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欧宝app下载苹果:橡胶根本加工工艺
时间:2021-08-31 01:09:04|来源:欧宝娱乐最新版官方下载 作者:欧宝app官方 字号[大][中][小]

  橡胶根本加工工艺 吴明生 (青岛科技大学,高分子科学与工程学院) Tel Email: wumshqust.edu College of Polymer Science and Engineering 首要内容 ? 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 炼胶预备工艺 ? 第三节 炼胶工艺及理论 ? 第四节 混炼胶的质量查验 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情况转变为柔软而赋有可塑 性情况的加工工艺进程。 混炼:将生胶与合作剂混合均匀,制备契合功能要求的 混炼胶的工艺进程。 2、要求 ① 可塑度巨细适宜且均匀; ② 合作剂涣散均匀并达必定涣散度; ③ 混炼胶的功能要契合要求; ④ 时刻短,能耗低。 二、炼胶设备 1、开炼机 作业原理示意图: 速比:f=V1/V2 剪切速率:γ=V2(f-1)/e 2、密炼机组 密炼机炼胶工艺流程示意图 四楼 炭黑贮仓 小料秤 三楼 二楼 微机室 胶料秤 炭黑斗 炭黑秤 一楼 双管气体运送 密炼机 流片机 油管路 油秤 冷却 (1)上辅机 炭黑主动称量与运送系统 上辅机 油料主动称量与运送系统 小料主动称量系统 胶料称量系统 炭黑主动称量与运送系统(示意图) 炭黑主动称量系统 油料主动称量与运送系统 通密炼机 小料主动称量系统(投料口) 小料主动称量系统 胶料称量系统 (2)密炼机 二棱转子 四棱转子 密炼机操控中心 (3)下辅机 流片机(开炼机) 胶料运送设备 流片机(螺杆挤出机) 冷却设备 冷却槽(水冷) 风冷 叠放 第二节 炼胶预备工艺 生胶的塑炼 原材料的质量查验 炼胶预备工艺 原材料的弥补加工 油膏和母炼胶的制备 称量合作 一、生胶的塑炼 1、塑炼的意图与要求 塑炼是指经过机械应力、热、氧或参加某些化学试剂等办法, 使橡胶由强韧的高弹性情况转变为柔软的塑性情况的进程。 塑性(可塑性):橡胶在发生变形后,不能康复其本来情况, 或者说坚持其变形情况的性质。 意图: (1)减小弹性,进步可塑性; (2)下降粘度; (3)改进活动性; (4)进步胶料溶解性和成型粘着性。 要求:(1)可塑度要恰当 (2)塑炼均匀 2、塑炼机理 (1)橡胶增塑办法 增塑办法 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:η a=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反转,胶料放到两 辊筒间的上方,在冲突力的效果下被辊筒带入辊距中。 因为辊筒外表的旋转线速度不同,使胶料经过辊距时的 速度不同而遭到冲突剪切效果和揉捏效果,使分子链开裂和 变形,开裂的分子链由氧气停止活性安稳在开裂的情况,胶 料重复经过辊距,均匀分子量减小,胶料的黏度下降,活动 性变好而被塑炼。 机械力效果:使橡胶分子链开裂 氧气效果:使分子链安稳在开裂的情况 一般不加塑解剂。 ②密炼机塑炼原理 物料从加料斗参加密炼室后,加料门封闭,压料设备 的上顶栓下降,对物料加压。 物料在上顶栓压力及冲突力的效果下,被带入两个具 有螺旋棱、有速比的、相对反转的两转子的空隙中,致使物 料在由转子与转子,转子与密炼室壁、上顶栓、下顶栓组成 的捏炼系统内,遭到不断改变和重复进行的剪切、撕拉、搅 拌和冲突的激烈捏炼效果,使胶料温度升高,发生热氧化断 链,使胶料的均匀分子量减小,然后到达塑炼的意图。 机械力效果:初期起剪切、冲突,使胶料升温效果 后期起拌和,添加与氧触摸面积效果 氧气效果:既是大分子自在基引发剂,又是大分子自在 基停止剂 塑解剂效果:同氧气,增塑效果好,一般均参加。 ③螺杆机塑炼原理 在螺杆塑炼机中,生胶一方面遭到螺杆的激烈的机械搅 拌效果,另一方面,因为生胶受螺杆与机身内壁的冲突发生 很多的热,温度高达150~180℃,然后加快氧化裂解,获 得塑炼效果。 长处: 能接连出产,出产能力大,适用于大型轮胎厂。 缺陷: 排胶温度高,塑炼胶的热可塑性大,质量不均,排胶不 规矩。 (3)影响要素 ①机械力:机械力增大,塑炼效果变好。 ②氧气:氧气是最好的塑解剂,分子链上结合0.3%的氧,可 使橡胶分子量由10万降到5千。 ③温度:低温区(110℃),跟着温度升高, 塑炼效果下降; 高温区(110℃),跟着温度升高,塑炼效果进步。 ④静电的效果:塑炼进程中,胶料遭到激烈的冲突效果发生静 电。静电积累发生放电现象,使空气中的氧活化变为原 子态氧和臭氧,加快橡胶分子的氧化断链效果。 ⑤化学塑解剂 停止型(低温塑解剂):苯硫酚、五氯硫酚。 引发型(高温塑解剂):过氧化苯甲酰(BPO)、偶氮二异 丁腈(AIBN)等。 混合型(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。 3、塑炼预备工艺 (1)烘胶 NR一般在50~60℃,时刻为24~36h,冬天加热时刻 为36~72h。CR一般在24~40℃,时刻为4~6h。 烘胶在烘胶房中进行,温度不宜过高,否则会影响橡胶 的物理机械功能。要均匀。 (2)切胶 用切胶机将生胶切成小块,每块分量视胶种而异, NR每 块10~20kg,CR每块不超越10kg。 (3)破胶 橡胶块需用破胶机破胶,以便塑炼。 4、塑炼工艺办法 (1)开炼机塑炼的工艺办法 ①包辊塑炼法(胶片包辊,重复过辊塑炼) 长处:劳动强度低。 缺陷:散热慢,功率低,终究可塑度较低。 a.一段塑炼 b.分段塑炼:先包辊塑炼必定时刻,然后下片,冷却4~8 小时,再进行第2次塑炼,进步真可塑度。 ②薄通塑炼法(辊距在1mm以下,胶料不包辊) 长处:散热快,冷却效果好,塑炼效果好,可塑度均匀,能 到达恣意可塑度; 缺陷:劳动强度大,出产功率低。 ③爬高法 又称循环法,用一运送带将塑炼过的胶料运送过一段距离后 回来到开炼机上,归纳了包辊塑炼和薄通塑炼的长处。 (2)密炼机塑炼工艺办法 工艺办法 一次塑炼法 分段塑炼法 化学增塑 塑炼法 时刻长,功率低,胶 料的可塑度低,可塑 度不均匀。 功率高,可塑度高, 均匀性好,但办理不 便利 功率最高,可塑度 高,时刻短,但均 匀性欠佳。 5、塑炼弥补工艺 (1)压片或造粒 (2)冷却与枯燥 (3)停放 枯燥后的胶片按规则堆积4~8h以上才干恭下道工序运用。 (4)质量查验 二、原材料的质量查验 1、生胶的查验 元素组成、杂质含量、门尼黏度、挥发份含量、含水率等。 2、合作剂的查验 固体合作剂的粒度、纯度、酸碱度、吸油值、金属离子含 量、熔点、分化温度、挥发份含量等; 液体合作剂的苯胺点、倾点、闪点、沸点、含水率、挥发份 含量等。 三、合作剂的弥补加工 破坏、挑选、枯燥、母胶和油膏的制备等。 四、称量合作 手艺称量、全主动称量 第三节、炼胶工艺及理论 一、炼胶理论 1、混炼胶的结构 混炼胶是由粒状合作剂(如炭黑、促进剂、填充剂等)分 散于生胶中组成的多涣散系统。 在涣散系统中,生胶的涣散呈接连情况,称为涣散质,粒状 合作剂为涣散相。 涣散相尺度、散布均匀性及接连相的均匀分子量和散布构成 混炼胶的微观结构,从而决议硫化胶的功能。 混炼胶的微观结构受配方、加工工艺激烈影响,配方不同, 加工工艺不同,混炼胶的结构不同,硫化胶的功能也不同。 进步合作剂涣散性,坚持较高的均匀分子量是进步硫化胶力 学功能的两个首要办法。 2、炭黑橡胶混炼进程 a-参加合作剂,落下上顶栓; b-上顶栓安稳 c-功率最低值 d-功率二次峰值 e-排料 f—过炼及温度平整 混炼进程: (1)湿润 混炼时刻/min 混炼时的容积、功率、温度改变曲线)吃粉 开炼机吃粉:回来胶与堆积胶拥堵发生狭缝,合作剂进入 狭缝,被胶料围住。进程慢,时刻长。 密炼机吃粉:回来胶与上顶栓的围住。进程快,时刻短。 (2)涣散 必要条件:①有速比 ②有流道改变 涣散进程:胶料和合作剂团块破碎 胶料弹性缩短 简略混合 合作剂涣散 合作剂小团块与橡胶混合 (3)涣散均匀 开炼机选用翻炼、薄通打三角包;密炼机使用转子突棱的混 合效果。 4、结合橡胶的效果 结合橡胶的生成有利于混炼进程中炭黑附聚体的破碎和 均匀涣散,避免已涣散炭黑的再聚结,坚持安稳。 在炭黑橡胶团块破碎之前生成过多的结合橡胶,不利于炭 黑团块的破碎,涣散性变差; 混炼后期生成更多的结合橡胶,有利于进步橡胶的强度。 5、外表活性剂的效果 (1)进步橡胶在固体合作剂外表的湿润性,进步涣散效果; (2)使合作剂安稳的涣散在胶猜中,避免合作剂从头聚结。 如避免炭黑、氧化锌的聚结。 二、混炼工艺 (一)开炼机混炼工艺 1、工艺进程 (1)包辊 影响要素:生胶的性质(格林强度、开裂拉伸比、最大松懈 时刻等) 辊筒的温度: 破碎不包辊 包辊 剪切速率:增大能改进包辊擤 脱辊 粘辊 (2)吃粉 影响要素:胶料的黏度(低易吃粉) 辊筒温度(高易吃粉) 合作剂粒径和结构性(粒径大,结构性低易吃粉) 堆积胶的量(适宜易吃粉) 加料办法(摇摆加料易吃粉) (3)翻炼(捣胶) 切开翻炼 薄通,打三角包 2、加料次序 (1)加料次序遵从的一般准则: a.用量少,效果的先加 ; b.在胶猜中难涣散的先加; c.临界温度低,化学活性大,对温度灵敏的应在混炼 降温后加; d.硫黄与促进剂分隔加; e.软化剂与补强填充剂分隔加。 (2)特殊情况: 硬质胶(硫黄30~50份)先加硫黄后加促进剂; 海绵胶:软化剂用量多,先加一部分,或放在最终加; 内胎胶:滤胶后再加硫黄。 (3)一般加料次序: 生胶或塑炼胶 固体软化剂 促进剂、活性剂、防 老剂、防焦剂 补强填充剂 液体软化剂 硫黄 超速 促进剂 3、开炼机混炼特色 (1)长处 混炼胶质量好,合作剂涣散性好; 改换配方简单,易清洗; 合适特种橡胶或特种合作时炼胶 (2)缺陷 质量动摇大,进程难操控; 混炼时刻长,功率低; 劳动强度大,操作不安全; 合作剂易飞扬,形成质量丢失,污染环境 (二)密炼机混炼工艺 1、工艺进程 (1)吃粉 (2)涣散 (3)捏炼 2、工艺办法 (1)一段混炼法: 适用:粘度低、填充量少、生热低的胶料,如以NR为主的胶料。 长处:胶料办理便利,节约停放面积。 缺陷:可塑度低,不易涣散均匀,混炼周期长,易焦烧和过炼。 具体办法: 传统一段混炼法:按次序加料。选用慢速或变速密炼 分段投胶一段混炼法:分批投加生胶。 (2)分段混炼法 两段混炼法 : 传统两段混炼法:快速母炼,再慢速终炼,排胶加硫黄 分段投胶两段混炼法:快速母炼(80%),慢速终炼 (20%),排胶加硫黄。 三段混炼:一段快速母炼,二段慢速,三段慢速终炼加硫 四段混炼:一段快速母炼,二、三段慢速,四段慢速终炼加硫 (3)逆混(倒混)炼法: 先把除硫黄、促进剂之外的合作剂悉数参加密炼机,再加 生胶。 适用于生胶挺性差的BR、EPR、IIR和高炭黑、高油合作 的胶料。 3、进程操控 操控办法: (1)时刻操控法:胶料功能最佳的混炼时刻为规范,计时 排胶; (2)温度操控法:胶料功能最佳的排胶温度为规范,测温 排胶; (3)混炼效应操控法:归纳时刻、温度,确认最佳混炼效 应; (4)能量操控法:测转子所耗费的功,由功率积分仪测转 子瞬时功率; (5)智能操控法:由PLC单片机主动操控排胶进程。 4、密炼机混炼的特色 (1)长处 功率高,质量动摇小; 主动化程度高,劳动强度低,操作安全; 合作剂飞扬丢失小,环境无言轻; 合适大规模出产。 (2)缺陷 胶料的质量差,合作剂涣散性差; 改换配方不便利,清洗机台困难; 第四节 混炼胶的质量查验 一、混炼胶快检 内容: (1)外观:目测,外表光洁程度、断面有无气孔 (2)可塑度 反映胶料的活动性。具体办法有: 威廉氏法、华莱氏法、德弗法,门尼粘度法、毛细管流变仪 法等。 (3)密度测定 反映:合作剂少加、多加或漏加; 合作剂的涣散均匀性。 (4)硬度测定 反映合作剂的涣散均匀性。 (5)硫化特性 用硫化仪高温下快速检测硫化特性。 二、惯例的物理机械功能检测 拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、伸长率、永久变形和 硬度等; 依据胶料的不同功能要求挑选专门功能项目进行测验, 如胎面胶测定磨耗功能等。 三、合作剂的涣散度查看 1.目测(ASTM A法、定性查验法) 凭借10倍放大镜或低倍双目显微镜观测胶料外表,与规范 战片对照,大略判别胶猜中炭黑的涣散度等级(1~5级); 2.显微镜测定(ASTM B法、定量查验法) 使用灯火显微镜、电子显微镜来调查胶料切片,核算胶猜中 炭黑涣散度,能真实地反映混炼胶的涣散程度。 3、专用仪器法 炭黑涣散度仪:使用光学原理,直观调查炭黑涣散情况; 外表粗糙度仪:用探针扫描断面,核算峰的数目与均匀峰高, 核算涣散度。 4、密度法 测不同部位胶料的密度。 5、硬度法 测不同部位胶料的硬度。

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