生胶的塑炼工艺.pptx

第十一章 生胶的塑炼工艺§11.1 生胶的塑炼原理一．塑炼的定义通过机械应力、热、氧或参加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。二．塑炼的目的和要求1．塑炼的目的减小弹性，提高可塑性；降低粘度；改善流动性；提高胶料溶解性和成型粘着性。什么是弹性变形和塑性变形?第十一章 生胶的塑炼工艺2．塑炼胶的质量要求〔1〕可塑度要适当应满足加工工艺要求，在此根底上应具有最小的可塑性。过度塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨性等，而且会增加动力消耗。塑炼程度：根据混炼胶工艺性能和制品性能的要求来确定。如：供胶、浸胶、刮胶、擦胶和制造海绵等用途的胶料，要求的可塑度较大，生胶的塑炼程度要高些。供模压用的胶料，那么要求可塑性宜小。一般：胶管外层胶可塑度：0.3~0.35；胶管内层胶： 0.25~0.3；胎面胶： 0.22~0.24；胎侧胶 0.35左右；海绵胶 0.5~0.6〔2〕塑炼均匀第十一章 生胶的塑炼工艺三．生胶的增塑方法和原理〔一〕增塑方法第十一章 生胶的塑炼工艺〔二〕塑炼原理 生胶的分子量与可塑性有着密切的关系。分子量越小，可塑性就越大。生胶经过机械塑炼后，分子量降低，粘度下降，可塑性增大。由此可见，生胶在塑炼过程中，可塑性的提高是通过分子量的降低来实现的。η0—聚合物熔体的最大粘度；A—特性常数；MW—聚合物的重均分子量第十一章 生胶的塑炼工艺1．机械塑炼过程机理在低温下：在机械力作用下首先切断橡胶大分子链生成大分子自由基。〔机械力引发橡胶大分子的断链，氧作为自由基接受体，起着阻断自由基的作用。〕第十一章 生胶的塑炼工艺在高温下：机械力切断橡胶大分子生成自由基的几率减少。橡胶大分子在机械力的活化作用下，氧引发橡胶大分子的断链。〔机械力起到应力活化作用，氧作为自由基引发体，引发橡胶大分子的断链。〕链终止：橡胶氢过氧化物不稳定，分解生成较小的大分子，连锁反响终止。第十一章 生胶的塑炼工艺2．影响塑炼的因素〔1〕机械力的作用根据理论分析，机械力对橡胶分子的断链作用，可表示为：式中 ρ—分子链断链的几率；K1、K2—常数；E—分子链的化学键能；F0—作用于分子链上的力；δ—分子链断链时伸长长度；F0 δ—分子链断链时消耗的机械功；低温塑炼要求尽可能地降低辊温和胶温 第十一章 生胶的塑炼工艺〔2〕氧的作用实验证明，生胶结合0.03%的氧就能使分子量减少50%；结合0.5%的氧，分子量由10万降到5000。生胶塑炼时，随着塑炼时间的延长，橡胶质量和丙酮抽出物〔其中含有氧化合物〕的含量不断增加，可见氧在塑炼过程中与橡胶分子起了某种加成作用，参与了橡胶的化学反响。〔3〕温度的作用存在双重影响：低温区〔110℃〕，随着温度升高，塑炼效果下降。——机械力作用高温区〔110℃〕，随着温度升高，塑炼效果提高。——氧的氧化作用第十一章 生胶的塑炼工艺〔4〕静电作用塑炼过程中，胶料受到强烈的摩擦作用产生静电。静电积累产生放电现象，使空气中的氧活化变为原子态氧和臭氧，加速橡胶分子的氧化断链作用。〔5〕化学塑解剂a．接受型塑解剂〔低温塑解剂〕：苯硫酚、五氯硫酚等。b．引发型塑解剂〔高温塑解剂〕：过氧化苯甲酰〔BPO〕、偶氮二异丁腈〔AIBN〕等。c．混合型塑解剂〔链转移型塑解剂〕：促进剂M、DM和2，2’-二苯甲酰胺二苯基二硫化物等。第十一章 生胶的塑炼工艺§11.2 可塑性的测定方法 生胶和混炼胶可塑度的测定通常有三种方法：压缩法、旋转扭力法和压出法。它们均需在恒温下进行，因为可塑度随温度变化而变化。一．压缩法 这种类型的测定方法常用的有：威廉氏法、华莱氏快速可塑度法和德弗可塑度法三种。第十一章 生胶的塑炼工艺1．威廉氏法〔Williams〕在恒温、定负荷下，经过一定时间后根据试样高度的变化来评定可塑度。将Φ=16mm，h0=10mm的圆柱试样在T=70±1℃或100±1℃下预热3min，压缩3min，除去负荷取出试样在室温下恢复3min，测量试样高度的压缩变形量及去掉负荷后的变形量，计算可塑度P。h0 —试样原始高度，mm；h1—试样压缩3min后的高度，mm；h2—恢复3min后的高度，mm如果试样为绝对流体，即h1=h2=0，P=1；假设试样为绝对弹性体，即h2=h0，P=0；生胶和混炼胶为粘弹体，它们的可塑度在0~1之间，数值越大表示可塑性越大。第十一章 生胶的塑炼工艺2．华莱氏〔Wallace〕快速可塑度法其原理与Williams法相同，以定温、定负荷、定时间下胶片厚度的变化表示可塑度。该法操作方便，多用于工业生产中作快速检验。3．德弗法以在定温和定时间内试样压缩至规