[研究生入学考试]第九章 胶料的加工-2008.ppt

第九章 胶料的加工 第一节 胶料的加工性能 生胶或胶料的流动性质是整个橡胶加工过程中最重要的 基本性质。 影响生胶加工性能流动性质的主要因素是粘度、弹性记忆 和断裂过程的力学特性。 一、粘度 门尼(Mooney)粘度：指未硫化胶料在一定温度(100℃)、 压力(3×106~6×106Pa)和时间(4mm)时的抗剪切能力。 分子量分布的表示 二、弹性记忆 1、弹性记忆 橡胶在流动中除发生不可恢复的形变外，还存在着可恢复 的弹性形变。 3、胶料中的含胶率、炭黑、软化剂的含量、挤出速度、 温度对弹性效应的影响 a、胶料中含胶量高，弹性及压出膨胀率大，半成品 表面粗糙。 c、加入软化剂也能使橡胶的膨胀率降低，它降低了分子间 的作用力，缩短了松弛时间。 d、温度高，分子间的距离增大，分子间的作用力降低，松 弛时间缩小，因此膨胀率减小。 e、提高压出速度，膨胀率增大。 三、胶料的断裂特性 1、生胶的形变 由于实际的生胶既不是一个完全的弹性体，也不是一个 完全的塑性体，而是一个既有弹性又有粘性的粘弹性体。 所以， 生胶在外力作用下发生弹性形变、粘弹形变、塑性 形变直到断裂。 2、影响生胶断裂特性的因素 分子量、分子量分布、支化度 3、生胶断裂特性（Failure Characteristics）的表征 用 和 第 二 节 塑 炼 焦烧：在混炼、压延、压出过程中以及胶料返回存放中 发生早期硫化的现象。 薄通：塑炼过程中，减小辊距，使胶品片变薄，以利于 冷却。 生胶塑炼是指根据生产工艺的需要，通过机械应力、 热、氧或加入某些化学试剂（如塑解剂）等方法，使生胶 的可塑度提高到便于加工的塑性状态的过程。 通过塑炼过程所得到的生胶称为塑炼胶。 一、生胶塑炼的目的 ①便于橡胶与配合剂在混炼过程中混合、分散均匀； ②便于压延、压出和成型； ③使胶料易于渗入纤维； ④提高胶料的粘着性和在溶剂中的溶解性； ⑤提高胶料在模具中的流动性，使制品有清晰的花纹轮廓。 使橡胶具有适当的可塑度，对橡胶制品的加工和成品的 质量是至关重要的。但并不意味着可塑度越大越好，如果塑 炼过度，不仅给加工工艺带来一些困难，而且还将使制品的 强度、弹性、耐磨等性能下降。所以在满足加工工艺要求的 前提下，应尽可能降低可塑度。 二、塑炼方法 机械塑炼法，化学塑炼法 机械塑炼法：通过开炼机、密炼机和螺杆塑炼机等机械力 的破坏作用，降低生胶的弹性，获得一定的可塑性 。 化学塑炼法：借助某些化学药品的化学作用，使生胶 达到塑化目的。 机械塑炼法中，开炼机塑炼时的温度一般在80℃以下， 属于低温机械塑炼； 密炼机和螺杆塑炼机塑炼、排胶温度在120℃以上，甚至 高达160~180℃，属于高温机械塑炼。 低温塑炼： 1、机械作用使应力集中于大分子链的中间部位； 2、分子链越长越容易发生断裂； 3、分子量分布变窄； 4、塑炼初期分子量降低迅速，以后趋于平缓。 高温塑炼 1、不会发生分子量分布过窄的情况； 2、氧化对分子量最大和最小的部分都起作用。 三、塑炼机理 塑炼的实质就是使橡胶大分子链断裂，降低大分子链 长度。 促使大分子链断裂的因素有机械破坏作用和热氧化裂解 两种作用。 机械力使大分子断裂，在断裂的末端产生活性自由基， 如果处于无氧的状态，这些自由基可以相互偶合再连接起来， 或者发生交联反应，这样起不到塑炼作用。如果有氧存在， 就可起到终止自由基的作用。 在机械塑炼过程中，当温度低时，橡胶的粘度高，施加 到分子上的机械力大，分子链断裂的机会大，塑炼效果好； 当温度很高时，橡胶的粘度变小，机械力引起分子链断链的 机会也变小，即产生滑移，则塑炼效果差。但如果提供足够 的能量，可以引起橡胶大分子的氧化裂解。 低温：以机械降解作用为主，氧起到稳定游离基的作用； 高温：以自动氧化降解作用为主，机械作用可强化橡胶 与氧的接触。 化学塑炼法是在机械塑炼过程中，为了提高塑炼效果而 加入塑解剂的方法。 塑解剂一般可分为三种类型： （1）自由基接受型； （2）自由基引发型； （3）混合型 （1）自由基接受型：用于低温塑炼。能使断链的橡胶分子游离基稳定，生成较短的分子。如硫酚等 。 （2）自由基引发型：用于高温塑炼。在高温下分解成不稳 定的游离基，再引发橡胶分子生成大分子游离基，氧化断裂。 如各种过氧化物 。 （3）混合型：既可用于低温塑炼，又可用于高温塑