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橡胶工程试验讲义-材料科学与工程学院
高分子材料科学与工程专业
橡胶工程实验讲义
沈阳化工学院材料科学与工程学院
高分子材料与工程教研室
2007.11
- 1 -
目 录
实验一 塑炼工艺实验 2
实验二 混炼工艺实验 5
实验三 橡胶硫化特性曲线测试 9
实验四 橡胶硫化工艺实验 12
实验五 邵氏硬度测试 15
实验六 拉伸性能测试 18
实验七 阿克隆磨耗实验 21
实验八 屈挠龟裂实验 24
实验九 热空气老化实验 26
实验十 橡胶电性能的测试 28
实验十一 高分子材料阻燃性测试 30
- 1 -
实验一 塑炼工艺实验
一、 塑炼的意义
在橡胶加工过程中,对生胶的可塑性是有一定要求的。而有些生胶很硬、粘度很高、缺
乏基本的、必须的工艺性能——良好的可塑性。为了满足工艺的要求,必须进行塑炼。
经过塑炼的生胶,可塑度将有很大的提高,配合剂易于混入,便于压延、压出、模型花
纹清晰、形状稳定,增加了压型、注压胶料的流动性,使胶料易于渗入前卫,并能提高胶料
的溶解性和粘着性。经过塑炼的生胶在混炼时能和活性填充剂、硫化促进剂等发生化学反应,
对硫化速度和结合凝胶生成量也产生一定影响。另外,生胶经过塑炼,质地均一对硫化胶的
物理机械性能也有所改善,故塑炼是橡胶加工中的基础工艺之一,是其他加工过程的基础。
二、 塑炼设备——开放式炼胶机
实验室内现广泛使用 6 寸开放式炼胶机进行生胶塑炼。该机主要工作部分是安装在机架
上的两个中空辊筒,后辊的轴承座在机架上并前后位置固定。前辊的走成座能前后移动,可
借安全调距装置调节辊距以适应操作要求。在辊筒上面设有挡胶板和急刹车装置以适应不同
胶量的塑炼、混炼及一旦发生事故时立即刹车用。
机器的传动:是由机箱内的减速电动机通过传动齿轮带动后辊回转,再通过一对速比齿
轮带动前辊回转,使两个辊筒以不同速度相对回转,前辊转速为 11 米/分,后辊转速为 13.5
米/分。前后两辊转速之比称为速比,本机以速比为 1:1.22 回转对声胶施加剪切力。
加热、冷却部分:辊筒内设有带孔眼的水管可以使冷却水流过并喷向辊筒内表面,降低
辊温,冷却水流出滚筒经排水漏斗排出。当辊筒内水管通蒸汽时,可用以声高辊温(或用其
它建议办法预热辊筒)。
三、 塑炼机理
这里讲的低温塑炼的机理也就是机械塑炼。生胶在开放式炼胶机的辊筒上,直接受到机
械力的反复作用,异常庞大的橡胶分子在剪切力的作用下,沿着流动方向伸展,使其橡胶分
子链上产生局部应力集中,致使分子链断裂,断裂的分子链成了活性游离基,活性游离基与
周围的氧或其它游离基接受体结合而稳定,形成了较短的分子,因而增加了可塑度即:
R — R ——〉2R.
R + O2 ——〉ROO.
在机械塑炼中,由于生胶随着温度降低而粘度增大,作用到生胶的剪切力就增大,使生胶分
子短裂的作用也就加强了,可塑度增加了也就快,故在机械塑炼中一般采用较低的辊温进行,
因而称为低温塑炼。
四、 影响开炼机塑炼的因素
从上述开炼机塑炼机理可知:凡是影响胶温和机械作用力的有关设备特性和工艺条件都
是影响塑炼效果的重要因素,这些因素有辊温、辊距、时间、塑解剂和操作熟练程度等。其
中辊速和速比取决于设备和特性,一般为不变因素,其它因素则均可改变。
1. 辊温:塑炼温度对可塑度的获得影响很大,温度越低,塑炼效果越大。椐试验证明
可塑度 P 在100℃以下与辊温 T 的平方根成反比:
- 2 -
P t
t 1 2
P t
t 2 1
为
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