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橡胶基本加工工艺 吴明生 (青岛科技大学，高分子科学与工程学院) 主要内容 第一章 炼胶工艺 第二章 压延工艺 第三章 挤出工艺 第四章 硫化工艺 第一章 炼胶工艺 第一节 概述 第二节 炼胶准备工艺 第三节 炼胶工艺及理论 第四节 混炼胶的质量检验 第一节 概述 一、炼胶的内容及要求 1、内容 塑炼：使生胶有强韧的高弹状态转变为柔软而富有可塑 性状态的加工工艺过程。 混炼：将生胶与配合剂混合均匀，制备符合性能要求的 混炼胶的工艺过程。 2、要求 ① 可塑度大小合适且均匀； ② 配合剂分散均匀并达一定分散度； ③ 混炼胶的性能要符合要求； ④ 时间短，能耗低。 二、原材料的质量检验 1、生胶的检验 元素组成、杂质含量、门尼黏度、挥发份含量、含水率等。 2、配合剂的检验 固体配合剂的粒度、纯度、酸碱度、吸油值、金属离子含 量、熔点、分解温度、挥发份含量等； 液体配合剂的苯胺点、倾点、闪点、沸点、含水率、挥发份 含量等。 三、配合剂的补充加工 粉碎、筛选、干燥、母胶和油膏的制备等。 四、称量配合 手工称量、全自动称量 第三节、炼胶工艺及理论 一、炼胶理论 1、混炼胶的结构 混炼胶是由粒状配合剂（如炭黑、促进剂、填充剂等）分散于生胶中组成的多分散体系。 在分散体系中，生胶的分散呈连续状态，称为分散质，粒状配合剂为分散相。 分散相尺寸、分布均匀性及连续相的平均分子量和分布构成混炼胶的微观结构，进而决定硫化胶的性能。 混炼胶的微观结构受配方、加工工艺强烈影响，配方不同，加工工艺不同，混炼胶的结构不同，硫化胶的性能也不同。 提高配合剂分散性，保持较高的平均分子量是提高硫化胶力学性能的两个主要措施。 2、炭黑橡胶混炼过程 a－加入配合剂，落下上顶栓； b－上顶栓稳定 c－功率最低值 d－功率二次峰值 e－排料 f—过炼及温度平坦 混炼时的容积、功率、温度变化曲线 混炼过程： （1）湿润 （2）分散 （3）捏炼 混炼时间/min * * College of Polymer Science and Engineering Tel:0532 Email: wumsh@qust.edu.cn 二、炼胶设备 1、开炼机 工作原理示意图： 速比：f=V1/V2 剪切速率：γ＝V2(f－1）/e 四楼 三楼 二楼 一楼 炭黑斗 炭黑秤 密炼机 流片机 微机室 双管气体输送 油管路 胶料秤 油 秤 冷却 小料秤 密炼机炼胶工艺流程示意图 2、密炼机组 炭黑贮仓 （1）上辅机 上辅机 炭黑自动称量与输送系统 油料自动称量与输送系统 小料自动称量系统 胶料称量系统 炭黑自动称量与输送系统（示意图） 炭黑自动称量系统 油料自动称量与输送系统 通密炼机 小料自动称量系统（投料口） 小料自动称量系统 胶料称量系统 （2）密炼机 GK400型密炼机 二棱转子 四棱转子 密炼机控制中心 （3）下辅机 流片机（开炼机） 胶料输送装置 流片机（螺杆挤出机） 冷却装置 冷却槽（水冷） 风冷 叠放 第二节 炼胶准备工艺 炼胶准备工艺 生胶的塑炼 原材料的质量检验 原材料的补充加工 油膏和母炼胶的制备 称量配合 一、生胶的塑炼 1、塑炼的目的与要求 塑炼是指通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式，使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软的塑性状态的过程。 塑性（可塑性）：橡胶在发生变形后，不能恢复其原来状态，或者说保持其变形状态的性质。 目的： (1)减小弹性，提高可塑性； (2)降低粘度； (3)改善流动性； (4)提高胶料溶解性和成型粘着性。 要求：（1）可塑度要适当 （2）塑炼均匀 2、塑炼机理 （1）橡胶增塑方法 增塑方法 物理增塑法 机械增塑法 化学增塑法 开炼机塑炼 螺杆塑炼机塑炼 密炼机塑炼 （2）塑炼机理 理论依据：ηa=A*Mw3.4 ①开炼机塑炼的原理 开炼机的两个辊筒以不同的转速相对回转，胶料放到两辊筒间的上方，在摩擦力的作用下被辊筒带入辊距中。 由于辊筒表面的旋转线速度不同，使胶料通过辊距时的速度不同而受到摩擦剪切作用和挤压作用，使分子链断裂和变形，断裂的分子链由氧气终止活性稳定在断裂的状态，胶料反复通过辊距，平均分子量减小，胶料的黏度降低，流动性变好而被塑炼。 机械力作用：使橡胶分子链断裂 氧气作用：使分子链稳定在断裂