塑炼 材料工程111 梁爽.ppt

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1、橡胶的塑炼223宿舍一、生胶塑炼的意义将生胶经过机械加工、热处理或加入某些化学助剂，使其由强韧的弹性状态转变为柔软而便于加工的塑性状态，这种借助机械功或热能使橡胶软化为据有一定可塑性的均匀物的工艺过程称之为塑炼。经塑炼而得到的据有一定可塑性的生胶称为塑炼胶。塑炼胶的目的：1。生胶的可塑性增大，以利混炼时配合剂的混入和均匀分散；2.改善胶料的流动性，便于压延、压出操作，使胶坯形状和尺寸稳定；3.增大胶料黏着性，方便成型操作；4.提高胶料在熔剂中的溶解性，便于制造胶浆，并降低胶浆黏度，使之易于渗入纤维孔眼，增加附着力；5.改善胶料的冲模型，是模型制品的花纹饱满清晰。塑炼机理 生胶塑炼是使生胶由弹性

2、状态转变为可塑性状态的工艺过程，而生胶可塑性提高的实质就是橡胶的长链分子断裂，变成分子量较小的、链长较短的分子结构。影响橡胶分子链断裂的因素（1）机械力的作用 橡胶置于炼胶机中塑炼时，会受到炼胶机辊筒间剪切力作用，分子链会被拉直，并使分子链在中间部位发生断裂。（2）氧的作用 没有氧的作用，塑炼是不能得到预期效果的。（3）温度的作用 温度对橡胶的塑炼效果有着重要的影响，不同温度范围对塑炼的作用是不同的。（4）化学塑解剂的作用 化学塑解剂在塑炼过程中的增塑作用一是增塑剂本身受热、氧的作用分解生成自由基，而导致橡胶分子发生氧化降解；另一个作用是封闭塑炼时橡胶分子连断裂的端基，使其失去活性，阻止其重新

3、结聚。因此，化学塑解剂实在上可看作是一种氧化催化剂，其生成自由基能力越大，塑解能力也越大。化学增塑剂的增塑作用随温度增高而增大。（5）静电的作用 塑炼时，生胶受到炼胶机的剧烈摩擦而产生静电。这种放电作用促使生胶表面的氧激发活化，生成原子态氧和臭氧，从而提高氧对橡胶分子链的断链作用。二、准备工艺1烘胶烘胶 NR烘胶温度一般在烘胶温度一般在5060，时间为2436，冬季加冬季加热时间为3672h。CR烘胶温度一般在烘胶温度一般在2440，时间为46h。烘胶温度不宜烘胶温度不宜过高，否高，否则会影响橡胶的物理会影响橡胶的物理机械性能。机械性能。2切胶切胶 用切胶机将生胶切成小用切胶机将生胶切成小块，

4、每，每块重量重量视胶种胶种而异，而异，NR每每块1020kg，CR每每块不超不超过10kg。3破胶破胶 橡胶橡胶块需用破胶机破胶，以便塑需用破胶机破胶，以便塑炼。破胶。破胶辊距一般距一般为23mm，辊温控制在温控制在45以下。以下。三、开炼机塑炼工艺（一）开（一）开炼机塑机塑炼的原理的原理 开开炼机的两个机的两个辊筒以不同的筒以不同的转速相速相对回回转，胶料放到两胶料放到两辊筒筒间的上方，在摩擦力的作用的上方，在摩擦力的作用下被下被辊筒筒带入入辊距中。由于距中。由于辊筒表面的旋筒表面的旋转线速度不同，使胶料通速度不同，使胶料通过辊距距时的速度不同的速度不同而受到摩擦剪切作用和而受到摩擦剪切作用

5、和挤压作用，胶料反复作用，胶料反复通通过辊距而被塑距而被塑炼。（二）开（二）开炼机塑机塑炼的工的工艺方法方法1包包辊塑塑炼法法 把胶片包在前把胶片包在前辊上，上，让其自然地反复其自然地反复过辊塑塑炼，直至达到，直至达到规定的可塑度要求定的可塑度要求为止。止。缺点：塑缺点：塑炼时间长，效率低，最，效率低，最终获得的可塑度也得的可塑度也较低。低。又分又分为：一段塑一段塑炼：塑：塑炼时间长，效率低，不适用于可塑度要求，效率低，不适用于可塑度要求较高的生胶塑高的生胶塑炼。分段塑分段塑炼：包：包辊塑塑炼1015min，下片、冷却、停放，下片、冷却、停放48h后，后，再再进行下一次塑行下一次塑炼，直至达到

6、要求的可塑度，直至达到要求的可塑度为止。通常分止。通常分为两两段塑段塑炼和三段塑和三段塑炼，具体依可塑度要求而定。，具体依可塑度要求而定。2薄通塑薄通塑炼法法 辊距在距在1mm以下，胶料通以下，胶料通过辊距后不包距后不包辊而直接落到接胶而直接落到接胶盘，让胶料返回到胶料返回到辊距上方重新通距上方重新通过辊距，距，这样反复数次。反复数次。优点：胶料散点：胶料散热快，冷却效果快，冷却效果较好，塑好，塑炼胶可塑度均匀，胶可塑度均匀，质量高，能达到任意的塑量高，能达到任意的塑炼程度。程度。3化学增塑塑化学增塑塑炼法法 采用化学塑解采用化学塑解剂增加塑增加塑炼效果，提高塑效果，提高塑炼生生产效率并效率并

7、节约能耗。化学塑解能耗。化学塑解剂应以母胶的形式使用，并以母胶的形式使用，并应适当提高开适当提高开炼机机的的辊温。温。（三）开（三）开炼机塑机塑炼的影响因素的影响因素1装胶容量装胶容量 装胶容量取决于开装胶容量取决于开炼机的机的规格，容量大，散格，容量大，散热困困难，胶温升，胶温升高，降低塑高，降低塑炼效果；容量效果；容量过小小则降低生降低生产效率。效率。2辊距距 辊距越小，机械塑距越小，机械塑炼效果越明效果越明显。薄通。薄通时实际使用使用辊距一般距一般为0.51mm。3辊速和速比速和速比 辊距一定，提高开距一定，提高开炼机的机的辊速或速比会增大胶料的机械剪切速或速比会增大胶料的机械剪切作用，

8、从而提高机械塑作用，从而提高机械塑炼效果。开效果。开炼机的速比一般在机的速比一般在1.151.27之之间。速比。速比过大，升温加快。大，升温加快。4辊温温 辊温低，塑温低，塑炼效果好。效果好。辊温温过低容易造成低容易造成设备超超负荷而受到荷而受到损害。塑害。塑炼温度与生胶胶种有关，如温度与生胶胶种有关，如NR通常控制前通常控制前辊温度在温度在4555，后，后辊温度在温度在4050为宜。宜。5塑塑炼时间 在塑在塑炼过程的最初程的最初1015min，胶料的，胶料的门尼粘度迅速降低，此后尼粘度迅速降低，此后渐趋缓慢。慢。6化学塑解化学塑解剂 使用塑解使用塑解剂能提高塑能提高塑炼效果，效果，缩短塑短塑

9、炼时间，减小，减小弹性复原。使用化学塑解性复原。使用化学塑解剂时，适当提高温度会提高塑适当提高温度会提高塑炼效果，塑效果，塑炼温度一温度一般以般以7075为宜。宜。塑解塑解剂的用量，在的用量，在NR中一般中一般为生胶重量生胶重量的的0.10.3%，合成橡胶，合成橡胶则应增大到增大到23%三密三密炼机塑机塑炼工工艺优点：自点：自动化程度高，生化程度高，生产效率高，效率高，节能，能，劳动强度低；度低；缺点：温度高，冷却困缺点：温度高，冷却困难，易，易过炼，出料，出料为无定形状，需要配无定形状，需要配备相相应的的压片机片机（一）密（一）密炼机的工作原理机的工作原理物料从加料斗加入密物料从加料斗加入密

10、炼室后，加料室后，加料门关关闭，压料装置的料装置的上上顶栓降落，栓降落，对物料加物料加压。物料在上。物料在上顶栓栓压力及摩擦力力及摩擦力的作用下，被的作用下，被带入两个具有螺旋棱、有速比的、相入两个具有螺旋棱、有速比的、相对回回转的两的两转子的子的间隙中，致使物料在由隙中，致使物料在由转子与子与转子，子，转子子与密与密炼室壁、上室壁、上顶栓、下栓、下顶栓栓组成的捏成的捏炼系系统内，受到内，受到不断不断变化和反复化和反复进行的剪切、撕拉、行的剪切、撕拉、搅拌和摩擦的拌和摩擦的强烈烈捏捏炼作用，从而达到塑作用，从而达到塑炼的目的。的目的。物料在密物料在密炼室中主要受到几种作用：室中主要受到几种作用

11、：1转子子间及及转子与混子与混炼室内壁室内壁间的作用；的作用；2转子棱子棱间的的搅拌作用；拌作用；3转子子轴向的往复切割作用。向的往复切割作用。（二）密（二）密炼机塑机塑炼的工的工艺方法方法 密密炼机塑机塑炼的工的工艺方法有一次塑方法有一次塑炼法、法、分段塑分段塑炼法和化学增塑塑法和化学增塑塑炼法三种。法三种。（三）影响密（三）影响密炼机塑机塑炼的因素的因素1温度温度 密密炼机塑机塑炼属高温塑属高温塑炼，生胶在密，生胶在密炼机内受机内受高温及高温及剧烈的机械剪切作用，以高温氧化烈的机械剪切作用，以高温氧化为主，主，可在短可在短时间内内获得所需要的可塑度，一般密得所需要的可塑度，一般密炼机机的塑

12、的塑炼温度温度为120以上，有的甚至可达到以上，有的甚至可达到160，但温度，但温度过高会高会导致橡胶物理机械性能下降。致橡胶物理机械性能下降。一般一般NR塑塑炼时的温度不超的温度不超过155为宜。采用宜。采用密密炼机塑机塑炼合成橡胶，以免合成橡胶，以免产生凝胶。温度范生凝胶。温度范围要要视胶种具体特性而定。胶种具体特性而定。对于于SBR，温度，温度应控制控制在在155以下，以免以下，以免产生凝胶。使用塑解生凝胶。使用塑解剂时，塑塑炼温度可控制在温度可控制在1602转速速 转速快，塑速快，塑炼效率高。效率高。转速从速从25转提高到提高到75转，塑，塑炼时间从从30min缩短到短到10min。转

13、速的提速的提高必然会加速胶料生高必然会加速胶料生热升温，因此必升温，因此必须加加强冷却。冷却。3时间 用密用密炼机塑机塑炼，胶料的可塑度随塑，胶料的可塑度随塑炼时间的的增加而增加。使用塑解增加而增加。使用塑解剂进行塑行塑炼时，塑，塑炼效果效果会提高，塑会提高，塑炼时间可可缩短短30%50%。4上上顶栓栓压力力 上上顶栓必栓必须加加压，以增加，以增加转子子对胶料的剪切作用。胶料的剪切作用。压力力过小，不能小，不能压紧胶料，但胶料，但压力力过大，又会造成大，又会造成设备负荷荷过大。上大。上顶栓栓压力一般力一般为0.50.8MPa。5装胶容量装胶容量 各种各种规格密格密炼机的装胶容量机的装胶容量为密

14、密炼室容室容积的的48%62%。6化学塑解化学塑解剂 密密炼机塑机塑炼温度高，采用化学塑解温度高，采用化学塑解剂增塑法合理增塑法合理有效，不有效，不仅能充分地能充分地发挥塑解塑解剂的增塑效果，而且在的增塑效果，而且在同同样条件下会降低排胶温度，提高塑条件下会降低排胶温度，提高塑炼胶胶质量。量。四螺杆塑四螺杆塑炼机塑机塑炼工工艺（一）螺杆塑（一）螺杆塑炼机工作原理机工作原理 在螺杆塑在螺杆塑炼机中，生胶一方面受到螺杆机中，生胶一方面受到螺杆的的强烈的机械烈的机械搅拌作用，另一方面，由于生拌作用，另一方面，由于生胶受螺杆与机身内壁的摩擦胶受螺杆与机身内壁的摩擦产生大量的生大量的热，温度高达温度高达

15、150180，从而加速氧化裂解，从而加速氧化裂解，获得塑得塑炼效果。效果。优点：能点：能连续生生产，生，生产能力大，适用能力大，适用于大型于大型轮胎厂。胎厂。缺点：排胶温度高，塑缺点：排胶温度高，塑炼胶的胶的热可塑性可塑性大，大，质量不均，排胶不量不均，排胶不规则。（二）影响螺杆塑（二）影响螺杆塑炼机塑机塑炼的因素的因素1塑塑炼温度温度 若温度偏低，若温度偏低，设备负荷偏大，塑荷偏大，塑炼胶胶可塑度偏低，且不均匀若温度太高，易使可塑度偏低，且不均匀若温度太高，易使大分子大分子链过度氧化降解而度氧化降解而损害胶料害胶料质量。量。因此，塑因此，塑炼温度必温度必须控制在适当的范控制在适当的范围内。内

16、。NR塑塑炼温度一般控制在机尾温度一般控制在机尾60以下，以下，机身机身8090，机，机头90100，排胶温度，排胶温度180以下。以下。2喂料速度喂料速度 喂料速度要适当而均匀。速度喂料速度要适当而均匀。速度过快，胶料快，胶料在机筒内的停留在机筒内的停留时间短，塑短，塑炼不均匀，出不均匀，出现夹生生现象。速度太慢，不象。速度太慢，不仅降低生降低生产效率。效率。3排胶孔隙大小排胶孔隙大小 排胶孔隙大小依胶料塑排胶孔隙大小依胶料塑炼程度要求而定。程度要求而定。孔隙小，排胶速度和排胶量减小，胶料可塑度孔隙小，排胶速度和排胶量减小，胶料可塑度偏大，生偏大，生产效率降低。反之，出胶孔隙加大，效率降低。

17、反之，出胶孔隙加大，排胶量大，生排胶量大，生产能力提高，但塑能力提高，但塑炼胶的可塑度胶的可塑度偏低且不均匀。偏低且不均匀。常用橡胶的塑炼特性一橡胶塑一橡胶塑炼难易的原因易的原因1NR塑塑炼容易的原因容易的原因 （1）大分子中存在甲基和双）大分子中存在甲基和双键的共的共轭效效应，键能降低，易断裂；能降低，易断裂；（2）分子量大，易断）分子量大，易断链；（3）大分子断）大分子断链后生成的自由基后生成的自由基稳定定性高；性高；（4）大分子氧化生成的）大分子氧化生成的氢过氧化物分解氧化物分解导致大致大分子分子链断裂破坏。断裂破坏。二几种常用橡胶的塑二几种常用橡胶的塑炼特性特性1NR NR比比较容易容

18、易进行塑行塑炼，品种不同塑，品种不同塑炼特性不同。特性不同。烟片胶初始烟片胶初始门尼粘度尼粘度较高（一般在高（一般在95120之之间），必，必须进行塑行塑炼加工才能加工才能获得适当的可塑性。得适当的可塑性。SMR系列的系列的NR其初始其初始门尼粘度尼粘度较低（一般在低（一般在4075之之间），一般不需要塑，一般不需要塑炼。NR用开用开炼机塑机塑炼，通常采用低温（，通常采用低温（4050），），薄通塑薄通塑炼效果好。用密效果好。用密炼机塑机塑炼时，温度宜在，温度宜在155以下。以下。NR塑塑炼时，常加入化学塑解，常加入化学塑解剂来提高塑来提高塑炼效果。效果。2SBR（丁苯橡胶）（丁苯橡胶）软SB

19、R的初始的初始门尼粘度一般在尼粘度一般在5464之之间，不，不需需进行塑行塑炼。SBR采用机械塑采用机械塑炼效果不大，比效果不大，比较有效的方有效的方法法时采用高温塑采用高温塑炼法，以法，以130140温度最好，温温度最好，温度度过高易生成凝胶。高易生成凝胶。3BR（顺丁橡胶）丁橡胶）BR一般不需要一般不需要进行塑行塑炼。4CR（氯丁橡胶）丁橡胶）CR的初始的初始门尼粘度都尼粘度都较低，一般不需要低，一般不需要进行行塑塑炼。但在。但在储存存过程中其可塑性会下降，因此程中其可塑性会下降，因此CR仍需仍需经过塑塑炼加工，才能加工，才能获得所要求的可塑性。得所要求的可塑性。CR宜采用开宜采用开炼机机

20、进行塑行塑炼，低温薄通塑，低温薄通塑炼效效果最好。果最好。5IIR（丁基橡胶）（丁基橡胶）门尼粘度在尼粘度在3875之之间的品种一般不需要塑的品种一般不需要塑炼。IIR采用机械塑采用机械塑炼效果不大，但用密效果不大，但用密炼机在机在120以上，并且加入塑解以上，并且加入塑解剂进行高温塑行高温塑炼则可可取得取得较好的塑好的塑炼效果。效果。6NBR（丁（丁腈橡胶）橡胶）NBR的塑的塑炼应采用开采用开炼机在低温（机在低温（40以以下）、小下）、小辊距（距（1mm左右）、低容量（左右）、低容量（约为NR容量的容量的1/21/3）。一般不宜用开）。一般不宜用开炼机机进行塑行塑炼，NBR很易生成凝胶。很易生成凝胶。谢谢观赏