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解码橡胶加工密炼机的混炼及工艺

时间:2016-01-31    来源:中国轮胎循环哄骗网    点击:

肖九梅

( 湖北武汉市新兴化工材料公司  湖北  武汉  430055 )

 

摘 要:与橡胶开炼机相比,在橡胶混炼进程中,密炼机进行混炼的时间短,生产功效高,且操作容易,能够很好的克服粉尘飞扬,大大削弱了合营剂的损失,也众数人员劳动强度。随着生产工艺陆续提高,橡胶密炼机创世棋牌在陆续展开无缺中。

混炼进程就是将各种合营剂平均地分散在橡胶中,以变成一个以橡胶为介质或者以橡胶与某些能和它相容的合营组分的混合物为介质,以与橡胶不相容的合营剂为分散相的众相胶体分散模样的进程。

要害词:橡胶加工  开炼机  密炼机  混炼技术  

 

橡胶的混炼是用炼胶机将生胶或塑炼生胶与合营剂炼成混炼胶的工艺,也就是将各种合营剂借助炼胶机机械力的感化平均分散于橡胶中的进程,即将各种合营剂平均分散在橡胶中,以变成一个以橡胶为介质或者以橡胶与某些能和它相容的合营组分(合营剂等 )的混合物为介质,以与橡胶不相容的合营剂(如粉体填料、氧化锌、颜料等)为分散相的众相胶体分散模样的进程,粒状合营剂呈分散相,生胶呈连续相,它是橡胶加工最主要的生产工艺。

1. 橡胶加工密炼机的混炼技术

橡胶在炼胶机上使各种合营剂平均地分散到生胶或塑炼胶中的工艺进程称为混炼,经混炼制成的胶料称为混料胶。混炼是用炼胶机将生胶或塑炼生胶与合营剂炼成混炼胶的工艺,是橡胶加工最主要的生产工艺。即通过机械感化使生胶或塑料胶与各种合营剂平均混合的进程。橡胶的混炼是为提高橡胶制品的物理机械效用,厘革加工成型工艺,众数生产成本,需求在生胶或塑料胶中出席各种合营剂,如扩充剂、补强剂、促使剂、硫化剂、防老剂、防焦剂等,这些合营剂有固体、液体等材料,将所出席的各种合营剂分散平均,确保胶料的特征一致。

对混炼工艺的具体技术请求是:合营剂分散平均,使合营剂特为是炭黑等补强性合营剂达到最好的分散度,以包管胶料效用一致。混炼后得到的混炼胶,其质料对进一步加工和制品德料有主要用意。若橡胶加工混炼不良,其胶料就会涌现各种各样的题目,比如焦烧、喷霜等,使压延、压出、涂胶、硫化等工序难以浅白进行,并导致成品效用下降。

橡胶的混炼进程搜集四个阶段:混入、分散、混合、塑化。生胶或塑料胶在炼胶机中受到剪切和拉伸的感化产生流变和断裂、零乱,与合营剂充足接触,使其混入。这一进程称为润湿阶段或吃粉阶段。混入橡胶后的合营剂在机械力的感化下进一步被零乱成细微尺寸的细粒,同时引申接触面面积并进一步提高混合平均性。所以又称微观分散。各种合营剂在生胶或塑炼胶中平均分布的进程。所谓混合,是指仅引申合营剂在胶料中的分布平均性,而不厘革其粒子的尺寸大小,这一进程又称为宏观分散或简单混合。

混炼的质料是对胶料的进一步加工和成品的质料有着决议性的用意,混炼步调时时分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种步调都是间歇式混炼,这是目前最广博的步调。混炼胶制备的一般工艺流程:合营剂添补加工→生胶及合营剂称量→混炼→质料检测。

混炼是将将橡胶(生胶)与各种合营剂在炼胶机内混合平均的橡胶加工工艺。为了能够将粉状合营剂出席橡胶中,生胶须先经塑炼,提高其塑性及措施性。混炼进程是橡胶加工最基本的进程,出席合营剂后的混炼胶料的质料,对半成品的工艺效用和成品德料均具有决议性用意。橡胶混炼进程就其实质来说是合营剂在生胶中平均分散的进程,粒状合营剂呈分散相,生胶呈连续相。在混炼进程中,橡胶分子机关、分子量大小及其分布、合营剂蚁合状况均发生厘革。通过混炼,橡胶与合营剂起了物理及化学感化,变成了新的机关。

2. 橡胶混炼合营剂的润湿分散效用

在橡胶行业中,因为生胶粘度很高,为了让各种合营剂平均混合和分散,必须要使用炼胶机的强烈的机械感化来进行混合。这种炼胶机的效用类似干粉砂浆发觉里面的混合机,主要用于进行平均混合操作的。在操作进程中,使用各种合营剂,但因为其表面特征的区别,合营剂对于橡胶的活性也都不一致,按照表面特征,合营剂可以分为三种,一种是具有疏水性,如各种炭黑等。前者表面特征与生胶各异,因此不易被橡胶润湿;后者表面特征与生胶相近,易被橡胶润湿。为获得精良混炼感化,对亲水性合营剂的表面须加以化学改性,以提高它们与橡胶感化的活性,使用表面活性剂即可起到此种感化。另外一种是亲水性,如碳酸盐、陶土、氧化锌、锌钡白等;使用混炼的目标其实就是为了提高橡胶创世棋牌的使勤劳效,厘革生产工艺以及众数生产成本,在这种请求下,必须使用各种合营剂,混炼不良,胶料会涌现合营剂分散不均,胶料可塑度过低或过高、焦烧、喷霜等到事态,使后续工序难以浅白进行,并且很可能还会导致成品橡胶创世棋牌效用下降。

粉粒状合营剂分散于橡胶中的难易程度与其表面特征有关。按照其表面特征基本上可分为两类:一类是具有亲水性,如碳酸盐、陶土、氧化锌、锌钡白、白炭黑、氧化镁及其他碱性无机物等;另一类是具有疏水性,如各种炭黑等。前者的表面特征与生胶各异,因而不易被润湿,后者表面特征与生胶相近,易被润湿。为了提高合营剂的分散程度,有用的主睹是出席表面活性剂,表面活性剂人人为有机化合物,其中含有-OH、-NH2、-COOH、-NO2、-NO、-SH等极性基团,具有亲水性,另外他们分子机关中还含有非极性长链或苯环式烃基,具有疏水性。因而表面活性剂充当合营剂和橡胶之间的前言的角色,提高了混炼感化,同时它还能平定已分散的合营剂粒子在橡胶中的分散状况,从而提高混炼胶的平定性。

出席分散剂后可明显缩短混炼时间,削弱动力破钞,提高分散平均性,创世棋牌硫化时不含有分散剂或内脱模剂的胶料,其措施性差,易涌现废边过厚、尺寸超差及其创世棋牌缺胶等缺陷,污模粘模事态风险,都要常常清洗模具,制品光洁度差,启模取件痛苦,无意启模取件时创世棋牌被启离散口,出席内脱模剂、分散剂后上述事态得到统治,特为是制品外观质料明显提高。

丁基橡胶混炼时合营剂分散痛苦,开炼机混炼时采用引料法(即待引料胶包辊后再加生胶和合营剂)或薄法——将配方中一半生胶以小辊矩重复薄通,待包辊后再出席另一半。用密炼机混炼时,装胶容量比天然橡胶大10﹪~20﹪,混炼温度在150℃为好,当填料众时也可采用两段混炼法和逆混炼法。乙丙橡胶混炼时不易发生过炼,合营剂分散平均,但自粘性差。乙丙橡胶用开炼机混炼,一般先采用小辊矩使其连续包辊后,再逐渐放宽辊矩,出席合营剂,辊温在60~70℃之间。采用密炼机混炼宜采用高温,混炼温度在150~160℃有助于扩充剂和软化剂的分散及力学效用的提高。装胶容量可比其它胶料高10﹪~15﹪。氯磺化聚乙烯橡胶具有热塑性,加工中随着胶料温度上升,粘度敏捷下降,该橡胶效用平定,不易过炼。 

炭黑分散到生胶或塑料胶的进程,先是橡胶渗入炭黑附聚体的空隙中,变成浓度很高的炭黑-橡胶聚绝对团块,分散在不含炭黑的生胶或塑料胶中,然后这些炭黑-橡胶聚绝对团块在饱满大的物理剪切或拉伸力感化下被搓开,团块逐渐减小,逐渐混合,直到充足分散。在炭黑-橡胶聚绝对团块中,炭黑变成的附绝对,其内部糊口着一种物理吸附的内聚力,只有受到大于这一物理吸附内聚力的物理剪切或拉伸力时手艺将团块搓开。因为生胶或塑炼胶变形量所需的剪切或拉伸力与其粘度有关,要达到克服炭黑附聚体的物理内聚力将其搓开,请求生胶或塑炼胶有一定的粘度。随着分散进程的展开,炭黑包含的生胶或塑炼胶逐渐削弱,胶料粘度逐渐下降。炭黑分散度和细粒子数目标提高,炭黑与生胶或塑炼胶之间接触面积引申,胶料的弹性恢复数值逐渐增大,当此值不再引申时,评释其分散进程终结。

天然橡胶具有精良的混炼效用,其包辊性好,在机械捏炼时,塑性引申速而生热量低,因此对合营剂的湿润性好,吃粉速,分散也较容易,混炼时间短,混炼操作易于把持。但混炼时间过长时,会导致过炼,使硫化胶效用明显下降,风险时会产生粘辊事态。因此,混炼时应峻厉掌握混炼时间等工艺前提。开炼机混炼时辊温一般掌握在50~60℃(前辊应较后辊高5℃),液体软化剂的出席秩序要在填料之后,混炼时间一般为20~30min。密炼机混炼时,众采用-段混炼法,排胶温度一般掌握在140℃以下。

3. 橡胶混炼前的准备

橡胶混炼前的准备职分主要搜集:对原材料进行抽查、查验;对不适用的合营剂添补加工;合营剂的称量。原材料的质料查验时时对合营剂的查验内容主要有纯度、粒径、水分、机械杂质含量、灰分及挥发分含量、酸碱度以及液体合营剂的粘度等。具体依合营剂典范各异而异。生胶或塑炼胶除了查验其化学成分和门尼粘度外,还应该查验物理机械效用。

合营剂的添补加工主要有固体合营剂的破坏;粉状合营剂的干燥和筛选;低熔点合营剂的预热融化和过滤;液体合营剂的加温顺过滤;膏剂和母炼胶的制备等。块状或粗粒状合营剂需求经过破坏、磨细统治或者刨成细片(如硬脂酸、石蜡、沥青和松油等)手艺使用,以便在胶料平分散。破坏常用的发觉有盘式破坏机、球磨机、气流破坏机、锤式零乱机、刨片机等。

当合营剂中含有较众水分或低挥发物杂质时,使得合营剂容易结团,不仅使筛选痛苦,而且在混炼时容易被压成大块凝集物而不易分散,使得胶料或半成品硫化时内部容易产发火泡,造成废次品。所以需求除去或削弱其中水分或低挥发物杂质。干燥发觉有干燥室、真空干燥箱、螺旋式连续干燥机等。当合营剂的粒度及粒度分布达不到尺度,或者其中含有机械杂质,如沙粒、木屑、小金属器件以及合营剂本身的大颗粒和结团等。因为这些杂质的混入,会众数硫化胶的物理机械效用,容易损坏发觉。常用的发觉有振动筛、鼓式选筛机、螺旋选筛机等。低熔点固体软化剂须卓越行加热融化,达到脱水感化和众数粘度感化后,再趁热过滤去掉其中的各种机械杂质。而对粘度太高的液体软化剂,则应进行加温脱水并使其粘度减小,以便进行趁热过滤去掉杂质。

将私家的一些合营剂(短时间难以混炼平均、生热量众、能耗大的)以比较大的比例事先与生胶或塑炼胶单独混合制成组分比较简单、高浓度的母炼胶。将某些合营剂,如促使剂、氧化锌、硫磺等,预先与液体软化剂混合制成膏状混合物,使得合营剂容易分散,众数粉状合营剂的飞扬,厘革劳动前提。合营剂的称量是制备胶料前准备职分最主要的工序之一。

称量是否准确,对胶料的加工效用和创世棋牌德料都起着主要的感化。因此必须做到慎密、不错不漏、准凿凿实。合营剂的称量和投料有两种要领:手工称量投料和自动称量投料。前者适用于技术程度不高的中小规模生产,后者适用于技术程度高的大规模生产。混炼可采用开炼机、密炼机和螺杆连续混炼机。用开炼机混炼时请求手工操作熟练,劳动强度大,且不寂静。用密炼机混炼操作寂静,劳动强度小,是目前应用最广博的。

混炼请求合营剂平均分散于生胶中,变成胶态分散体,以使硫化胶具有最佳效用。同时对混炼胶料的可塑度也有一定请求,使之能适应后工序的请求。有一段和二段混炼法。前者是在橡胶中逐渐添加合营剂。后者是先出席软化剂和粉末状扩充剂进行第一阶段的粗混炼,胶料经冷却和放置一定时间后,再加硫黄和促使剂进行第二段混炼。

将橡胶(生胶)与各种合营剂在炼胶机内混合平均的橡胶加工工艺。为了能够将粉状合营剂出席橡胶中,生胶须先经塑炼,提高其塑性及措施性。混炼进程是橡胶加工最基本的进程,出席合营剂后的混炼胶料的质料,对半成品的工艺效用和成品德料均具有决议性用意。

4. 橡胶混炼常用的发觉

炼胶机是橡胶工厂用来制备混炼橡胶或对胶料进行热炼、塑炼、出型的一种辊筒外露的炼胶机械。橡胶混炼常用的发觉主要有开炼机和密炼机两类。主要职分部件是两异向向内旋绕的中空辊筒,装置在操作者一面的称作前辊,可通过手动或电主睹程度前后移动,借以调理辊距,适应操作请求;后辊则是固定的,不能作前后移动。

开炼机是橡胶制品生产厂应用比较早的一种混炼橡胶发觉。在压延机生产线上,开炼机在压延机前、混合机后,感化是把混合平均的原料进行混炼、塑化,为压延机压延成型橡胶制品提供混合炼胶较平均的熔融料。

密炼机混炼与开炼机混炼相比,具有混炼时间短、功效高、机械化自动化程度高、胶料质料好、劳动强度低、操作寂静、药品飞扬损失小、境况卫生前提好等便宜,但密炼机混炼室散热痛苦,混炼温度高且难以掌握,使对温度敏锐的胶料受到限度,不适于浅色胶料和品种变换频繁的胶料混炼;另外密炼机混炼还需配备反响的下片装置。密炼机通过转子、上下顶栓在密炼室中产生繁杂的措施要领和高剪切力,使橡胶合营剂和粒状添加剂很速破坏安谧均分散,是一种高效的混炼步调。

5. 橡胶混炼的进程和混炼步调

橡胶在绽放式炼胶机两个旋绕辊筒的间隙中,重复受到剪切感化,靠手工操作掌握。主要搜集三个阶段:

生胶加热。即将已塑炼的生胶在机上再次重炼,加热软化,并出席其他纠合物共混;

加合营剂。一般先加软化剂、硬脂酸等,然后出席粉料和炭黑等(炭黑也可预先和局部生胶先单独混为母炼胶)。硫磺一般在混炼的最后或在胶料经停放,于第二次重炼时再出席;

当总共合营剂添加完成后,应再持续翻炼,使混合平均,然后卸下胶片。

开炼机混炼有一段混炼和分段混炼两种工艺步调。无论是一段混炼照旧两段混炼,在混炼操作时,都先沿大牙轮一侧出席生胶、母炼胶或并用胶,然后依据配方出席各种合营剂进行混炼。密闭式炼胶机混炼进程:密闭式炼胶机的转子表面和混炼室壁面之间的间隙大小,随转子转嫁有很大规模的厘革,对胶料产生强烈的剪切感化。混炼感化比绽放式炼胶机大得众,各种粉料合营剂在混炼室内和胶料混合而不飞扬在外,而且自动仪表掌握混炼进程,例如在混炼进程中,胶料温度、物料在室内的体积和所耗电功率的厘革有一定标准。

密炼机通过转子、上下顶栓在密炼室中产生繁杂的措施要领和高剪切力,使橡胶合营剂和粒状添加剂很速破坏安谧均分散,是一种高效的混炼步调。但是高剪切力会使物料温度在混炼中敏捷上升,一般会达到130℃。这已超越了人人数硫化系统的活化温度,会使胶料发生早期硫化(焦烧)。一般的做法是将局面部物料在密炼机中混炼,然后将胶料从密炼机排放到开炼机上,在开炼机上加硫化剂或超速促使剂。因为开炼机实习上只在辊缝线上对胶料有挤压感化,而提供了很大的冷却面积,致物料的温度众数。在这一阶段出席硫化剂可以避免胶料发生早期硫化(焦烧)。

密炼机混炼分为湿润、分散和涅炼,密炼机混炼石在高温加压下进行的。开炼机的混合进程分为三个阶段,即包辊(出席生胶的软化阶段)、吃粉(出席粉剂的混合阶段)和翻炼(吃粉后使生胶和合营剂均达到平均分散的阶段)。开炼机混胶依胶料种类、用途、效用请求各异,工艺前提也各异。混炼中要注意加胶量、加料秩序、辊距、辊温、混炼时间、辊筒的转速和速比等各种因素。既不能混炼不足,又不能过炼。

密炼机混炼操作步调主要有一段混炼法、二段混炼法、引料法和逆混法:

一段混炼法是指经密炼机和压片机一次完成混炼,然后压片得混炼胶的步调。在一段混炼操作中,常采用分批逐渐加料法,为使胶料不至于强烈升高,一般采用慢速密炼机,也可以采用双速密炼机。其加料秩序为生胶—小料—补强剂—扩充剂—油类软化剂—排料—冷却—加硫磺及超促使剂。胶料直接排入压片机,薄通数次后,使胶料降至100℃以下,再出席硫黄和超促使剂,翻炼平均后下片冷却。此法的便宜是比二段混炼法的胶料停放时间短和占地面积小,其错误是胶料可塑性偏低,扩充补强剂不易分散平均,而且胶料在密炼机中的炼胶时间长,易产生早期硫化。此法较适用于天然橡胶胶料和合成橡胶比例不超越50%的胶料。

密炼机一段混炼法从加料、混合到下片冷却一次完成。一般要和压片机合营使用,先把生胶或塑炼胶和合营剂按一定秩序出席密炼机的混炼室内,混匀后排胶于压片机上压片,并使胶料温度众数,此时再出席硫化剂和需低温出席的合营剂,再通过捣胶装置或人工捣胶重复压炼,以混炼平均,经密炼机和压片机一次混炼得到平均的混炼胶的步调叫做一段混炼法。

两段混炼法是指两次通过密炼机混炼压片制成混炼胶的步调。这种步调适用于合成橡胶含量超越50%得胶料,可以避免一段混炼法进程中混炼时间长、胶料温度高的错误。第一阶段混炼与一段混炼法一样,只是不加硫化和活性大的促使剂,一段混炼完后下片冷却,停放一定的时间,然后再进行第二段混炼。混炼平均后排料到压片机上再加硫化剂,翻炼后下片。分段混炼法每次炼胶时间较短,混炼温度较低,合营剂分散更平均,胶料质料高。

6. 橡胶加工混炼的工艺步调及操作特征

混炼是橡胶加工工艺进程中最为主要一个组成局部之一,混炼可分开炼机、密炼机混炼。密炼机混炼还分高温低温之分,各异的发觉、配方、硫化工艺、生产境况其混炼工艺也应该是不尽相同的。开炼混炼与密炼混炼各有各异的优错误,开炼混炼糊口着污染、分散不均、高溶点物质更难分散等不良因素,相对来说是低温混炼,所以开炼混炼工艺后,需停放,使合营剂进一步扩散,在一般状况下是必须的,同时可以哄骗其低温混炼的特征可以将搜集超速促使剂在内的小药同时一同出席混炼,所以开炼混炼的胶料无意其硫化T90比密炼加工的更加平定。

密炼工艺的步调有众种众样,其最主要的关节照旧温度、时间、压力三方面的综合掌握。温度掌握是最为主要的一关,混炼温度可分为高温、中温、低温三种步调、高温混炼一般在130~150℃之间,其混炼工艺上是不能出席任何促使剂或硫化剂,一般适用于高速密炼机,如轮胎胶料中的用SI69偶联白炭黑,其密炼温度达到了150℃,并峻厉掌握密炼时间。

中温混炼一般温度掌握在110~135℃不等,各异的配方、工艺可以挑选各异的排胶温度。实习上人人数中小型企业都是挑选这个阶段的混炼温度,在这个混炼温度阶段操作有几个特征:一是高溶点树脂、投料袋等可以充足融化有利于分散;二是一般温度上升到这个阶段局面部胶料已经混炼平均可以排胶;三是在这个阶段混炼是可以出席临界活化温度较高的促使剂品种一同混炼将有利于分散;四是胶料的门尼粘度容易掌握。采用低温混炼方的工厂也较众,可以使用与开炼混炼相同的加料秩序。低温混炼一般使用在较易混炼的、充油量较众的、补强剂机关较低的合营模样中。混炼工艺是一段较为主要的加工进程,混炼质料的优劣不但直接用意胶料的物理效用,而且还不能确保胶料的浅白的门尼粘度,从而还会用意后段的硫化加工工艺及硫化速度。

7. 结束语

总之,橡胶密炼机自十九世纪初创造以来,无间作为橡胶工业生产中的要害发觉而出席使用。当下汽车行业的速速展开,教唆了橡胶轮胎墟市需求量的引申,在全球发起环保节能的大境况下,橡胶密炼机也起始向着环保节能的大目标展开,而大容量密炼机创世棋牌的涌现也适应了如许的展开趋势。

 

作者简介:

肖九梅(1958-),女,湖北武汉人,大学本科学历,湖北武汉市新兴化工材料公司工程师。

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