炼胶工艺

第一部分 橡胶加工基础知识

一、 概论

1. 橡胶分子链几何形状大致分为三类：线型橡胶分子，支链型橡胶分子，网状橡胶分子。

2. 胶料的组成可概括为五个体系，即生胶 ，硫化体系，增塑及软化体系，补强与填充体系，仿护体系。

3. 橡胶制品生产的基本工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化六个基本工序。★橡胶的流动性是整个加工过程中最重要的工艺特性。★分子量较高且分布窄的橡胶，物理机械性能较好，但加工性较差。★生胶分子量越低, 生胶的可塑度越大. ★生胶分子量分布越宽，在开炼机上混炼时包辊性越好。

二、 橡胶配方设计

（一）、生胶

1. SBR是丁苯橡胶，BR是顺丁橡胶，EPDM是三元乙丙橡胶，CR是氯丁橡胶。★合成丁苯橡胶的单体是丁二烯和苯乙烯，合成乙丙橡胶的单体是乙烯和丙烯

丁腈橡胶和氟橡胶----------耐油性最好

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丁基橡胶----------------------气密性最好

氟橡胶----------最佳耐热耐化学药品性

三元乙丙橡胶---------------耐候性最好

丁腈橡胶的耐油性、耐热性及机械强度随丙烯腈含量的增加而提高，而弹性和耐寒性却有所下降。

三元乙丙橡胶大分子主链不含双键，双键在侧链上。主链为稳定的碳碳饱和键，受到老化因素的影响时，主链不易短链，因此三元乙丙橡胶具有优良的耐老化性能。二元乙丙橡胶主链和侧链都不含双键，用过氧化物硫化后，形成稳定的碳碳饱和键，因此二元乙丙橡胶的耐老化性能比三元乙丙橡胶还好。

（二）、配合剂

 补强与填充剂

1. 炭黑的混炼性主要取决于炭黑的结构，粒径和表面化学性质。★炭黑粒径减小，硫化胶硬度升高。★炭黑结构越高，炭黑在胶料中的分散越容易。

 增塑剂

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2. 增塑剂应与橡胶具有良好的相溶性。

3. 促进剂M可作天然胶的化学增塑剂（塑解剂）。

 硫化与促进剂、活性剂

4. 在橡胶硫化中，凡能加快橡胶与硫化剂的交联作用，使硫化时间缩短的物质，都叫硫化促进剂。

5. 按促进剂的活性可将其分为以下四类超促进剂，中超促进剂，中等促进剂 ，弱促进剂。★黄原酸盐类促进剂速度最快。★按促进剂的酸碱性可将其分为以下三类酸性促进剂，中性促进剂，碱性促进剂。

6. 橡胶硫化剂如S，DTDM。★多硫键有助于链段的运动，所以硫化胶的弹性较好。★橡胶工业中过氧化物主要用来硫化饱和橡胶。★用硫磺给予体硫化，在橡胶中形成较稳定的双硫键或单硫键，因此硫化橡胶的耐热性好。

7. 氧化锌可作为橡胶硫化活性剂

 防老剂

8. 橡胶在加工、存放和使用过程中，由于受到氧、热、光及机械引力等各种因素的作用，

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物理机械性能随时间而下降的现象叫老化。

9. 可以抑制氧、热、光及机械应力等各种因素对橡胶产生破坏的物质叫防老剂。★石蜡是一种物理防老剂。

10. 在多次变形条件下，橡胶分子结构发生变形，与此同时伴随氧化反应，结果使橡胶的

物性和其他性质变差，这种现象称为橡胶的疲劳老化。

 其它配合剂

11. 防焦剂。

一种可以延长焦烧时间防止胶料早期硫化，但对硫化速度没有明显影响的化学物质是

三、 加工工艺及设备

（一）、炼胶

 塑炼

1. 什么叫塑炼？答：为了满足各种加工工艺过程对胶料可塑度的要求，通常要在一定条件下对生胶进行机械加工，使之由强韧的弹性状态转变为柔软而具有可塑性的状态，这个工艺过程称为塑炼。经塑炼具有一定可塑度的橡胶称作塑炼胶。

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 混炼

2. 什么叫混炼？答：混炼就是将塑炼胶或具有一定可塑性的橡胶与配合剂在机械作用下混合均匀，制成胶料，以便制造具有各种性能的橡胶制品。

3. 配合剂与胶料的混炼工艺过程可分为四个阶段：混入，分散，混合和塑化。

4. 开炼机混炼可分为三个阶段，即包辊，吃粉和翻炼。★开炼机混炼胶料，为了提高配合剂的分散度，在混炼的后期，需要薄通。★用开炼机混炼胶料时硫磺应后加（填先加或后加），这是为了防止焦烧。★硬脂酸能减少混炼时的粘辊现象。★在胶料的混炼过程中，亲油性配合剂容易分散。★用开炼机混炼胶料时宜采用低温，温度低些粘度大些，受剪切力就会大，有利与于配合剂的分散。★高温容易使胶料软化，剪切效果减弱，易引起焦烧和配合剂结团，难于分散和焦烧等不良现象。

5. 胶料在存放过程中，必须控制温度和缩短存放时间，以避免焦烧。

6. 橡胶在混炼过程中为什么常要涂隔离剂？为了防止胶片之间发生粘连。

 设备

7. 开炼机XK-400，X表示橡胶用，K表示开炼机，400表示前辊筒直径为400毫米。★用混炼胶料的开炼机适宜的速比范围是１：１.１～１.２

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（二）、模压

8. 橡胶模压时使用硅油涂模具的目的是什么？有利于脱模。

（三）、硫化

9. 在加热条件下，胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，使线形结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，导致该胶料的物理机械性能和其他性能有明显改善，这个过程称为硫化。★焦烧是一种早期硫化，即在橡胶成型硫化之前硫化反应已经开始。

10. 硫化三要素是温度，时间和压力。

11. 硫化历程可分为四个阶段焦烧阶段，热硫化阶段，平坦硫化阶段，过硫化阶段。★热

硫化阶段可作为硫化反应速度标志。★平坦硫化阶段可作为选取正硫化反应时间。★正硫化是橡胶制品性能达到最佳值时的状态。★处在正硫化前期称为欠硫，后期称为过硫。

12. 硫化后的橡胶在溶剂中的溶解能力大大下降。

13. 天然橡胶在高温条件下硫化，硫化平坦线十分短促，硫化反原现象十分显著，所以天

然橡胶不宜采用高温快速硫化。

14. 薄壁橡胶制品的硫化条件为170C*5min,若在160C下硫化，硫化时间应为10min。

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第二部分 橡胶加工专门知识

一、 炼胶工

1. 先向密炼机中加入生胶，再加粉料、油料的混炼方法叫顺炼法。优点：载荷小，混炼质量好。缺点：混炼时间长。先向密炼机中加入粉料、油料，再加生胶的混炼方法叫逆炼法。优点：混炼时间短，投料简单。缺点：载荷大，粉料飞扬，混炼质量难于保证。

2. 剪切型和啮合型密炼机工作原理的主要区别是：剪切型密炼机的分散区主要在转子棱与室壁之间，啮合型密炼机的分散区主要在转子与转子之间。

3. 混炼工艺必须达到那些要求：1.各种配合剂均匀分布于胶料中。2.配合剂（特别是补强剂）达到一定分散度，并与生胶产生结合橡胶。3.使胶料具有一定可塑度。4.混炼速度快，生产效率高，能耗少。

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