注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

szf-3的博客

 
 
 

日志

 
 

橡胶配合与开炼机混炼工艺  

2015-04-17 16:13:26|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

橡胶配合与开炼机混炼工艺

实验一  橡胶配合与开炼机混炼工艺

一、实验目的
橡胶配合与混炼工艺实验主要内容是根据实验配方,准确称量生胶、各种配合剂的用量,将配合剂与生胶混合均匀并达到一定分散度,制备符合性能要求的混炼胶。该实验的目的是使学生熟悉并掌握橡胶配合方法,熟练掌握开炼机混炼的操作方法、加料顺序,了解开炼机混炼的工艺条件及影响因素,培养学生独立进行混炼操作的能力。
二、实验设备及工作原理
ф160×320mm双辊筒开炼机,上海机械技术研究所产品,主要由机座、温控系统、前后辊筒、紧急刹车装置、挡胶板、调节辊距大小的手轮、电机等部件组成。开炼机的结构图如图1所示。
 
图1-1 开炼机结构示意图
 
图1-2ф160×320mm双辊筒开炼机
开炼机混炼的工作原理是利用两个平行排列的中空辊筒,以不同的线速度相对回转,加胶包辊后,在辊距上方留有一定量的堆积胶,堆积胶拥挤、绉塞产生许多缝隙,配合剂颗粒进入到缝隙中,被橡胶包住,形成配合剂团块,随胶料一起通过辊距时,由于辊筒线速度不同产生速度梯度,形成剪切力,橡胶分子链在剪切力的作用下被拉伸,产生弹性变形,同时配合剂团块也会受到剪切力作用而破碎成小团块,胶料通过辊距后,由于流道变宽,被拉伸的橡胶分子链恢复卷曲状态,将破碎的配合剂团块包住,使配合剂团块稳定在破碎的状态,配合剂团块变小。胶料再次通过辊距时,配合剂团块进一步减小,胶料多次通过辊距后,配合剂在胶料中逐渐分散开来。采取左右割刀、薄通、打三角包等翻胶操作,配合剂在胶料中进一步分布均匀,从而制得配合剂分散均匀并达一定分散度的混炼胶。
 
三、实验步骤
1、根据实验配方,准确称量生胶和除液体软化剂以外的各种配合剂的量,观察生胶和各种配合剂的颜色与形态;
2、检查开炼机辊筒及接料盘上有无杂物,如有先清除杂物;
3、开动机器,检查设备运转是否正常,通热水预热辊筒至规定的温度(由胶种确定);
4、将辊距调至规定大小(根据炼胶量确定),调整并固定挡胶板的位置;
5、将塑炼好的生胶沿辊筒的一侧放入开炼机辊缝中,采用捣胶、打卷、打三角包等方法使胶均匀连续的包于前辊,在辊距上方留适量的堆积胶,经过2—3分钟的滚压、翻炼,形成光滑无隙的包辊胶;
6、按下列加料顺序依次沿辊筒轴线方向均匀加入各种配合剂,每次加料后,待其全部吃进去后,左右3/4割刀各两次,两次割刀间隔20秒钟;
加料顺序:小料(固体软化剂、活化剂、促进剂、防老剂、防焦剂等)→大料(炭黑、填充剂等)→液体软化剂→硫黄和超速级促进剂
7、割断并取下胶料,将辊距调整到0.5mm,加入胶料薄通,并打三角包,薄通5遍;
8、按试样要求,将胶料压成所需厚度,下片称量质量并放置于平整、干燥的存胶板上(记好压延方向、配方编号)待用。
9、关机,清洗机台。
四、影响因素
影响开炼机混炼效果的因素主要有胶料的包辊性、装胶容量、辊温、辊距、辊筒的速比、加料顺序、加料方式及混炼时间等。
1、胶料的包辊性
胶料的包辊性好坏会影响混炼时吃粉快慢、配合剂分散,如果包辊性太差,甚至无法混炼。胶料的包辊性与生胶的性质(如格林强度、断裂拉伸比、最大松弛时间等)、辊温和剪切速率有关,格林强度高、断裂拉伸比大、最大松弛时间长的生胶包辊性好,如NR;格林强度低、断裂拉伸比小、最大松弛时间短的生胶包辊性差,如BR。影响生胶这些性质的因素都会影响生胶的包辊性,如加入补强剂,提高胶料的格林强度,增大松弛时间,会明显改善BR的包辊性;胶料中过多加入液体软化剂,降低格林强度,缩短松弛时间,包辊性变差,甚至脱辊。辊温在胶料玻璃化转变温度(Tg)以下,无法包辊,在粘流温度(Tf)以上,胶料粘辊,也不能混炼,只有在Tg~ Tf之间某一温度范围内,胶料才有良好的包辊性,适于混炼。如采取减小辊距、增大速比或提高辊筒转速等方法增大剪切速率,可提高胶料的断裂拉伸比、延长最大松弛时间,因而也能改善胶料的包辊性。
2、装胶容量
装胶容量过大,增加了堆积胶量,使堆积胶在辊缝上方自行打转,失去了起折纹夹粉作用,影响配合剂的吃入和分散效果,延长混炼时间,胶料的物性下降,同时会增大能耗,增加炼胶机的负荷,易使设备损坏。如果装胶量过少,堆积胶没有或太少,吃粉困难,生产效率太低。因此,开炼机混炼时装胶量要合适。可根据经验用下列公式计算装胶容量:
Q=K?D?L??ρ
Q—装胶量,Kg;
K—装料系数,K取0.0065~0.0085L/cm2;
D—滚筒致敬,cm;
L—辊筒工作部分的长度,cm;
ρ—胶料的密度,g/cm3。
当炼胶量较少时,为了保证辊距上方留有适量的堆积胶,可通过调整挡胶板的距离来实现。
3、辊距
胶料通过辊距时受到的剪切变形速率,与辊距、辊筒转速和速比之间的关系为:
 
γ——机械切变速率,s-1;
f——滚筒的速比,f=V1/V2;
V2——前辊筒表面旋转线速度,m/min;
V1——后辊筒表面旋转线速度,m/min;
e——辊距,mm;
减小辊距,剪切变形速率增大,橡胶分子链和配合剂团块受到的剪切作用增大,配合剂团块容易破碎,因此有利于配合剂的分散,但橡胶分子链受剪切断裂的机会也增大,容易使分子链过度断裂,造成过炼,橡胶分子量降得过低,使胶料的物理机械性能降低。辊距过大,剪切作用太小,配合剂不易分散,给混炼操作带来困难。因此开炼机混炼时,辊距要合适。合适的辊距大小与装胶量有关,如表1-1所示。天然胶与合成胶并用时,并用比例相等,总胶量可按天然胶来定辊距;合成胶大于天然胶比例时,总胶量可按合成胶定辊距。
表1-1 辊距大小与装胶量的关系
胶量(克) 300 500 700 1000 1200
天然胶mm 1.4±0.2 2.2±0.2 3.8±0.2 3.8±0.2 4.3±0.2
合成胶mm 1.1±0.2 1.8±0.2 2.0±0.2  

4、速比与辊速
速比和辊速增大,对混炼效果的影响与减小辊距的规律一致,会加快配合剂的分散,但对橡胶分子链剪切也加剧,易过炼,使胶料物性降低,使胶料升温加快,能耗增加。速比过小,配合剂不易分散,生产效率低。开炼机混炼的辊筒速比一般在1.15~1.27范围内。
5、辊温
表1-2 不同胶料开炼机混炼时辊筒温度
胶  种 辊  温℃
 前辊 后辊
天然胶 55~60 50~55
丁苯胶 45~50 50~55
氯丁胶 35~45 40~50
丁基胶 40~45 55~60
丁腈胶 ≦40 ≦45
顺丁胶 40~60 40~60
三元乙丙胶 60~75 85左右
氯磺化聚乙烯 40~70 40~70
氟橡胶23—27 77~87 77~87
丙烯酸酯橡胶 40~55 30~50


随辊温升高,胶料的粘度降低,有利于胶料在固体配合剂表面的湿润,吃粉加快;但配合剂团块在柔软的胶料中受到的剪切作用会减弱,不容易破碎,不利于配合剂的分散,结合橡胶的生成量也会减少。因此开炼机混炼时辊筒的温度要合适。由于温度对不同胶料包辊性的影响不同,因此不同胶料混炼时辊温也应不同。NR包热辊,前辊温度要高于后辊;而大多数合成橡胶包冷辊,前辊温度要低于后辊。常用的橡胶开炼机混炼时辊温如表1-2所示。
6、加料顺序
混炼时加料顺序不当,轻则影响配合剂分散不均,重则导致焦烧、脱辊或过炼,加料顺序是关系到混炼胶质量的重要因素之一,因此加料必须有一个合理的顺序。加料顺序的确定一般遵循用量小、作用大、难分散的配合剂先加,用量多、易分散的配合剂后加,对温度敏感的配合剂后加,硫化剂与促进剂分开加等原则。因此开炼机混炼时,最先加入生胶、再生胶、母炼胶等包辊,如果配方中有固体软化剂如石蜡,可在胶料包辊后加入,再加入小料如活化剂(氧化锌、硬脂酸)、促进剂、防老剂、防焦剂等,再次加炭黑、填充剂,加完炭黑和填充剂后,再加液体软化剂,如果炭黑和液体软化剂用量均较大时,两者可交替加入,最后加硫化剂。如果配方中有超速级促进剂,应在后期和硫化剂一起加。配方中如有白炭黑,因白炭黑表面吸附性很强,粒子之间易形成氢键,难分散,应在小料之前加入,而且要分批加入。对NBR,由于硫黄与其相容性差,难分散,因此要在小料之前加,将小料中的促进剂放到最后加。
7、加料方式
加料方式不同也会影响吃粉速度和分散效果。如果配合剂连续加在某一固定位置,其它部位胶料不吃粉,相当于减少了吃粉面积,吃粉时间延长,吃粉慢,配合剂由吃入位置分散到其他地方需要的时间延长,因此也不利于配合剂的分散。加料时应将配合剂沿辊筒轴线方向均匀撒在堆积胶上,使堆积胶上都覆盖有配合剂,这样会缩短吃粉时间,也有利于配合剂在胶料中的分散,缩短混炼时间,较小对橡胶分子链的剪切破坏。



  评论这张
 
阅读(10)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017