1、2014.3橡胶种类和性能橡胶种类和性能橡胶配合剂的基本知识橡胶配合剂的基本知识橡胶的塑炼橡胶的塑炼橡胶的混炼橡胶的混炼混炼胶的判定检验项目混炼胶的判定检验项目硫化原理及质量控制硫化原理及质量控制l 纯金属l l 金属 l 合金l 纤维l材料 聚合物 树脂l l 陶瓷 橡胶 l l 非金属 玻璃l 其他l橡胶是高分子材料的一种，常温下它具有其它材料所没有的高弹性，因而也称做弹性体。特点：具有高弹性 具有粘弹性 具有缓冲性 具有电绝缘性 具有温度依赖性 具有环境老化现象 必须进行硫化 必须加入配合剂。l 世界橡胶工业的萌生一般是从1839固特异经过试验发明了硫化年算起，已有160多年历史，我国橡
2、胶工业始于1915年广东兄弟树胶公司的创立，近90年历史。橡胶产品应用面广，品种规格繁多，据估计目前世界橡胶制品的品种规格总数约有10万种之多。天然橡胶 丁苯橡胶（SBR）丁腈橡胶（NBR）顺丁橡胶（BR）异戊橡胶（IR）橡胶 通用橡胶 氯丁橡胶（CR）乙丙橡胶（EPDM）合成橡胶 丁基橡胶（IIR）硅橡胶（VMQ）特种橡胶 氟橡胶（FKM）丙烯酸酯橡胶（ACMAEM）氯醚（醇）橡胶（CO/ECO）氯化聚乙烯（CM）氯磺化聚乙烯（CSM)氢化丁腈橡胶（HNBR）聚氨酯橡胶（AU、EU）橡胶制品加工企业购入的未经加工的橡胶称为生胶，生胶为相对分子质量由10万100万以上的粘弹性物质。生胶一般情况
3、下多呈块状、片状，也有颗粒状和黏稠液体状及粉末状。世界上生胶（包括改性）的种类已不下100种之多，按牌号估算已超过1000种。生胶分类：按制取来源与方法，分为天然橡胶与合成橡胶。按橡胶的外观表征，分为固态橡胶、乳状橡胶、液体橡 胶和粉末橡胶。按应用范围及用途，分为通用橡胶和特种橡胶。橡胶品种（简写符号）化学组成中鼎代号性能特点主要用途1.天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。R弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐寒性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐
4、溶剂性不好，抵抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不高。使用温度范围：约-60+80。制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其它通用制品。特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶-金属悬挂元件、膜片、模压制品。2.丁苯橡胶（SBR）丁二烯和苯乙烯的共聚体。s性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀；缺点是：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低。使用温度范围：约-50+100。主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其它通用制品。3.顺丁橡胶（BR）是由丁二烯聚
5、合而成的顺式结构橡胶。B优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合；缺点是强力较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性差。使用温度范围：约-60+100。一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用，主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。4.异戊橡胶（IR）是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。R化学组成、立体结构与天然橡胶相似，性能也非常接近天然橡胶，故有合成天然橡胶之称。它具有天然橡胶的大部分优点，耐老化优于天然橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差，成本较高。使用温度范围：约-50+100。可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其它通用制品。5.
6、氯丁橡胶（CR）是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体C这种橡胶分子中由于含有氯原子，所以与其它通用橡胶相比：它具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃、着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然橡胶好，故可用作通用橡胶，也可用作特种橡胶。主要缺点是耐寒性较差，比重较大、相对成本高，电绝缘性不好，加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。此外，生胶稳定性差，不意保存。使用温度范围：约-45+100。主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩；耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里；耐燃的地下采矿用橡胶制品，以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂等。6.
7、丁基橡胶（IIR）是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体I最大特点是气密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐热性较高，长期工作温度可在130以下；能耐无机强酸（如硫酸、硝酸等）和一般有机溶剂，吸震和阻尼特性良好，电绝缘性也非常好。缺点是弹性差，加工性能差，硫化速度慢，粘着性和耐油性差。使用温度范围：约-40+120。主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防振制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。7.丁腈橡胶（NBR）丁二烯和丙烯腈的共聚体N特点是耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好，仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯和氟橡胶，而优于其它通用橡胶。耐热性好，气密性、耐磨及耐水性等均较好，粘结力强。缺
8、点是耐寒及耐臭氧性较差，强力及弹性较低，耐酸性差，电绝缘性不好，耐极性溶剂性能也较差。使用温度范围：约-30+125。主要用于制造各种耐油制品，如胶管、密封制品等。8.氢化丁腈橡胶（HNBR）丁二烯和丙烯腈的共聚体M它是通过全部或部分氢化NBR的丁二烯中的双键而得到的。其特点是机械强度和耐磨性高，用过氧化物交联时耐热性比NBR好，其它性能与丁腈橡胶一样。缺点是价格较高。使用温度范围：约-30+150。主要用于耐油、耐高温的密封制品中。9.乙丙橡胶（EPM、EPDM）乙烯和丙烯的共聚体，一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶E特点是抗臭氧、耐紫外线，耐天候性和耐热老化性优异，居通用橡胶之首。电绝缘性
9、、耐化学性、冲击弹性很好，耐酸碱，比重小，可进行高填充配合。耐热可达150，耐极性溶剂酮、酯等，但不耐脂肪烃和芳香烃，其它物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。缺点是自粘性和互粘性很差，不易粘合。使用温度范围：约-50+150。主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其它工业制品。10.硅橡胶为主链含有硅、氧原子的特种橡胶，其中起主要作用的是硅元素，故名硅橡胶Q其主要特性是既耐高温（最高300）又耐低温（最低-100），是目前最好的耐寒、耐高温橡胶；同时电绝缘性优良，对热氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性大。缺点是机械强度较低，耐油、耐溶剂和耐酸碱性差，较难
10、硫化，价格较贵。使用温度范围：约-60+200。主要用于制作耐高低温制品（胶管、密封件等）、耐高温电线电缆绝缘层。由于其无毒无味，还用于食品及医疗工业。11.氟橡胶（FPM）是有含氟单体共聚而成的有机弹性体F其特性是；耐高温最高可达300，耐酸碱，耐油性是耐油橡胶中最好的，抗辐射、耐高真空性优良；电绝缘性、机械性能、耐化学药品腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化性均优良，是性能全面的特种合成橡胶。缺点是加工性差，价格昂贵耐寒性差，弹性和透气性较低。使用温度范围：约-20+200，特殊品级-35+200。主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其它零件，其次用于汽车工
11、业及其他工业部门。12.聚氨酯橡胶（AU、EU）由聚酯（或聚醚）与二异氰酸酯类化合物聚合而成的弹性体U其特点是耐磨性高，在各种橡胶中是最好的；强度高、弹性好、耐油性优良。耐臭氧、耐老化、气密性等也优异。缺点是耐温性能较差，耐水和耐酸碱性差，耐芳香烃、氯化烃及酮、酯、醇类等溶剂性较差。使用温度范围：约-30+80。制作轮胎及耐油零件、垫圈、防震制品，以及耐磨、高强度和耐油的橡胶制品。13.丙烯酸酯橡胶（ACM、AEM）它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物A其特点是兼有良好的耐热、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优良。缺点是耐寒性差，不耐水
12、，不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液内膨胀严重。同时弹性和耐磨性差，电绝缘性差，加工性能较差。使用温度范围：约-25+150。可用于制造耐油、耐热、耐老化的制品，如密封件、胶管、化工衬里等。14.氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）它是聚乙烯经氯化和磺化处理后，所得到具有弹性的聚合物P耐臭氧及耐老化优良，耐候性优于其它橡胶。阻燃、耐热、耐溶剂性及耐大多数化学药品和耐酸碱性能较好。电绝缘性尚可，耐磨性与丁苯橡胶相似。缺点是抗撕裂性能差，加工性能不好。使用温度范围：约-20+120。可用做臭氧发生器上的密封材料，制造耐油密封件、电线电缆包皮以及耐油橡胶制品和化工衬里。15.氯醚橡胶
13、（CO、ECO）由环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成的聚合物H特点是耐脂肪烃及氯化烃溶剂、耐碱、耐水、耐老化性能极好，耐臭氧性、耐候性及耐热性、气密性高。缺点是强力较低、弹性差、电绝缘性不良。使用温度范围：约-40+140。可用做胶管、密封件、薄膜和容器衬里、油箱、胶辊，制造油封、水封。16.氯化聚乙烯橡胶（CM或CPE）是聚乙烯通过氯取代反应制成的具有弹性的聚合物L性能与氯磺化聚乙烯橡胶接近，其特点是流动性好，容易加工；有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性，耐热、耐酸碱、耐油性良好。缺点是弹性差、压缩变形较大，电绝缘性较低。使用温度范围：约-20+120。电线电缆护套、胶管、胶带
14、、胶辊化工衬里。橡胶配合剂橡胶配合剂v熟悉橡胶配合剂的分类、性质、用途熟悉橡胶配合剂的分类、性质、用途v懂得橡胶配合剂对工艺性能和成品性懂得橡胶配合剂对工艺性能和成品性能的影响能的影响v简单了解配合剂的主要作用机理简单了解配合剂的主要作用机理v配合剂种类繁多，包括以下几大体系：配合剂种类繁多，包括以下几大体系：1.1.橡胶硫化剂橡胶硫化剂硫化剂在所有配合剂中最重要，是它通过化硫化剂在所有配合剂中最重要，是它通过化学反应使橡胶从塑性粘流状态变成高强度弹学反应使橡胶从塑性粘流状态变成高强度弹性状态性状态 。硫化剂在混炼过程后期加入。硫化剂在混炼过程后期加入。2.2.常用硫化剂常用硫化剂（1 1）硫
15、磺（绝大部分通用胶采用）硫磺（绝大部分通用胶采用）（2 2）过氧化物类）过氧化物类（3 3）特种橡胶专用硫化剂（如树脂，双酚）特种橡胶专用硫化剂（如树脂，双酚AFAF等）等）3.3.促进剂促进剂（数十种以上）（数十种以上）（1 1）促进剂的作用：）促进剂的作用：使硫化剂反应加速使硫化剂反应加速（2 2）促进剂的类型和选用原则）促进剂的类型和选用原则化学家按结构分类，工艺人员按酸性、中性、碱性分类，化学家按结构分类，工艺人员按酸性、中性、碱性分类，或按超速、中速、慢速分类。或按超速、中速、慢速分类。（3 3）常用促进剂：）常用促进剂：a.二硫代氨基甲酸盐类 b.b.黄原酸盐类 c.c.秋兰姆类
16、d.d.噻唑类 e.e.次磺酰胺类 f.f.醛胺类 g.g.胍类 h.h.硫脲类 I.I.胺类促进剂 1 1.橡胶的老化：指橡胶制品在使用过程中受光，热，氧等外界环橡胶的老化：指橡胶制品在使用过程中受光，热，氧等外界环 境的影响物理和化学性能发生变化，性能逐渐下降的现象，外观境的影响物理和化学性能发生变化，性能逐渐下降的现象，外观变化变硬、变脆，变软，发粘、失色，龟裂等。变化变硬、变脆，变软，发粘、失色，龟裂等。橡胶在老化过程中分子结构可能发成以下几种变化橡胶在老化过程中分子结构可能发成以下几种变化（1 1）分子链降解）分子链降解（2 2）分子链之间产出交联）分子链之间产出交联（3 3）分子主
17、链或者侧链的改性）分子主链或者侧链的改性2.2.橡胶防老剂橡胶防老剂化学防老剂：耐热防老剂化学防老剂：耐热防老剂,耐臭氧防老剂，抗铜离子防老剂等耐臭氧防老剂，抗铜离子防老剂等物理防老剂：橡塑共混，石蜡等物理防老剂：橡塑共混，石蜡等橡胶必须加入一些非常微小的刚性粒子，才能有足够橡胶必须加入一些非常微小的刚性粒子，才能有足够的强度，才能有好的加工性能，又可以降低成本。的强度，才能有好的加工性能，又可以降低成本。1.1.黑色补强填料黑色补强填料炭黑炭黑到目前为止，所有填料中，炭黑对橡胶的补强加工性到目前为止，所有填料中，炭黑对橡胶的补强加工性能最好，所以绝大部分橡胶制品都是黑色的。浅色制能最好，所以
18、绝大部分橡胶制品都是黑色的。浅色制品和彩色制品综合性能一般都不如黑色制品。品和彩色制品综合性能一般都不如黑色制品。塑料不加补强剂已有很高强度，只需要加填充剂降低塑料不加补强剂已有很高强度，只需要加填充剂降低成本，因此大多数塑料制品是彩色的。成本，因此大多数塑料制品是彩色的。炭黑的品种和分类炭黑的品种和分类（1 1）主要根据微观粒经的大小（可通过仪器测出），）主要根据微观粒经的大小（可通过仪器测出），用数字分类，如用数字分类，如N220,N330N220,N330，N550N550，N990N990等数字越小，粒等数字越小，粒子越细，补强性能越好，但加工性能也越差，硬度上升子越细，补强性能越好，
19、但加工性能也越差，硬度上升也越快。也越快。（2 2）还有一些专用炭黑，如导电炭黑等）还有一些专用炭黑，如导电炭黑等2.2.白炭黑白炭黑主要用于硅橡胶和浅色制品中，补强性能也很好，但加主要用于硅橡胶和浅色制品中，补强性能也很好，但加工性能差，加入量不能太多。工性能差，加入量不能太多。3.3.其它填充剂：基本不起补强作用，主要降低成本，改其它填充剂：基本不起补强作用，主要降低成本，改善加工性能。善加工性能。（1 1）碳酸钙）碳酸钙（2 2）陶土）陶土（3 3）碳酸镁）碳酸镁（4 4）硫酸钡）硫酸钡1.1.橡胶的软化（增塑）剂橡胶的软化（增塑）剂在橡胶中加入后能改善加工性能，并能降低制品硬度和在橡胶
20、中加入后能改善加工性能，并能降低制品硬度和改善橡胶的低温性能改善橡胶的低温性能.2.2.种类种类（1 1）石油或煤焦油产品，如环烷油、芳烃油、沥青、石）石油或煤焦油产品，如环烷油、芳烃油、沥青、石油树脂、古马隆树脂等油树脂、古马隆树脂等（2 2）植物油系，如松焦油、松香、大豆油等）植物油系，如松焦油、松香、大豆油等（3 3）合成酯类，如）合成酯类，如HD2,TP-95HD2,TP-95等等1.1.着色剂（色粉）着色剂（色粉）（1 1）着色剂的作用和要求：）着色剂的作用和要求：耐热、耐日光要好耐热、耐日光要好（2 2）无机着色剂）无机着色剂（3 3）有机着色剂）有机着色剂2.2.发泡剂发泡剂（1
21、 1）发泡剂的作用和要求：）发泡剂的作用和要求：发孔要均匀可控发孔要均匀可控（2 2）无机发泡剂）无机发泡剂（3 3）有机发泡剂）有机发泡剂（4 4）发泡助剂）发泡助剂3.3.隔离剂、脱模剂：隔离剂、脱模剂：不能影响产品表面不能影响产品表面（1 1）无机隔离剂、脱模剂）无机隔离剂、脱模剂（2 2）有机隔离剂、脱模剂）有机隔离剂、脱模剂（3 3）聚合物隔离剂、脱模剂）聚合物隔离剂、脱模剂4.4.阻燃剂阻燃剂5.5.抗菌剂和防霉剂抗菌剂和防霉剂6.6.偶联剂：偶联剂：提高橡胶和填料的结合提高橡胶和填料的结合7.7.其它：现在越来越多功能性添加剂其它：现在越来越多功能性添加剂配合剂对橡胶制品质量有很
22、大影响，必须满足以下要配合剂对橡胶制品质量有很大影响，必须满足以下要求：求：（1 1）具有高度分散性，配合剂易于与生胶混合均匀，具有高度分散性，配合剂易于与生胶混合均匀，橡胶制品质量也就越好；橡胶制品质量也就越好；（2 2）容易被生胶湿润，与生胶有良好的亲和力和相）容易被生胶湿润，与生胶有良好的亲和力和相容性；容性；（3 3）水分不能超标，否则会导致起泡、脱层等缺陷；）水分不能超标，否则会导致起泡、脱层等缺陷；（4 4）不能含有外来杂质，或能对生胶加速老化的有）不能含有外来杂质，或能对生胶加速老化的有害金属，如铜、锰等；害金属，如铜、锰等；（5 5）不应含有无机酸和能溶于水的盐类，这些对设）不
23、应含有无机酸和能溶于水的盐类，这些对设备和模具有腐蚀作用。备和模具有腐蚀作用。基础配方1ABC 配方再好，也要通过配合工序的精确无误的计量来加以兑现，配方再好，也要通过配合工序的精确无误的计量来加以兑现，如果用错了配合剂，将造成不可补救的损失。如果用错了配合剂，将造成不可补救的损失。原材料配合的公差以及配料误差对混炼工艺、质量有很大影响，原材料配合的公差以及配料误差对混炼工艺、质量有很大影响，要保证精度要求。要保证精度要求。a.称量工具选择：为减少称量上的误差，原则上规定500g以下物料应用天平称量，误差0.5g，5005Kg物料应用台称称量，误差5g，5Kg以上物料在磅称上称量，误差为50g
24、b.b.误差范围：除了量具误差外，配合剂的称量误差应小于误差范围：除了量具误差外，配合剂的称量误差应小于0.5%0.5%，超出则会影响产品质量（特别是硫化剂、促进剂类的小配合剂）超出则会影响产品质量（特别是硫化剂、促进剂类的小配合剂）基础配方1ABC生胶生胶塑炼塑炼配合剂配合剂密炼机或开密炼机或开炼机混炼炼机混炼开炼机加硫开炼机加硫硫化成型（压硫化成型（压机或注塑机）机或注塑机）炼胶是重要工序！炼胶是重要工序！塑塑 炼炼v橡胶的弹性给工艺加工带来很大困难，必须橡胶的弹性给工艺加工带来很大困难，必须把生胶由弹性状态变为可塑性状态，这个过程把生胶由弹性状态变为可塑性状态，这个过程称为塑炼。称为塑炼
25、。v有开炼机低温塑炼，密炼机和螺杆挤出机高有开炼机低温塑炼，密炼机和螺杆挤出机高温塑炼，添加塑解剂塑炼。温塑炼，添加塑解剂塑炼。v橡胶的可塑性不宜太大，太大会使橡胶制品橡胶的可塑性不宜太大，太大会使橡胶制品的机械强度降低，永久变形增大，耐老化性、的机械强度降低，永久变形增大，耐老化性、耐磨性和弹性降低，因此要防止生胶塑炼过度，耐磨性和弹性降低，因此要防止生胶塑炼过度，要在满足工艺性能要求下，具有最适当的可塑要在满足工艺性能要求下，具有最适当的可塑度。度。基础配方1ABC 橡胶加工过程橡胶加工过程塑炼对后期的混炼、对混炼胶的门尼粘度影塑炼对后期的混炼、对混炼胶的门尼粘度影响非常大，为保持胶料的稳
26、定性，必须严格执响非常大，为保持胶料的稳定性，必须严格执行工艺条件！行工艺条件！开炼机塑炼开炼机塑炼辊距、滚筒转速与速比、温度、时间和炼胶容量必辊距、滚筒转速与速比、温度、时间和炼胶容量必须按照工艺要求，不可随意！须按照工艺要求，不可随意！密炼机塑炼密炼机塑炼以高温氧化占优势，因此与温度的关系最为密切，以高温氧化占优势，因此与温度的关系最为密切，还取决于时间、转速、压力等因素。还取决于时间、转速、压力等因素。2222寸开炼机塑炼寸开炼机塑炼NRNR为例，其工艺条件：炼胶为例，其工艺条件：炼胶容量容量50505555升；时间升；时间1515minmin；辊温辊温 前辊前辊55556060 ，后辊
27、，后辊505055 55 ；速比；速比1 1:1.15 1.15；薄通；薄通7 7次（次（1.51.5mmmm辊距），辊距放宽至辊距），辊距放宽至9 9mmmm后下片，后下片，冷却后备用。冷却后备用。塑炼胶经检验后可塑度为塑炼胶经检验后可塑度为0.340.340.0050.005。物体加外力产生变形，当外力去掉后，变形一点也物体加外力产生变形，当外力去掉后，变形一点也不恢复，这是完全的塑性体，变形完全恢复则是完不恢复，这是完全的塑性体，变形完全恢复则是完全弹性体，橡胶介于二者之间，未硫化胶偏于塑性全弹性体，橡胶介于二者之间，未硫化胶偏于塑性体，硫化胶偏于弹性体。体，硫化胶偏于弹性体。测定方法有
28、：测定方法有：1.1.压缩型可塑计压缩型可塑计（1 1）威廉姆可塑计）威廉姆可塑计（2 2）德弗可塑计）德弗可塑计2.2.旋转扭力型可塑计旋转扭力型可塑计门尼粘度计门尼粘度计 NBRNBR：粘度高，可塑度低，韧性大，生热多，塑炼粘度高，可塑度低，韧性大，生热多，塑炼困难，一般采用低温薄通的方法（困难，一般采用低温薄通的方法（30304040 ），容），容量为量为NRNR的的1/21/21/31/3左右。左右。IIRIIR：塑炼困难，采用低温、小辊距操作，温度升塑炼困难，采用低温、小辊距操作，温度升高时，割下胶片，冷却后再塑炼。关键是必须注意高时，割下胶片，冷却后再塑炼。关键是必须注意清洁，塑炼
29、前应清楚其它不饱和橡胶残余物，以免清洁，塑炼前应清楚其它不饱和橡胶残余物，以免混入后影响质量。混入后影响质量。保持操作条件的恒定！保持操作条件的恒定！混混 炼炼 工工 艺艺 混炼是使配方中各组分均匀分散，形成一个以母体材料和能溶于母体材料的配合剂为连续相，以填料等不溶于母体材料的配合剂为分散相的胶体分散体系 硫化剂分散不均，就会使硫化曲线相差很大；炭黑分散不均就会使门尼粘度相差很大。整体混炼不好也会在各种物理及物化指标上反应出来。v开炼机混炼生产效率低、劳动强度大、操作安全性开炼机混炼生产效率低、劳动强度大、操作安全性差、粉料飞扬损失大、污染环境、胶料质量不高差、粉料飞扬损失大、污染环境、胶料
30、质量不高,所以所以在大规模生产中已不采用。在大规模生产中已不采用。v但其灵活性大但其灵活性大,适用于多品种、小批量生产适用于多品种、小批量生产,尤其适尤其适用于特种胶料和某些生热大的合成橡胶、硅橡胶和混用于特种胶料和某些生热大的合成橡胶、硅橡胶和混炼型聚氨酯橡胶以及彩色胶料的混炼。所以开机混炼炼型聚氨酯橡胶以及彩色胶料的混炼。所以开机混炼仍然占有一定的位置。仍然占有一定的位置。v先加入生胶及固体软化剂，其次加入促进剂、先加入生胶及固体软化剂，其次加入促进剂、活性剂、防老剂，再加补强填充剂、液体配合活性剂、防老剂，再加补强填充剂、液体配合剂。如果补强填充剂和液体软化剂较多时，可剂。如果补强填充剂
31、和液体软化剂较多时，可以分批加入。最后加入硫化剂。以分批加入。最后加入硫化剂。开炼机混炼可分为包辊、吃粉、翻炼三个阶段。开炼机混炼可分为包辊、吃粉、翻炼三个阶段。包辊是开炼机混炼前提。由于生胶的性质和混炼工条件不同包辊是开炼机混炼前提。由于生胶的性质和混炼工条件不同,混混炼时生胶在开炼机辊筒上的行为有四种状态。如下图所示。炼时生胶在开炼机辊筒上的行为有四种状态。如下图所示。后后前后前前前后1)生胶不能进入辊距或强制压入则成碎块生胶不能进入辊距或强制压入则成碎块 2)紧包前辊紧包前辊,成为弹性胶带成为弹性胶带,不破裂不破裂 3)脱辊脱辊,胶带袋囊状或破裂胶带袋囊状或破裂 4)呈黏流态包辊呈黏流态
32、包辊 v开炼机混炼有一段混炼和分段混炼两种工艺方法。开炼机混炼有一段混炼和分段混炼两种工艺方法。对含胶率高或天然橡胶与少量合成橡胶对含胶率高或天然橡胶与少量合成橡胶,并且补强填充并且补强填充剂用量少的胶料剂用量少的胶料,通常采用一段混炼法。对天然橡胶与通常采用一段混炼法。对天然橡胶与较多合成橡胶并用较多合成橡胶并用,且补强填充剂较多的胶料且补强填充剂较多的胶料,可采用可采用两段混炼法两段混炼法,以便两种橡胶与配合混炼得更均匀。以便两种橡胶与配合混炼得更均匀。v无论是一段混炼还是两段混炼无论是一段混炼还是两段混炼,在混炼操作时在混炼操作时,都先都先沿驱动端加入生胶、母炼胶或并用胶沿驱动端加入生胶
33、、母炼胶或并用胶,然后根据配方加然后根据配方加入各种配合剂进行混炼。入各种配合剂进行混炼。v在吃粉时注意不要割刀在吃粉时注意不要割刀,否则粉状配合剂会侵入前辊否则粉状配合剂会侵入前辊和胶层的内表面之间和胶层的内表面之间,也会通过辊缝被挤压成硬片也会通过辊缝被挤压成硬片,造造成混炼困难。成混炼困难。当所有配合剂吃凈后当所有配合剂吃凈后,加入余胶加入余胶,进行翻炼进行翻炼,翻炼操作方翻炼操作方法主要有：法主要有：(1)(1)薄通法薄通法 (2)(2)三角包操作法三角包操作法(3)(3)斜刀法斜刀法(4)4)打卷操作法打卷操作法 有以下几个重要影响因素：有以下几个重要影响因素：(1)(1)容量容量(
34、2)(2)辊距辊距(3)(3)辊速与速比辊速与速比(4)(4)辊温辊温(5)(5)加料顺序加料顺序(6)(6)混炼时间混炼时间 大批量生产胶料时，主要应用密炼机。大批量生产胶料时，主要应用密炼机。密炼机的基本参数：密炼机容量、转子转速、密炼机的基本参数：密炼机容量、转子转速、胶料承受的压力，功率。胶料承受的压力，功率。混炼过程的特征取决于密炼室的体积填充度、混炼过程的特征取决于密炼室的体积填充度、密炼机的上顶栓压力、转子的转速和温度。一密炼机的上顶栓压力、转子的转速和温度。一般填充系数为般填充系数为0.6-0.80.6-0.8。普遍采用二段混炼法，在密炼机中一段混炼，普遍采用二段混炼法，在密炼
35、机中一段混炼，不加硫化剂冷却下片，存放一段时间再在开炼不加硫化剂冷却下片，存放一段时间再在开炼机上加入硫化剂。机上加入硫化剂。停放的时间对于二段混炼的质量非常重要。停放的时间对于二段混炼的质量非常重要。在较低的温度下，胶料变硬，在二段混炼时再在较低的温度下，胶料变硬，在二段混炼时再次受到激烈的机械作用，将一段混炼时没有混次受到激烈的机械作用，将一段混炼时没有混炼均匀的配合剂粒子（主要是炭黑粒子）搓开。炼均匀的配合剂粒子（主要是炭黑粒子）搓开。加入不把胶料冷透，二段混炼效果则失去意义。加入不把胶料冷透，二段混炼效果则失去意义。通过下列参数控制通过下列参数控制给定的混炼时间；给定的混炼时间；给定混
36、炼室的最高温度，达到这一温度自动给定混炼室的最高温度，达到这一温度自动排料；排料；给定单位能耗，即达到给定能耗水平后自动给定单位能耗，即达到给定能耗水平后自动排料。排料。几种橡胶的混炼工艺几种橡胶的混炼工艺vNBRNBR在混炼时发热量大在混炼时发热量大,配合剂难于分散。配合剂难于分散。vNBRNBR在开炼机上混炼时在开炼机上混炼时,应采取低温、小容量、应采取低温、小容量、小辊矩、慢加料的操作方法小辊矩、慢加料的操作方法,以促进配合剂的以促进配合剂的均匀分散。均匀分散。vNBRNBR若用密炼机混炼若用密炼机混炼,应加强混炼室冷却应加强混炼室冷却,炭炭黑和酯类软化剂要分批交替加入黑和酯类软化剂要分
37、批交替加入,排胶温度不排胶温度不得高于得高于130130。v丁基橡胶的内聚强度低丁基橡胶的内聚强度低,自粘性差自粘性差,包辊性差包辊性差,与其它与其它橡胶兼容性差橡胶兼容性差,混炼丁基橡胶之前彻底清洗机台混炼丁基橡胶之前彻底清洗机台,以免以免混入其它生胶混入其它生胶,影响胶料质量影响胶料质量,丁基橡胶混炼时丁基橡胶混炼时,配合剂配合剂分散困难。分散困难。v开炼机焜炼时开炼机焜炼时,采用引料法采用引料法(即待引料胶包辊后再加即待引料胶包辊后再加生胶和配合剂生胶和配合剂)或薄通法，将配方中一半生胶以小辊矩或薄通法，将配方中一半生胶以小辊矩反复薄通反复薄通,待包辊后再加入另一半。待包辊后再加入另一半
38、。v丁基胶包冷辊，粘辊要升高辊温，脱辊要降低辊温，丁基胶包冷辊，粘辊要升高辊温，脱辊要降低辊温，速比不能超过速比不能超过1 1：1.251.25，否则空气易混入胶料中，引起，否则空气易混入胶料中，引起产品起泡。产品起泡。v特种胶基本上都采用开炼机混炼。特种胶基本上都采用开炼机混炼。v氯磺化聚乙烯橡胶具有热塑性氯磺化聚乙烯橡胶具有热塑性,加工中随着胶料温度加工中随着胶料温度上升上升,粘度迅速下降粘度迅速下降,氯磺化聚乙烯橡胶采用开炼机混氯磺化聚乙烯橡胶采用开炼机混炼时炼时,包辊性良好包辊性良好,但因生热大但因生热大,应注意冷却应注意冷却,辊温保持辊温保持在在40407070范围内。范围内。v若采
39、用密炼机混炼时若采用密炼机混炼时,装胶容量比其它橡胶大些装胶容量比其它橡胶大些,填填充系数取充系数取70%70%75%,75%,排胶温度在排胶温度在105105110110以下以下,胶片胶片后要注意干燥后要注意干燥,因为水会促进其交联因为水会促进其交联,导致焦烧。导致焦烧。ECOECO一般不经塑炼即可进行混炼。均聚型氯醚橡胶门尼粘一般不经塑炼即可进行混炼。均聚型氯醚橡胶门尼粘度低度低,包辊性良好包辊性良好,但易粘辊造成混炼困难但易粘辊造成混炼困难;共聚型氯醚橡共聚型氯醚橡胶门尼粘度高胶门尼粘度高,虽无粘辊倾向虽无粘辊倾向,但不易包辊。但不易包辊。开炼机混炼均聚型氯醚橡胶要添加防粘剂硬脂酸、硬开
40、炼机混炼均聚型氯醚橡胶要添加防粘剂硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸锡。开炼机混炼共聚型氯醚橡胶时脂酸锌或硬脂酸锡。开炼机混炼共聚型氯醚橡胶时,可先可先将生胶薄通将生胶薄通2 23 3次次,促进其包辊。开炼机混炼促进其包辊。开炼机混炼,辊温比一般辊温比一般橡胶要高一些橡胶要高一些,前辊前辊707075,75,后辊后辊85859090。密炼机混炼比开炼机容易密炼机混炼比开炼机容易,混炼均聚型胶时混炼均聚型胶时,可将一部份可将一部份投入密炼机投入密炼机,另一部份则在压片机上与硫化剂同时加入另一部份则在压片机上与硫化剂同时加入(辊辊温在温在9090以下以下)。混炼共聚型胶时。混炼共聚型胶时,操作助剂在压片机上
41、加操作助剂在压片机上加入入,效果更好。效果更好。q ACMACM橡胶门尼粘度较低橡胶门尼粘度较低,可不用塑炼就直接进可不用塑炼就直接进行混炼。行混炼。q 开炼机混炼时易粘辊开炼机混炼时易粘辊,同时包前后辊同时包前后辊,造成操造成操作困难。因此作困难。因此,辊温较低辊温较低(30(3050)50)有利防粘辊有利防粘辊,也有利配合剂分散该胶包快速辊或高温辊也有利配合剂分散该胶包快速辊或高温辊,故前故前辊温度高些。辊距在辊温度高些。辊距在2 23 3mmmm左右左右,薄通薄通1 12 2次次,加配合剂加配合剂,混炼中配合剂良好。密炼机混炼时无混炼中配合剂良好。密炼机混炼时无粘辊之虞粘辊之虞,且能缩短
42、混炼周期且能缩短混炼周期,但宜采低速混炼。但宜采低速混炼。v氟橡胶的加工过程和使用设备、加工方法和一般橡胶的氟橡胶的加工过程和使用设备、加工方法和一般橡胶的相同。由于它的结构特点相同。由于它的结构特点,其加工性能较差。其加工性能较差。v(1)(1)塑炼塑炼v生胶在辊距生胶在辊距0.30.30.5mm 0.5mm 的开炼机上薄通的开炼机上薄通10 10 次次,包辊包辊后即可加入配合剂。后即可加入配合剂。v(2)(2)混炼混炼v容量容量:氟橡胶的容量比其他合成胶还要小。如氟橡胶的容量比其他合成胶还要小。如v66炼胶机炼胶机500500g gv1414炼胶机炼胶机1500g1500gv辊温辊温:40
43、:40C C 60 60C Cv加工顺序加工顺序:生胶生胶吸酸剂吸酸剂加工助剂加工助剂填充剂填充剂硫化促硫化促进剂。配合剂加完进剂。配合剂加完,均匀、薄通打三角包、打卷、放厚均匀、薄通打三角包、打卷、放厚下片。下片。1 1）混炼胶的塑性试验：门尼粘度）混炼胶的塑性试验：门尼粘度2 2）混炼胶的门尼胶烧试验）混炼胶的门尼胶烧试验3 3）混炼胶的硫化性能：硫化仪）混炼胶的硫化性能：硫化仪4 4）混炼胶的分散度：）混炼胶的分散度：5 5）混炼胶的恒定性检测：红外光（）混炼胶的恒定性检测：红外光（FTIR)FTIR)6)6)混炼胶的基本物理性能检测混炼胶的基本物理性能检测 1 1）硫化原理）硫化原理:橡胶加工成型的最后一步工序，通过一定的时间，在一定的温度和压力条件下，使橡胶大分子从二维的线形结构转变成三维的网状结构的一个化学过程。2 2）硫化工艺条件控制）硫化工艺条件控制:时间，温度，压力时间，温度，压力 1.拉伸强度的测试 试样扯断时单位面积上收受的负荷的大小 2.定伸应力的测试拉伸试样的一定的变形量下试样单位面积上所承受的负荷,一般测试伸长50%,100%,200%时的定伸应力定伸应力的测试3.硬度的测试:硬度是抵抗外力压入的能力,当前世界上普遍采用两种典型的橡胶硬度计测量硬度,一种是邵尔式,一种是国际橡胶硬度计.另外,还有压缩永久变形,拉伸永久变形,应力松弛,滞后损失等.
