橡膠因其優(yōu)異的彈性而被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)產(chǎn)品中,但這種高彈性也給加工過程帶來了挑戰(zhàn)。為了提高橡膠的加工性能,降低其黏度,使其更易于混煉、壓延、壓出、成型等后續(xù)工藝,橡膠塑煉成為了必不可少的一步。本文將詳細(xì)介紹橡膠塑煉的基本原理、工藝方法及其重要性。
一、橡膠塑煉的基本原理
橡膠塑煉是通過機(jī)械力、熱、氧或化學(xué)藥劑等方式,使橡膠生膠從強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浂哂锌伤苄缘臓顟B(tài)。這一過程中,橡膠分子鏈發(fā)生斷裂,平均分子量降低,從而增大其可塑性、柔軟性和勃著性。塑煉的目的是使橡膠生膠在后續(xù)加工中能夠順利進(jìn)行,并達(dá)到所需的工藝性能。
二、橡膠塑煉的主要工藝方法
橡膠塑煉的方法按所用設(shè)備主要分為開煉機(jī)塑煉、密煉機(jī)塑煉和螺桿塑煉機(jī)塑煉。
1.開煉機(jī)塑煉
開煉機(jī)塑煉是最早的塑煉方法,通過前后兩個(gè)速度不同的輥筒形成的相對(duì)速度差,對(duì)橡膠施以強(qiáng)烈的碾壓和撕拉作用。這種機(jī)械作用扯斷了橡膠分子鏈,同時(shí)伴隨著熱和氧的裂解作用,降低了橡膠的分子量,提高了可塑性。開煉機(jī)塑煉的影響因素包括輥溫、輥距、轉(zhuǎn)速和速比、塑煉時(shí)間、煉膠容量、輥筒的工作長(zhǎng)度、割刀次數(shù)和方式等。
2.密煉機(jī)塑煉
密煉機(jī)塑煉是將橡膠投入密煉室內(nèi),通過兩個(gè)以不同速度相向回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,使橡膠在轉(zhuǎn)子間隙、轉(zhuǎn)子與密煉室壁間隙以及轉(zhuǎn)子與上下頂栓間隙中受到強(qiáng)烈的剪切、扯斷、攪拌、折卷和摩擦作用。在高溫、快速和加壓的條件下,橡膠的可塑性迅速提高。密煉機(jī)塑煉的效率高,但塑煉溫度較高,容易導(dǎo)致橡膠分子鏈過度降解,影響物理機(jī)械性能。因此,需要嚴(yán)格控制塑煉溫度和時(shí)間,并可能加入塑解劑以提高塑煉效果。
3.螺桿塑煉機(jī)塑煉
螺桿塑煉機(jī)利用螺桿與機(jī)筒間的機(jī)械剪切力和高溫?zé)嶙饔?,使橡膠分子鏈斷裂,從而提高可塑性。螺桿塑煉法具有生產(chǎn)能力大、節(jié)電效果明顯、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但應(yīng)嚴(yán)格控制排膠溫度,防止膠料表面氧化。
三、塑煉對(duì)橡膠性能的影響
橡膠經(jīng)塑煉后,其物理化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生顯著變化。主要表現(xiàn)在彈性降低、可塑性增加、溶解度增大、橡膠溶液粘度降低以及膠料粘著性能提高。然而,隨著生膠可塑性的增大,硫化膠的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)降低,永久變形增大,耐磨耗和耐老化性能也會(huì)下降。因此,生膠的可塑性需要適當(dāng)控制,以滿足不同工藝和制品的要求。
四、塑煉工藝的重要性
橡膠塑煉是橡膠加工過程中的重要環(huán)節(jié),它直接關(guān)系到后續(xù)工藝能否順利進(jìn)行以及最終產(chǎn)品的性能。塑煉效果的好壞直接影響到混煉、壓延、壓出、成型和硫化等工藝的質(zhì)量。如果生膠可塑性不足,會(huì)導(dǎo)致混煉時(shí)配合劑不易混入,增加混煉時(shí)間,壓出的半成品表面粗糙,收縮率大;如果可塑性過大,則會(huì)導(dǎo)致壓延時(shí)膠料粘輥或粘墊布,成型時(shí)變形大,硫化時(shí)流失膠料多,從而影響產(chǎn)品的機(jī)械性能。
五、結(jié)論
橡膠塑煉是橡膠加工過程中不可或缺的一步,它通過機(jī)械力、熱、氧或化學(xué)藥劑等方式,使橡膠生膠從強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浂哂锌伤苄缘臓顟B(tài)。塑煉工藝的選擇和控制對(duì)于提高橡膠的加工性能和最終產(chǎn)品的品質(zhì)具有重要意義。在實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)不同的橡膠種類、制品要求和工藝條件,選擇合適的塑煉方法和工藝參數(shù),以確保塑煉效果達(dá)到最佳。
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