butyl rubber mixing quality, and f
5、inally with the mix quality detection standard to analyze the common quality problems and put forward reasonable suggestions and optimization scheme.Key word: The formulation equipment mixing process quality control江阴职业技术学院毕业论文（设计）III目 录摘要Absract第一章 丁基橡胶概述11.1 丁基橡胶介绍11.2 丁基橡胶的炼胶原材料11.3 丁基橡胶的应用与发展3第二
6、章 丁基橡胶的混炼设备52.1 密炼设备52.1.1 密炼机结构52.1.2 密炼机操作方法62.2 开炼设备72.2.1 开炼机结构72.2.2 开炼机操作方法8第三章 丁基橡胶的混炼工艺93.1 丁基橡胶混炼配方93.2 丁基橡胶混炼工艺流程93.2.1 上料辅机系统93.2.2 胶料混炼系统103.2.3 下料辅机组103.3 混炼工艺参数113.4 混炼胶的混炼特性11第四章 丁基橡胶混炼质量控制134.1 密炼工艺对质量的影响134.2 开练工艺对质量的影响134.3 配方对质量的影响154.4 混炼胶的质量检测控制15结论17参考文献18致谢19江阴职业技术学院毕业论文（设计）-
7、1 -第一章 丁基橡胶概述1.1 丁基橡胶介绍丁基橡胶（简称 IIR）是世界上第四大合成橡胶（SR）胶种，是异丁烯和异戊二烯在 Friedel-Craft 催化剂作用下进行阳离子聚合反应的产物，外观为白色或淡黄色晶体，无臭无味，玻璃化温度很低，不溶于乙醇和丙酮。丁基橡胶的性能主要由聚异丁烯主链及其不饱和度极底的结构所决定，其不饱和度仅为 0.5%3.3%(mol) 约为天然橡胶的 1/50，因此丁基橡胶具有一系列的优良特性。丁基橡胶具有良好的气密性，气体通过聚合物的扩散速度和聚合物分子的热运动有关，丁基橡胶分子链中侧甲基排列密集，限制了聚合物分子的热运动，因此透气率低，气密性好。丁基橡胶具有良
8、好的热稳定性，丁基橡胶硫化胶具有优良的耐热稳定性硫磺硫化的丁基橡胶可在 100或稍低温度下于空气中长期使用，用树脂硫化的丁基橡胶使用温度可达 150200。丁基橡胶的热氧老化属降解型，老化趋向为软化。丁基橡胶具有良好的耐臭氧和耐天候老化性，丁基橡胶分子链的高饱和度使之具有很高的耐臭氧和耐天候老化性耐臭氧性能约优于天然橡胶，丁苯橡胶的 10 倍。丁基橡胶具有吸能性（减震性能），丁基橡胶分子结构中缺少双键，且侧链甲基分布密度较大因此具有良好的吸收震动和冲击能量的特性，在很宽的温度范围内(-30-50)丁基橡胶的回弹特性都不大于 20%，这表明了丁基橡胶的吸收机械性能的能力优于其它橡胶，丁基橡胶在高
9、变形速度下的阻尼性质是聚异丁烯链段所固有的，在很大程度上，它不受使用温度，不饱和度水平，硫化状态和配方变化的影响。丁基橡胶具有良好的化学稳定性，丁基橡胶的高饱和结构,使之具有较高的化学稳定性。丁基橡胶特别耐动植物油，对多数无机酸和有机酸都具有良好的抗侵蚀性，虽然它不耐浓氧化酸，如硝酸和硫酸，但是能耐非氧化酸和中等浓度的氧化酸，并耐碱溶液和氧化还原溶液。在 70%的硫酸中浸泡 13 周后，丁基橡胶强度和伸长率几乎没有损失,而天然橡胶和丁苯橡胶性能已严重下降。1.2 丁基橡胶炼胶原材料(1)生胶橡胶：提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。高弹性的高分子化
10、合物。分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。生胶稳定性差，不易保存。使用温度 范围：约45100。主要用江阴职业技术学院毕业论文（设计）- 2 -于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护 套、保护罩；耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里；耐燃的地下采矿用橡胶制品，以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂等。丁基橡胶（IIR）是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。 最大特点是气密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐热性较高，长期工作温度可在 130以下；能耐无机强酸（如硫 酸、硝
11、酸等）和一般有机溶剂，吸振和阻尼特性良好，电绝缘性也非常好。缺点是弹性差，加工性能差，硫化速度慢，粘着性和耐油性差。使用温度范围：约40120。 主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防震制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。（2）配合剂在生胶中加入的各种原材料，统称为橡胶配合剂，常见的橡胶配合助剂参见表 1.1。软化增塑体系：分为软化剂及增塑剂两种、 软化剂：物理增塑剂一般为软化油，通过降低分子间作用力 达到软化效果，加入后可以降低材料硬度，改善低温性能等。增塑剂：化学增塑剂，加入后可以使橡胶分子发生断裂，从而达到增塑效果。硫化体系：硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂。由于硫化
12、剂不同所以硫化体系一般有：硫磺硫化体系（S-80GA） ；及载硫剂硫化过氧化物硫化（F-40、DCP99% 、DCP40% ） ；金属氧化物硫化（ZnO-A ） 。补强填充体系：包括补强剂和填充剂。补强剂：指填充后起到显著补强作用的助剂。防老化体系：橡胶制品在贮存和使用一定时间以后，就会变硬、龟裂的发粘，以至不能使用，这种现象称之为“老化” 。为了获得经久耐用的橡胶制品，就要在胶料配方中加一些能抑制上述导致橡胶老化的物质。防老剂一般指蜡，它可以析出到橡胶表面形成一层保护膜，但在介质中或动态条件下无作用。江阴职业技术学院毕业论文（设计）- 3 -表 1.1 常见橡胶中的配合助剂列表作用 橡皮组成
13、材料 含义 常用配合剂举例硫化剂 使塑性橡胶转化为弹性橡皮 硫磺粉，TMTD，DCP，氧化锌，氧化镁，硫化促进剂 促进橡皮硫化，缩短硫化时间MBT， DM，DPG，TMTD，NA-22硫化体系活化剂 增大硫化剂和促进剂的活性 氧化锌，氧化镁，硬脂酸，抗氧剂 防止和延迟橡皮氧化老化 D，RD，抗臭氧剂 防止臭氧老化有害金属抑制剂 防止橡皮老化 MB，DNP，防老剂光吸收剂 防止和延迟橡皮光氧老化避鼠剂 防止鼠害杀蚁剂 杀灭白蚁防护体系其它防护剂 防霉剂 防止霉菌繁殖软化体系 软化剂 调节橡皮塑性和柔软性 石蜡，机油，硬脂酸，变压器油，M，DM补强剂 提高橡皮弹性、耐磨性、抗撕裂性、抗张强度、耐曲挠性炭黑、陶土、白炭黑填充补强体系填充剂 增加橡皮容积，降低成本 滑石粉、碳酸钙着色剂 使橡皮具有所需颜色 炭黑阻燃剂 使橡皮具有难燃性能 三氧化二锑、氯化石蜡导电剂 石墨特殊用途体系其它注：硫化剂 TMTD：二硫化四甲基秋兰姆；硫化剂 DCP： 过氧化二异丙苯；促进剂MBT 或 M：2-硫醇基苯并噻唑；促进剂 DM：二硫化二苯并噻唑；促进剂 DPG 或 D：二苯胍；促进剂 NA-22：乙烯基硫脲；防老剂 D：苯基-2- 萘胺；防老剂 MB：硫醇基苯胼咪唑。1.3 丁基橡胶的应用与发展丁基橡胶是世界上
