试验一橡胶配合与开炼机混炼工艺
一、试验目
橡胶配合与混炼工艺试验关键内容是依据试验配方,正确称量生胶、多种配合剂用量,将配合剂与生胶混合均匀并达成一定分散度,制备符合性能要求混炼胶。该试验目是使学生熟悉并掌握橡胶配合方法,熟练掌握开炼机混炼操作方法、加料次序,了解开炼机混炼工艺条件及影响原因,培养学生独立进行混炼操作能力。
二、试验设备及工作原理
ф160×320mm双辊筒开炼机,上海机械技术研究所产品,关键由机座、温控系统、前后辊筒、紧急刹车装置、挡胶板、调整辊距大小手轮、电机等部件组成。开炼机结构图如图1所表示。
图1-1开炼机结构示意图
图1-2ф160×320mm双辊筒开炼机
开炼机混炼工作原理是利用两个平行排列中空辊筒,以不一样线速度相对回转,加胶包辊后,在辊距上方留有一定量堆积胶,堆积胶拥挤、绉塞产生很多缝隙,配合剂颗粒进入到缝隙中,被橡胶包住,形成配合剂团块,随胶料一起经过辊距时,因为辊筒线速度不一样产生速度梯度,形成剪切力,橡胶分子链在剪切力作用下被拉伸,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,胶料经过辊距后,因为流道变宽,被拉伸橡胶分子链恢复卷曲状态,将破碎配合剂团块包住,使配合剂团块稳定在破碎状态,配合剂团块变小。胶料再次经过辊距时,配合剂团块深入减小,胶料数次经过辊距后,配合剂在胶料中逐步分散开来。采取左右割刀、薄通、打三角包等翻胶操作,配合剂在胶料中深入分布均匀,从而制得配合剂分散均匀并达一定分散度混炼胶。
三、试验步骤
1、依据试验配方,正确称量生胶和除液体软化剂以外多种配合剂量,观察生胶和多种配合剂颜色与形态;
2、检验开炼机辊筒及接料盘上有没有杂物,如有先清除杂物;
3、开动机器,检验设备运转是否正常,通热水预热辊筒至要求温度（由胶种确定）;
4、将辊距调至要求大小（依据炼胶量确定）,调整并固定挡胶板位置;
5、将塑炼好生胶沿辊筒一侧放入开炼机辊缝中,采取捣胶、打卷、打三角包等方法使胶均匀连续包于前辊,在辊距上方留适量堆积胶,经过2—3分钟滚压、翻炼,形成光滑无隙包辊胶;
6、按下列加料次序依次沿辊筒轴线方向均匀加入多种配合剂,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;
加料次序: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、影响原因
影响开炼机混炼效果原因关键有胶料包辊性、装胶容量、辊温、辊距、辊筒速比、加料次序、加料方法及混炼时间等。
1、胶料包辊性
胶料包辊性好坏会影响混炼时吃粉快慢、配合剂分散,假如包辊性太差,甚至无法混炼。胶料包辊性与生胶性质（如格林强度、断裂拉伸比、最大松弛时间等）、辊温和剪切速率相关,格林强度高、断裂拉伸比大、最大松弛时间长生胶包辊性好,如NR;格林强度低、断裂拉伸比小、最大松弛时间短生胶包辊性差,如BR。影响生胶这些性质原因都会影响生胶包辊性,如加入补强剂,提升胶料格林强度,增大松弛时间,会显著改善BR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,胶料才有良好包辊性,适于混炼。如采取减小辊距、增大速比或提升辊筒转速等方法增大剪切速率,可提升胶料断裂拉伸比、延长最大松弛时间,所以也能改善胶料包辊性。
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,影响配合剂吃入和分散效果,延长混炼时间,胶料物性下降,同时会增大能耗,增加炼胶机负荷,易使设备损坏。假如装胶量过少,堆积胶没有或太少,吃粉困难,生产效率太低。所以,开炼机混炼时装胶量要适宜。可依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—辊筒工作部分长度,cm;
ρ—胶料密度,g/cm3。
当炼胶量较少时,为了确保辊距上方留有适量堆积胶,可经过调整