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1、橡胶制品快速入门基础知识之塑炼工艺1、胶料为什么要塑炼？塑炼的目的有哪些？橡胶具有良好的弹性，但这种宝贵性能给制品生产带来极大的困难，如果不 首先降低生胶的弹性，在加工过程中，大部分机械能就被消耗在弹性变形上，且 不能获得甩需要的形状橡胶加工工艺对生胶可塑性有一定要求，例如混炼一般需 要门尼粘度在60左右，擦胶要求胶料门尼粘度在 40左右，否则无法顺利操作， 有些生胶很硬，粘度很高，缺乏基本的，必需的工艺性能良好的可塑性。为 了满足各项工艺要求，必须进行塑炼，使生胶在机械、热、化学等作用下切断分 子链，降低分子量。使橡胶暂时失去弹性而变成柔软的可塑的塑炼胶。可以说， 生胶塑炼是其他工艺过程的基
2、础。生胶塑炼的目的在于：一是使生胶获得一定的可塑性，使之适合混炼，压延、 压出、成型，硫化以及胶浆，海绵胶制造等工艺加工过程的要求；二是使生胶的 可塑性均匀化，以便制得质量均匀的胶料。2、生胶经塑炼后，其物理化学性质有什么变化？加工工艺对生胶的可塑性有什 么要求？过大或过小有何不好？生胶经塑炼后，由于受着强的机械力作用和氧化作用，橡胶的分子结构和分 子量都会发生一定的变化，因而物理化学性质也会发生变化。表现在：弹性降低、 可塑性增加，溶解度增大，橡胶溶液的粘度降低，胶料的粘着性能提高。但随着 生胶可塑性增大，硫化胶的机械强度降低，永久变形增大，耐磨耗和耐老化性能 都降低。因此生胶的塑炼只对橡胶
3、的加工过程有利，而对硫化胶的性能不利。生胶的可塑性要求适当，过大或过小都会产生不好的效果。生胶的可塑性过大， 会使硫化胶的物理机械性能降低，影响制品的使用性能。生胶的可塑性过低，则 会造成工艺加工困难，使胶料不易混炼均匀；压延，压出时半成品表面不光滑； 收缩罚大，不易掌握半成品尺寸；压延时胶布难于擦进织物中，造成挂胶帘布掉 皮等现象，大大降低与料层间的附着力。可塑性如果不均也会造成胶料的工艺性 能和物理机械性能不一致。因而，橡胶加工工艺对生胶的可塑性都有一定的要求。一般来说：供涂胶、浸胶、 刮胶和制造海绵胶等用的胶料，要求可塑度较高；要求物理机械性能高，半成品 挺性好的胶料及模压用胶料，可塑性
4、宜低；压出胶料的可塑性度则介于两者之间。 以下是常用塑炼胶的可塑性。塑炼种类可塑度（威）塑炼胶种类可塑度（威）胶布胶浆用塑炼胶海绵用塑炼胶0.50-0.60含胶率45%以上0.52-0.56压出用塑炼胶含胶率45%以下0.56-0.60胶管外层胶0.30-0.35传动带布层擦内层胶0.25-0.30胶用塑炼胶0.49-0.55胎面胶0.22-0.24薄膜压延用塑炼胶胎侧胶0.35左右膜厚1.0毫米发上0.35-0.45内胎胶0.42左右膜厚0.1毫米以下0.47-0.56缓冲层帘布三角带线绳浸胶用塑炼胶0.50左右用塑炼胶0.50左右3、确定生胶的塑炼程度时要考虑哪些因素？生胶的塑炼程度主要是
5、根据各种工艺和制品对塑炼胶的可塑性要求来确定的。生 胶的可塑性是关系到制品整个制造过程进行的难易，直接影响到硫化胶的物理机 械性能及制品使用性能的重要性质。因而把生胶的可塑性作为塑炼胶的主要质量 标准。也作为确定生胶的塑炼程度的工艺标准。塑炼就是要求制造具有适当可塑 度的塑炼胶。在实际生产中对生胶的塑炼要适可而止，在保证满足工艺加工过程 需要的前提下，尽量避免作过度的塑炼。在确定生胶的塑炼程度时，同时也要考虑到生胶具有初始可塑性，一种生身都具 有一定的可塑性，不同的生胶其可塑性大小不同。因此要根据其初始可塑性大小 来确定其是否在进行塑炼和塑炼程度。如软丁苯胶，软丁晴以及恒粘，低粘系列 的标准胶
6、，它们的门尼粘度在 60以下，可塑性较大，这些生胶就不需要进行塑 炼或需轻微塑炼。塑炼胶的制成混炼胶后，可塑度在有一定的增加，在确定生胶的可塑度时也必须 考虑这个因素的影响。4、可塑度的测定方法有哪些？各是如何表示的？胶料的可塑度有测定通常采用的方法有三种：威廉氏法，门尼粘度法和德费硬度 法。1) 威廉氏法是根据试样在两平行板间受负荷作用所发生的高度可塑变化来确定，测定时将直径为16毫米，高10毫米的圆柱体试样在70C温度下，先预热 30 分钟，然后在两平板负荷(5 公斤)下压缩3 分钟。除去负荷后在室温 下经 3 分钟恢复。然后根据高度的压缩变形量及除掉负荷后的变形恢复量， 来计算试样的可塑
7、度P。P=(h0-h2)/ (h0+h1)式中：ho试样原咼h 试样压缩 3 分钟后高度1h 去掉负荷恢复 3 分钟后的高度。2如果：h =h =0 则P=1为绝对流体21h=ho 则 P=O 是绝对弹性体2故威氏可塑度的取值范围在 0-1 之前，数值越大表示可塑度越大。2）门尼粘度法是根据试样在一定温度，时间和压力下，在转子和模腔之间变形 时所受的扭力来确定可塑度。测量结果用门尼粘度表示。符号为MLl+4100C 其 中M为门尼粘度，L为测量时采用大转子，数字分别表示在100C下预热1分钟。 转子转动4分钟时所取读数。门尼粘度值在0-200之间，数值越大，则可塑度越 大。门尼粘度法还可简便地
8、侧出胶料的焦烧时间3）德费硬度法是根据标准试样在一定温度和时间内压至规定高度所需要的重荷 （克）来确定。数值范围在 0-2000 之间，数值越大表示可塑性越低，5、生胶塑炼获得可塑性的基本原理是什么？橡胶的可塑性与其分子量有着密切的关系。分子量越小，粘度越低，则可塑度越 大，生胶在塑炼可分塑度增加是通过分子量的降低来获得的，因此，塑炼的基本 原理就是：橡胶在氧、热和机械力等因素的作用下，分子链发生断裂，大分子变 小，分为量降低，因而使其弹性降低，塑性增加。橡胶塑炼一般是将生胶置于炼胶中进行扎炼，其机理可归纳两方面：一是机械作 用使分子链断裂，二是氧的作用使分子链氧化裂解。橡胶在塑炼过程中以下两
9、种 情况同时存在，在低温时以机械作用为主，高温时以氧化作用为主。6、影响橡胶塑炼效果的因素有哪些？塑炼过程实质上是橡胶的大分子断裂，大分子链由长变短的过程。因此，塑炼效 果与分子链断裂的影响因素有关。影响因素如下：1）机械力的作用：塑炼时，生胶在塑炼机械剧烈的拉伸，挤压和剪切力作用下， 分子链被拉直，致使分子在中央部位发生断裂。机械力主要对分子量大的部分起 作用，对分子量大的部分不起作用。因此在机械力作用下，橡胶的平均分子量变 小，分子量分布变窄，但下降一定程度时，再经塑炼，分子量分布变化就下大了。2）氧的作用：氧在橡胶塑炼过程中起着重要作用，其作用有两方面：一是稳定 由机械力切断所生成的游离
10、基，二是直接使橡胶的分子链产生氧化断链。3）静电作用：在塑炼中，生胶和辊筒之间的摩擦产生静电，并在生胶表面形成 很高的电压，通过与辊筒表面的放电作用而产生电火花，致使邻近处空气中的氧 活化，变为原子态氧和臭氧，结果加速橡胶分子的氧化断链反应。4）热的作用：热对塑炼效果具有重要影响、以天然胶为例：在低温时（110C以 下）塑炼效果不随升温而增大，而相反减少。在高温时（110C以上），温度升 高，塑炼效果增加。温度对塑炼效果的影响曲线是“V”形的，中间范围（110C） 塑炼效果最低，其他橡胶也一样，只是由于特性不同，最低塑炼效果的温度范围 不同，但塑炼温度效果曲线基本形状是相似的。5）化学塑解剂的
11、影响：化学塑解剂即化学增塑剂，是通过化学塑解作用用来使 橡胶增加塑性的。在塑炼中添加一些化学塑解剂，能提高塑炼效率，其作用原理 与氧相似，但本身不参加反应，也不会被消耗。在塑炼晨常常加促进剂 M， DM， 这时，它们就是起化学塑解剂的作用。7、温度对塑炼效果的影响曲线为什么呈“V”形？在低温，主要是靠机械破坏作用引起橡胶大分子降解，从而获得塑炼效果，温度 越低，生胶的粘度越大，塑炼时所受的作用力也越大，机械作用对橡胶分子链的 断链也越剧烈。随着温度升高，胶料变软，橡胶所受到的机械力作用减少。使塑 炼效果降低，因而塑炼效果曲线下降。当曲线下降到100C左右时，曲线开始上升，这时因为在高温时（10
12、0C以上称 高温区），氧化作用开始变得剧烈，此时，生胶的塑炼以氧化作用为主，机械力 作用为付。随着温度升高，氧化作用越来越剧烈，增加了橡胶分子链的断裂反应， 使塑炼效率增加。在低温区和高温区界的温度范围，氧化作用不显著，而生胶又变得很软，机械力 作用不显著，因而，塑炼效果最低。温度对塑炼效果曲线呈“V”形。掌握这个 规律，可以避免在最低塑料效果的温度范围内进行塑炼。8、叫热可塑性？何谓发段塑炼？当温度升高时，生胶因软化而呈现一定的可塑性，但这种由于加热作用而获得的 可塑性，并非真实的可塑性，它是不稳定的，可逆的，当温度下降时它又会随之 消失，这种可塑性通常称为热可塑炼或假可塑性。在进行压延、压
13、出时，胶料通常要进行热炼，其目的之一就是提高胶料的热可塑 性，使之便于压延压出。但在塑炼中要获得的是真实的可塑性。在低温区塑炼时， 温度升高，胶料变软，橡胶分子链所受到的机械作用力减小，因而会出现热可塑 性。因此用开炼机塑炼时，温度应尽量低，塑炼时间也宜短，不超过 20分钟， 因生胶的温度会随塑炼时间增高，因此生胶要取得较大的可塑性时，最好采取分 段塑炼的方法。分段塑炼即将塑炼过程分为若干段完成，每段塑炼后生胶需充分 停放冷却（4-8 小时）。这样可得到较高的塑炼效果。9、各种塑炼设备的塑炼原理及其优缺点。生胶塑炼通常可以用开塑机，密塑机或螺杆塑炼机等设备进行。开炼机塑炼，是将生胶置于开炼机辊
14、筒之间，借助辊筒的剪切力作用使橡胶分子 链受到拉伸断裂，从而获得可塑性。用开炼机塑炼属低温塑炼，塑炼胶质量好， 收缩小，适用于胶种变化多和耗胶量少的工厂。比较灵活，投资较少，但生胶效 率低，操作条件差。密炼机塑炼：生胶在密炼中受高温和强机作用产生剧烈氧化，使分子链断裂而获 得可塑性。与开塑机比较，机械作用复杂，生胶在密炼室中不仅在转子与腔壁之 间受剪切力和摩擦力作用，而且还受上顶栓的外压，属高温塑炼，塑炼效果较大， 不能从外部观察塑炼状况，只能凭借负荷电流或温度计来控制，操作较安全。密 炼机塑炼的胶料可塑性一比较均匀一致，生产能力大，劳动强度低，耗电少，选 用于耗胶量大，胶种变化少的工厂。但胶
15、料会受到高温氧化裂解作用，使硫化胶 的物理机械性能有所下降。螺扦机塑炼：与塑炼机大致适同，特点是产率高，而且连续化，耗电少，设备成 本低，但易产生可塑性不均匀的现象，常需开炼机补充加工。螺扦机塑炼时由于 螺杆旋转，产生强烈的机械搅拌和剪切作用，同时温度迅速升高（150C180C）, 产生高温度氧化作用，使生胶分子链断裂，从而获得塑炼效果。10、开炼机塑炼的操作方法有哪些？1）薄通法：生胶不包辊，通过 0.51 毫米的辊距，然后让其自然地落到开炼机 的低秀盘上，再将底盘上的胶拿起扭转90投入辊筒上，反复多次，直到可塑 性达到要求为止。薄通法对各种橡胶的塑炼都普遍适用。而且塑炼效果好，胶料 质地均匀。2）包辊塑炼，将生胶包在前辊上让其自然反复过辊塑炼，直至规定的时间为止。 这种方法由于辊距较大（510 毫米）胶料不易散热，温度容易升高。塑炼效果 较差，塑炼胶质量不大均匀。但劳动强度较小，易于操作。3）爬架子法：将生胶在炼机上过辊后即引上一个装有运输带的架子上，运行一 段距离再返回塑炼。特点是胶料散热较好。塑炼效果比包辊法好。4）机组连续塑炼法：将几如开炼排列组成机组，用运输带连接进行连续塑炼。此法塑炼效果高，生产能力大，可连续法地操作。但需用的设备多。11、开炼机塑炼的工艺条件有哪些？ 辊温：尽可能低，通常宜
