成型用物料配制-橡胶的塑炼与混炼（高分子成型课件）

橡胶加工工艺:系指生胶（未加工的橡胶）及其配合剂（助剂）经过一系列化学与物理作用制成橡胶制品的过程。主要包括塑炼、混炼、压延、压出、成型和硫化等工序。塑炼混炼配合剂压延压出成型硫化成品混炼：各种添加剂混入并均匀分散在橡胶中的过程。其产物为混炼胶。塑炼：为便于混炼而需使橡胶降低生胶分子量，实现塑性提高的过程。塑性：除去外力之后，物质能保持其形变不变的性质称为可塑性(塑性)。

塑炼和混炼所用设备为开炼机和密炼机塑炼是混炼前的准备，是混炼胶的工艺要求。混炼过程是橡胶加工工艺中最重要的工艺过程之一。其基本任务就是生产符合质量要求的混炼胶。橡胶的塑炼和混炼工艺一、粒料的配置1塑化设备——开炼机①辊筒传动装置②辊距调整装置③润滑装置④加热或冷却装置⑤紧急停车装置设备组成主要技术参数①辊筒直径（D,mm)与长度(L，mm)②辊筒线速度与速比③生产能力（Q，Kg/h)④一次投料量⑤驱动功率规格表示国家标准：前辊筒工作部分直径×后辊筒工作部分直径×辊筒工作部分长度(mm毫米)。厂家标准：X(S)K－XX（X表示橡胶，S表示塑料，K开炼机，XX表示工作部分直径(mm毫米)一、橡胶塑炼和混炼设备1塑化设备——开炼机工作原理堆放在辊筒上的物料，由于与辊筒表面的摩擦和粘附作用，以及物料之间的粘接作用，被拉入两辊筒之间的间隙之内。这时，在辊隙内的物料受到强烈的挤压与剪切，从而使物料产生大的形变，增加了各组分的接触面产生大的混合，使物料在辊隙内形成楔形断面的料片。从辊隙中排出的料片，由于两个辊筒表面速度和温度的差异而包覆在一个辊筒上，重新返回两辊间，同时物料受到剪切，产生热量或受到加热辊筒的作用渐渐趋于熔融或软化，这样多次往复，直至达到预期的塑化和混合状态。一、橡胶塑炼和混炼设备1塑化设备——开炼机操作要点①开炼机正常操作时，两辊间隙上方应保持一定数量的物料堆积，且堆积的物料应小于接触角。②操作时应保持一定的速度梯度（速比f和辊距e），以增加辊筒对物料所形成的剪切塑化效果。③操作过程中，需翻捣和切割料片。一、橡胶塑炼和混炼设备2塑化设备——密炼机密炼机是在开炼机基础上发展起来的一种高强度间歇混合设备。密炼机混炼是密闭的，因而工作密封性好，混合过程中物料不会外泄，可减少混合物中添加剂的氧化或挥发。密闭混炼室能改善工作环境，降低劳动强度，缩短生产周期，并为自动控制技术的应用创造条件。一、橡胶塑炼和混炼设备2塑化设备——密炼机①按密炼室结构分为：整体翻转式前后组合式和上下对开式；②按转子的转速分为：慢速密炼机(转子转速在20r/min以下)中速密炼机(转子转速在30r/min左右)、快速密炼机(转子转速在40r/min以上)等。

③按转子横截面几何形状分有：三角形、圆筒形和椭圆形转子密炼机分类一、橡胶塑炼和混炼设备工作原理

物料从加料斗加入密炼室以后，加料门关闭，压料装置的上顶栓降落，对物料加压。物料在上顶栓压力及摩擦力的作用下，被带入两个具有螺旋棱、有速比的、相对回转的两转子的间隙中，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，受到不断变化和反复进行的剪切、撕拉、搅拌、折卷和摩擦的强烈捏炼作用，使物料破坏并升温，产生氧化断链，增加可塑度，使配料分散均匀，从而达到塑炼或混炼的目的。物料炼好后，卸料门打开，物料从密炼室下部的排料口排出，完成一个加工周期。2塑化设备——密炼机一、橡胶塑炼和混炼设备一、橡胶塑炼和混炼设备工作原理

2塑化设备——密炼机1）转子与混炼室壁间的捏炼作用①混炼室壁是固定的,转子凸棱和室壁之间的间隙在时刻变化，当间隙面为最小值时，物料受到的剪切作用最大。②物料受到转子棱峰最大剪切作用作用后又继续受到转子其余表面的作用，减少了剪切过热和捏炼不均匀现象。2)

两个转子的折卷与往返切割作用①折卷作用:是指一侧转子前面的部分物料被挤压到对面的混炼室中经与另一侧转子前面的物料同时捏炼之后,其中塑料被推回来.这恰似用两台相邻的开炼机连续例替捏炼的情况。②轴向往返切割作用物料沿转子轴向移动仅在转子的短段上发生,而转子的长段仅有送料作用。3）转子与上下顶栓的搅拌作用卸料门将物料分开,分别进入两个混炼室中,经捏炼后,两股物料相会于两个转子的上部,然后进入两转子的间隙中,如此反复进行。一、橡胶塑炼和混炼设备2塑化设备——密炼机主要技术参数①总容量和工作容量②上顶栓对物料的压力③生产能力

1小时塑化物料的质量间歇式生产设备Q=α（60vr*/t）α--设备利用系数（0.8~0.9）④功率消耗以工作容量和转子转速来表示。

X(S)Ｍ一XX/YY

X(S)一橡胶(塑料)M—密炼机XX—密炼机的工作容量YY—转子的转速规格表示一、橡胶塑炼和混炼设备二、橡胶的塑炼机理及规律塑炼：为便于混炼，而通过热、氧、机械力或某些化学试剂的作用，使生胶材料由强韧的弹性状态转变为柔软的塑性状态的过程。塑炼目的：降低生胶的弹性，增加可塑性，获得适当的流动性，以便混炼工序顺利进行。本质：橡胶大分子链断链，降低生胶分子量，实现可塑性的提高。生胶的可塑性并非越大越好，工艺不同，制品不同，可塑性不同。生胶的可塑度大（大于60），则可不经塑炼而直接混炼。1橡胶的塑炼机理1低温塑炼（机械力的作用、氧的作用）

R-R→R·+R·R·+O2→ROO·ROO·+RˊH→ROOH+Rˊ·ROOH分解成稳定的较小分子机械力可使大分子链断裂，氧起着活性自由基受体的作用。2高温塑炼（氧的作用）--自动催化氧化连锁反应链引发：ＲＨ＋Ｏ２→R·+ＨＯＯ·链传递：R·+O2→ROO·

ROO·+RˊH→ROOＨ＋Rˊ

ＨＯＯ·＋RˊH→ＨOOＨ＋Rˊ·

Rˊ·＋Ｏ２→RˊＯＯ·

链终止：ROOH→分解成稳定的较小分子机械力起到应力活化作用；O2作用：大分子自动催化氧化连锁反应，促使大分子降解。二、橡胶的塑炼机理及规律2橡胶的塑炼规律（1）低温塑炼规律——开炼机①大分子链中央部位受力最大，分子断链往往首先发生在链的中部。②随塑炼进行，分子量减小，且分子