高分子成型加工全套課件——第五章-高分子材料混合與制備

1、第五章第五章 高分子材料混合與制備高分子材料混合與制備 高分子材料高分子材料是以高分子化合物為主體，加上其他多個是以高分子化合物為主體，加上其他多個添加劑組成的多相復(fù)合體系。添加劑組成的多相復(fù)合體系。 對絕大部分高分子材料而言，都不是單獨使用高分子化對絕大部分高分子材料而言，都不是單獨使用高分子化合物。合物。加入其他物料的目的：加入其他物料的目的：1、改善高分子材料制品的使用性能、改善高分子材料制品的使用性能2、改善成型工藝性能、改善成型工藝性能3、降低成本、降低成本高分子材料成型加工前的準備工藝高分子材料成型加工前的準備工藝 由于高分子材料由多種組分組成，因此在成型前必須由于高分子材料由多種

2、組分組成，因此在成型前必須要將各種組分相互混合，制成合適形態(tài)的物料再進行成型要將各種組分相互混合，制成合適形態(tài)的物料再進行成型加工，這一過程就稱為混合，又稱為配料，實際上是成型加工，這一過程就稱為混合，又稱為配料，實際上是成型加工前的準備工藝。加工前的準備工藝。為何需要在成型前進行準備？為何需要在成型前進行準備？1、不同的成型工藝，對原料的形態(tài)有不同的要求、不同的成型工藝，對原料的形態(tài)有不同的要求塑料制品：粒狀、粉狀、片狀、液狀、糊狀塑料制品：粒狀、粉狀、片狀、液狀、糊狀橡膠制品：混煉膠。片狀膠條橡膠制品：混煉膠。片狀膠條2、各種配合劑需要進行預(yù)處理、各種配合劑需要進行預(yù)處理3、聚合物原料在運

3、輸、貯存過程中會造成性質(zhì)變劣或混入、聚合物原料在運輸、貯存過程中會造成性質(zhì)變劣或混入 雜質(zhì)，需要在成型前進行預(yù)處理雜質(zhì)，需要在成型前進行預(yù)處理4、聚合物與不同的配合劑需要在成型前進行有效地混合、聚合物與不同的配合劑需要在成型前進行有效地混合5、成型加工的物料必須經(jīng)過準確計量、成型加工的物料必須經(jīng)過準確計量第一節(jié)第一節(jié) 混合與分散理論混合與分散理論一、混合機理一、混合機理混合的定義：混合的定義： 混合是一種操作，是一個過程，是一種趨向于減少混混合是一種操作，是一個過程，是一種趨向于減少混合物非均勻性的操作，是在整個系統(tǒng)的全部體積內(nèi)各組分合物非均勻性的操作，是在整個系統(tǒng)的全部體積內(nèi)各組分在其基本單

4、元沒有發(fā)生本質(zhì)變化的情況下的細化和分布過在其基本單元沒有發(fā)生本質(zhì)變化的情況下的細化和分布過程。程?；旌蠙C理混合機理1、擴散、擴散通過各組分的物理運動通過各組分的物理運動部分的非均勻性減少部分的非均勻性減少組分的細化組分的細化混合的基本運動形式混合的基本運動形式（Brodkey混合理論）混合理論）分子擴散分子擴散體積擴散體積擴散渦流擴散渦流擴散分子擴散分子擴散 由濃度梯度驅(qū)使自發(fā)地發(fā)生的一中過程，各組分的微粒由濃度梯度驅(qū)使自發(fā)地發(fā)生的一中過程，各組分的微粒由濃度較大的區(qū)域遷移到濃度較小的區(qū)域，從而達到各處組由濃度較大的區(qū)域遷移到濃度較小的區(qū)域，從而達到各處組分的均化。分的均化。不同物態(tài)的物料，其

5、分子擴散的程度不同。不同物態(tài)的物料，其分子擴散的程度不同。 聚合物的混合是高粘度熔體間的混合，不是靠分子擴散聚合物的混合是高粘度熔體間的混合，不是靠分子擴散實現(xiàn)。但低分子組分在聚合物熔體中的混合，可通過分子擴實現(xiàn)。但低分子組分在聚合物熔體中的混合，可通過分子擴散實現(xiàn)。散實現(xiàn)。混合物料的狀態(tài)與分子擴散程度的關(guān)系混合物料的狀態(tài)與分子擴散程度的關(guān)系混合物料的狀態(tài)混合物料的狀態(tài) 分子擴散的程度分子擴散的程度氣體與氣體間的混合氣體與氣體間的混合 較快地、自發(fā)地進行較快地、自發(fā)地進行低粘度液體與低粘度液體間的混合低粘度液體與低粘度液體間的混合 也能較顯著地進行也能較顯著地進行低粘度液體與固體間的混合低粘度

6、液體與固體間的混合高粘度液體與高粘度液體間的混合高粘度液體與高粘度液體間的混合 不顯著，較困難地進行不顯著，較困難地進行高粘度液體與固體間的混合高粘度液體與固體間的混合固體與固體間的混合固體與固體間的混合 極慢，很難進行極慢，很難進行渦流擴散渦流擴散（紊流擴散） 紊流擴散的必要前提是體系粘度很低，或物料運動的速紊流擴散的必要前提是體系粘度很低，或物料運動的速度很高，達到紊流的程度。由于高分子熔體或濃溶液粘度很度很高，達到紊流的程度。由于高分子熔體或濃溶液粘度很高，要達到紊流，必須有很高的流速。高，要達到紊流，必須有很高的流速。 聚合物熔體的流速很高時，剪切速率一定也很高，會造聚合物熔體的流速很

7、高時，剪切速率一定也很高，會造成聚合物降解，成型加工中不允許。因此，聚合物加工中通成聚合物降解，成型加工中不允許。因此，聚合物加工中通常很少發(fā)生渦流擴散。常很少發(fā)生渦流擴散。體積擴散體積擴散（對流擴散） 流體質(zhì)點、液滴或固體粒子由系統(tǒng)的一個空間位流體質(zhì)點、液滴或固體粒子由系統(tǒng)的一個空間位置向另一個空間位置的運動，兩種或多種組分在相互置向另一個空間位置的運動，兩種或多種組分在相互占有的空間內(nèi)發(fā)生運動，以期達到各組分的均勻分布。占有的空間內(nèi)發(fā)生運動，以期達到各組分的均勻分布。在聚合物加中，體積擴散占支配地位。在聚合物加中，體積擴散占支配地位。體積擴散體積擴散體積對流混合體積對流混合（可發(fā)生在固體物

8、料間，或液體物料間）（可發(fā)生在固體物料間，或液體物料間）層流對流混合層流對流混合（主要發(fā)生在液體物料間）（主要發(fā)生在液體物料間）混合機理混合機理2、混合過程要素、混合過程要素混合的目的：混合的目的： 使原來兩種或兩種以上各自均勻分散的物料從一中物使原來兩種或兩種以上各自均勻分散的物料從一中物料按照可接受的概率分布到另一種物料中去，以便得到均料按照可接受的概率分布到另一種物料中去，以便得到均勻的混合物。勻的混合物。混合的問題混合的問題 在沒有分子擴散和分子運動的情況下，為了達到物料所在沒有分子擴散和分子運動的情況下，為了達到物料所需的良好的分散，混合問題就變成一種物料發(fā)生形變和重新需的良好的分散

9、，混合問題就變成一種物料發(fā)生形變和重新分布的問題，同時，還要防止分散顆粒的凝聚趨勢。分布的問題，同時，還要防止分散顆粒的凝聚趨勢。 這樣，混合就需要有外加的作用力（主要是剪切力），這這樣，混合就需要有外加的作用力（主要是剪切力），這種外加作用力主要起兩個作用：種外加作用力主要起兩個作用：（1）使物料發(fā)生形變和重新分布；）使物料發(fā)生形變和重新分布；（2）克服顆粒的凝聚。）克服顆粒的凝聚。粘性流體的混合要素粘性流體的混合要素剪切剪切分流分流位置交換位置交換混合操作混合操作攪拌攪拌混合混合混煉混煉混煉三要素混煉三要素壓縮壓縮剪切剪切分配置換分配置換混煉三要素混煉三要素三者的關(guān)系：三者的關(guān)系：“分布分

10、布”由由“置換（置換（D）”來完成；來完成；“剪切（剪切（S）”為進行為進行“置換置換（D）”起輔助作用；起輔助作用；“壓縮（壓縮（P）”則是提高物料則是提高物料的密度，為提高的密度，為提高“剪切（剪切（S）”速率起輔助作用。速率起輔助作用。在聚合物混合過程中，混合機理包括了如下作用：在聚合物混合過程中，混合機理包括了如下作用：剪切剪切分流，合并和置換分流，合并和置換擠壓（壓縮）擠壓（壓縮）拉伸拉伸聚集聚集影響這些作用在同一個混合過程中所處地位的因素：影響這些作用在同一個混合過程中所處地位的因素：混合的最終目的、物料的狀態(tài)、溫度、壓力、速度等。混合的最終目的、物料的狀態(tài)、溫度、壓力、速度等。（

11、1）剪切）剪切剪切剪切粘性剪切粘性剪切分割剪切分割剪切磨碎剪切磨碎剪切 剪切的作用是把高粘度分散相的粒子或凝聚體分散與剪切的作用是把高粘度分散相的粒子或凝聚體分散與其它分散介質(zhì)中。其它分散介質(zhì)中。 物料受剪切作用后，發(fā)生變形、拉長，但體積沒有發(fā)生物料受剪切作用后，發(fā)生變形、拉長，但體積沒有發(fā)生變化，于是截面變細，向傾斜方向伸長，表面積增大，滲進變化，于是截面變細，向傾斜方向伸長，表面積增大，滲進別的物料可能性增加，從而達到混合均勻的目的。別的物料可能性增加，從而達到混合均勻的目的。 高分子材料在擠出機內(nèi)的混合過程主要是靠剪切作用高分子材料在擠出機內(nèi)的混合過程主要是靠剪切作用來達到的，螺桿旋轉(zhuǎn)時

12、物料在螺槽和料筒間所受到的剪切來達到的，螺桿旋轉(zhuǎn)時物料在螺槽和料筒間所受到的剪切作用，可以設(shè)想為在兩個無限長的平行板之間進行。作用，可以設(shè)想為在兩個無限長的平行板之間進行。圖5-3（P152）圖5-4（P152）提高剪切混合效果的因素：提高剪切混合效果的因素：剪切速率剪切速率（ ），混合效果），混合效果 ；改變剪切方向，混合效果改變剪切方向，混合效果 。 ( 2 ) 分流、合并和置換分流、合并和置換 利用器壁，對流動進行分流，即在流體的流道中設(shè)置利用器壁，對流動進行分流，即在流體的流道中設(shè)置突起狀或隔板狀的剪切片，對流動進行分流。分流后：突起狀或隔板狀的剪切片，對流動進行分流。分流后：分流束在

13、流動下游再合并為原狀態(tài)；分流束在流動下游再合并為原狀態(tài)；在各分流束內(nèi)引起循環(huán)流動后再合并；在各分流束內(nèi)引起循環(huán)流動后再合并；在各分流束進行相對位置交換（置換）后再合并；在各分流束進行相對位置交換（置換）后再合并；以上幾種過程一起作用的情況。以上幾種過程一起作用的情況。( 3 ) 擠壓擠壓 （壓縮）（壓縮） 當(dāng)物料被壓縮時，物料內(nèi)部會發(fā)生流動，產(chǎn)生由于壓縮當(dāng)物料被壓縮時，物料內(nèi)部會發(fā)生流動，產(chǎn)生由于壓縮而引起的流動剪切。這是由于壓縮使物料密度增大，剪切時而引起的流動剪切。這是由于壓縮使物料密度增大，剪切時剪應(yīng)力作用大而引起的。這種由擠壓（壓縮）引起的流動在剪應(yīng)力作用大而引起的。這種由擠壓（壓縮）

14、引起的流動在密煉機、開煉機和擠出機中都存在。密煉機、開煉機和擠出機中都存在。圖5-5（P153）（4）拉伸）拉伸 拉伸作用所起的混合效果，主要是拉伸使物料產(chǎn)生拉伸作用所起的混合效果，主要是拉伸使物料產(chǎn)生變形，減小料層厚度，增加界面。變形，減小料層厚度，增加界面。（5）聚集）聚集 聚集是混合分散逆過程，它是指已破碎的分散相在聚集是混合分散逆過程，它是指已破碎的分散相在熱運動和微粒間相互作用下，從新聚集在一起的過程。熱運動和微粒間相互作用下，從新聚集在一起的過程。顯然，對混合而言，聚集是必須避免的。顯然，對混合而言，聚集是必須避免的。二、混合的分類二、混合的分類1、按混合形式分類、按混合形式分類基

15、本的過程基本的過程混合混合分散分散混合混合非分散混合（簡單混合）非分散混合（簡單混合）分散混合分散混合 混合混合 指將兩種或兩種以上組分相互分布在各自所指將兩種或兩種以上組分相互分布在各自所占的空間中，即兩種或多種組分所占空間的最初分布情況發(fā)占的空間中，即兩種或多種組分所占空間的最初分布情況發(fā)生變化。生變化。 分散分散 指混合中一種或多種組分的物理特性發(fā)生一些指混合中一種或多種組分的物理特性發(fā)生一些 內(nèi)部變化的過程，如顆粒尺寸變小，或溶于其它組分中等。內(nèi)部變化的過程，如顆粒尺寸變小，或溶于其它組分中等。（1）非分散混合）非分散混合 在混合中僅增加粒子在混合物中分布均勻性而不減小在混合中僅增加粒

16、子在混合物中分布均勻性而不減小粒子初始尺寸的過程，稱為非分散混合或簡單混合。主要通粒子初始尺寸的過程，稱為非分散混合或簡單混合。主要通過對流實現(xiàn)。過對流實現(xiàn)。非分散混合非分散混合分布性混合。主要發(fā)生在分布性混合。主要發(fā)生在固固固固固液固液液液液液層狀混合。主要發(fā)生在液液層狀混合。主要發(fā)生在液液（2）分散混合）分散混合 在混合過程中發(fā)生粒子尺寸減小到極限值，同時增加在混合過程中發(fā)生粒子尺寸減小到極限值，同時增加相界面和提高混合物組分均勻性的混合過程。相界面和提高混合物組分均勻性的混合過程。分散混合的目的：分散混合的目的： 是把少組分的固體顆粒和液滴分散開來，成為最終粒子是把少組分的固體顆粒和液滴

17、分散開來，成為最終粒子或允許的更小顆粒或液滴，并均勻地分布到多組分中?；蛟试S的更小顆?；蛞旱?，并均勻地分布到多組分中。 這一過程會出現(xiàn)少組分在變形粘性流體中破裂，這種過程這一過程會出現(xiàn)少組分在變形粘性流體中破裂，這種過程是靠強迫混合物通過窄間隙而形成的高剪切區(qū)來完成是靠強迫混合物通過窄間隙而形成的高剪切區(qū)來完成a非分散混合非分散混合 b分散混合分散混合分散混合過程所發(fā)生的物理、機械和化學(xué)作用分散混合過程所發(fā)生的物理、機械和化學(xué)作用把較大的添加劑團聚體和聚合物團塊破碎為適合于混合的把較大的添加劑團聚體和聚合物團塊破碎為適合于混合的較小的粒子；較小的粒子；在剪切熱和傳導(dǎo)熱的作用下，使聚合物熔融塑化

18、，以降低在剪切熱和傳導(dǎo)熱的作用下，使聚合物熔融塑化，以降低聚合物的粘度；聚合物的粘度；粉狀或液狀的較小的粒子組分克服聚合物的內(nèi)聚能，滲入粉狀或液狀的較小的粒子組分克服聚合物的內(nèi)聚能，滲入到聚合物內(nèi)；到聚合物內(nèi)；分散混合過程所發(fā)生的物理、機械和化學(xué)作用分散混合過程所發(fā)生的物理、機械和化學(xué)作用使較小粒子組分分散，即在剪應(yīng)力作用下，把添加劑聚使較小粒子組分分散，即在剪應(yīng)力作用下，把添加劑聚集體或團聚體的尺寸減小到形成聚集體之前的初始粒子集體或團聚體的尺寸減小到形成聚集體之前的初始粒子的最小尺寸；的最小尺寸；固相最終粒子分布均化，使粒子發(fā)生位移，從而提高物料固相最終粒子分布均化，使粒子發(fā)生位移，從而提

19、高物料的熵或無規(guī)程度、隨機性或均勻性；的熵或無規(guī)程度、隨機性或均勻性；聚合物的活性填充劑之間產(chǎn)生力聚合物的活性填充劑之間產(chǎn)生力- -化學(xué)作用，使填充物料形化學(xué)作用，使填充物料形成強化結(jié)構(gòu)。成強化結(jié)構(gòu)。2、按物料狀態(tài)分類、按物料狀態(tài)分類（1）固體與固體混合）固體與固體混合 主要是固體聚合物（粉狀、粒狀或片狀）與其它固體組主要是固體聚合物（粉狀、粒狀或片狀）與其它固體組分（如粉狀添加劑）的混合。分（如粉狀添加劑）的混合。這種混合一般在正式成型前進行，屬無規(guī)分布性混合。這種混合一般在正式成型前進行，屬無規(guī)分布性混合。（2）液體與液體混合）液體與液體混合有兩種情況：低粘度體系和高粘度體系。有兩種情況：

20、低粘度體系和高粘度體系。低粘度體系：參與混合的液體是低粘度的單位，中間體或低粘度體系：參與混合的液體是低粘度的單位，中間體或非聚合物添加劑，通常發(fā)生在單體或預(yù)聚體成型中，以及非聚合物添加劑，通常發(fā)生在單體或預(yù)聚體成型中，以及液體添加劑的預(yù)混合。液體添加劑的預(yù)混合。高粘度體系：參與混合的是高粘度的聚合物熔體，如兩種高粘度體系：參與混合的是高粘度的聚合物熔體，如兩種或多種聚合物的并用（共混）體系、聚合物與液體添加劑或多種聚合物的并用（共混）體系、聚合物與液體添加劑的熔融態(tài)混合等。的熔融態(tài)混合等。（3）固體與液體混合）固體與液體混合有兩種形式：有兩種形式：液態(tài)添加劑與固態(tài)聚合物的摻混，主要發(fā)生在準備

21、工藝液態(tài)添加劑與固態(tài)聚合物的摻混，主要發(fā)生在準備工藝階段，此時固態(tài)聚合物不會在混合中熔融。階段，此時固態(tài)聚合物不會在混合中熔融。固態(tài)添加劑混到熔融態(tài)聚合物中，而固態(tài)添加劑不會在固態(tài)添加劑混到熔融態(tài)聚合物中，而固態(tài)添加劑不會在混合中熔融（其熔點高于熔融混合溫度），如補強劑在混合中熔融（其熔點高于熔融混合溫度），如補強劑在聚合物中的混合就屬這種情況。聚合物中的混合就屬這種情況。聚合物加工中的主要混合形式：聚合物加工中的主要混合形式：液液混合（共混）、液固混合（填充）液液混合（共混）、液固混合（填充）三、混合狀態(tài)的判定三、混合狀態(tài)的判定1、混合狀態(tài)的直接判定、混合狀態(tài)的直接判定直接對聚合物取樣、觀察

22、、分析和判定。直接對聚合物取樣、觀察、分析和判定。NBR/PVC/(70/30)混合狀態(tài)的直接判定混合狀態(tài)的直接判定 液體物料：分析混合物不同部分的組成，若不同部分液體物料：分析混合物不同部分的組成，若不同部分的組成與整個物料的平均組成一致，或相差很小，說明混的組成與整個物料的平均組成一致，或相差很小，說明混合效果好；反之，則差。合效果好；反之，則差。 固體物料：要從物料的分散程度和混合物的均勻程度固體物料：要從物料的分散程度和混合物的均勻程度兩方面考察。兩方面考察。（a）、（）、（b）粗分散的）粗分散的 （c）、（）、（d）細分散的）細分散的（a）、（）、（c）混合不好）混合不好 （b）、（

23、）、（d）混合較好）混合較好 混合物的均勻性及組份粒子尺寸是兩個有著本質(zhì)不同的混合物的均勻性及組份粒子尺寸是兩個有著本質(zhì)不同的衡量混合效果的指標。衡量混合效果的指標。（1）均勻程度）均勻程度 指混合物中任何部位物料中，某一混入物所占的比率與指混合物中任何部位物料中，某一混入物所占的比率與理論或總體比率的差別。理論或總體比率的差別。 應(yīng)從不同部位取樣分析，計算統(tǒng)計平均結(jié)果。平均結(jié)果越應(yīng)從不同部位取樣分析，計算統(tǒng)計平均結(jié)果。平均結(jié)果越接近理論或總體比率，混合的均勻程度越好。接近理論或總體比率，混合的均勻程度越好。 生產(chǎn)實際中，由于混合，捏和和剪切的操作時間均很短，生產(chǎn)實際中，由于混合，捏和和剪切的

24、操作時間均很短，給分析測定帶來一定困難，較多的是憑實際操作經(jīng)驗和目測。給分析測定帶來一定困難，較多的是憑實際操作經(jīng)驗和目測。（2）分散程度）分散程度指混合物中各物料彼此分散的程度。指混合物中各物料彼此分散的程度。即：混合體系中各混入組分粒子在混合后的破碎程度。即：混合體系中各混入組分粒子在混合后的破碎程度。測定方法：一般采用測相鄰?fù)N物料之間的距離（測定方法：一般采用測相鄰?fù)N物料之間的距離（r）。）。分散程度越好分散程度越好各物料的分散粒子越小各物料的分散粒子越小分散粒子的體積（分散粒子的體積（V）越?。┰叫》稚⒘Ｗ拥谋砻娣e（分散粒子的表面積（S）越大）越大而分散粒子的體積與表面積有如下關(guān)系

25、：而分散粒子的體積與表面積有如下關(guān)系：= =3VSr因此，因此，r越小，分散程度越好越小，分散程度越好2、混合狀態(tài)的間接判定、混合狀態(tài)的間接判定 檢測制品或試樣的物理性能、力學(xué)性能和化學(xué)性能等，檢測制品或試樣的物理性能、力學(xué)性能和化學(xué)性能等，間接的判斷多組分體系的混合狀態(tài)，這些性能往往與混合物間接的判斷多組分體系的混合狀態(tài)，這些性能往往與混合物的混合狀態(tài)密切相關(guān)。的混合狀態(tài)密切相關(guān)。Tg表征并用（共混）聚合物混合狀態(tài)很好的指標。表征并用（共混）聚合物混合狀態(tài)很好的指標。力學(xué)性能填充聚合物材料混合狀態(tài)的間接表征因素。力學(xué)性能填充聚合物材料混合狀態(tài)的間接表征因素。第二節(jié)第二節(jié) 混合設(shè)備混合設(shè)備一、

26、混合設(shè)備的分類一、混合設(shè)備的分類操作方式操作方式間歇式間歇式連續(xù)式連續(xù)式混合過程特征混合過程特征分布式分布式分散式分散式混合強度大小混合強度大小高強度高強度中強度中強度低強度低強度1、間歇式和連續(xù)式、間歇式和連續(xù)式間歇式混合設(shè)備：混合過程是不連續(xù)的。間歇式混合設(shè)備：混合過程是不連續(xù)的?；旌线^程三個主要步驟：投料、混煉、卸料，周而復(fù)始?；旌线^程三個主要步驟：投料、混煉、卸料，周而復(fù)始。典型設(shè)備：捏合機、開煉機、密煉機等。典型設(shè)備：捏合機、開煉機、密煉機等。連續(xù)式混合設(shè)備：混合過程是連續(xù)的。連續(xù)式混合設(shè)備：混合過程是連續(xù)的。典型設(shè)備：如單、雙螺桿擠出機、典型設(shè)備：如單、雙螺桿擠出機、FCM連續(xù)混煉

27、機等。連續(xù)混煉機等。2、分布式和分散式、分布式和分散式分布混合分布混合設(shè)備：具有使混合物中組分擴散、位置更換、形設(shè)備：具有使混合物中組分擴散、位置更換、形分布混合分布混合作用：作用：成各組分在混合物中濃度趨于均勻的能力，成各組分在混合物中濃度趨于均勻的能力，即具有分布混合的能力。即具有分布混合的能力。通過對物料的攪動、翻轉(zhuǎn)、推拉作用使物通過對物料的攪動、翻轉(zhuǎn)、推拉作用使物料中各組分發(fā)生位置更換。對于熔體則可料中各組分發(fā)生位置更換。對于熔體則可使其產(chǎn)生大的剪切應(yīng)變和拉伸應(yīng)變，增大使其產(chǎn)生大的剪切應(yīng)變和拉伸應(yīng)變，增大組分的界面面積以及配位作用。組分的界面面積以及配位作用。代表性作用：代表性作用：有

28、重力混合器、氣動混合器及一般用于干有重力混合器、氣動混合器及一般用于干混合的中、低強度混合器等。混合的中、低強度混合器等。分散混合分散混合設(shè)備：設(shè)備： 主要具有使混合物中組分粒度減小，主要具有使混合物中組分粒度減小，即具有分散混合的能力。即具有分散混合的能力。分散混合分散混合作用：作用：設(shè)備主要通過向物料施加剪切力，擠壓設(shè)備主要通過向物料施加剪切力，擠壓力而達到分散目的。力而達到分散目的。代表性設(shè)備：開煉機、密煉機等。代表性設(shè)備：開煉機、密煉機等。3. 高強度、中強度和低強度混合設(shè)備高強度、中強度和低強度混合設(shè)備 根據(jù)混合設(shè)備在混合過程中向混合物施加的速度、壓根據(jù)混合設(shè)備在混合過程中向混合物施

29、加的速度、壓力、剪切力及能量損耗的大小，分為高強度、中強度和低力、剪切力及能量損耗的大小，分為高強度、中強度和低強度混合設(shè)備。強度混合設(shè)備。 習(xí)慣上，又常以物料所受的剪切力大小或剪切變形程習(xí)慣上，又常以物料所受的剪切力大小或剪切變形程度來決定混合強度的高低度來決定混合強度的高低二、間歇混合設(shè)備二、間歇混合設(shè)備靜式混合設(shè)備：重力混合器和氣動混合器，是溫和的低強靜式混合設(shè)備：重力混合器和氣動混合器，是溫和的低強度混合器，適用于大批量固態(tài)物料的分布混合。度混合器，適用于大批量固態(tài)物料的分布混合。滾筒類混合設(shè)備：轉(zhuǎn)鼓式混合機、雙錐混合機和滾筒類混合設(shè)備：轉(zhuǎn)鼓式混合機、雙錐混合機和V形混合機形混合機。是

30、中、低強度的分布混合設(shè)備，適用于初混。是中、低強度的分布混合設(shè)備，適用于初混。轉(zhuǎn)子類混合設(shè)備：螺帶混合機、錐筒螺桿混合機、犁刀混合轉(zhuǎn)子類混合設(shè)備：螺帶混合機、錐筒螺桿混合機、犁刀混合機、雙行星混合機、機、雙行星混合機、Z行捏合機、高速混合機等行捏合機、高速混合機等。是高強度。是高強度混合設(shè)備，適用于初混。混合設(shè)備，適用于初混。 最主要設(shè)備是最主要設(shè)備是開練機與密煉機開練機與密煉機，從結(jié)構(gòu)角度來看，應(yīng)，從結(jié)構(gòu)角度來看，應(yīng)屬于轉(zhuǎn)子類混合器。屬于轉(zhuǎn)子類混合器。間歇混合設(shè)備間歇混合設(shè)備1、Z型捏合機型捏合機是常用的物料初混裝置。是常用的物料初混裝置。適用于固態(tài)物料（非潤性）和固液物料（潤性）。適用于固

31、態(tài)物料（非潤性）和固液物料（潤性）。 主要結(jié)構(gòu)：有加熱和冷卻夾套的鞍形底部混合室和一對主要結(jié)構(gòu)：有加熱和冷卻夾套的鞍形底部混合室和一對Z型攪拌器。型攪拌器。 捏合機的混合，一般需要較長時將，約半小時至數(shù)小時不捏合機的混合，一般需要較長時將，約半小時至數(shù)小時不等。等。2、高速混合機、高速混合機高速混合機的混合，一般需時較短，約高速混合機的混合，一般需時較短，約810min。是廣泛使用的塑料混合設(shè)備。是廣泛使用的塑料混合設(shè)備。適用于固態(tài)混合和固液混合，更適于配制粉適用于固態(tài)混合和固液混合，更適于配制粉料。料。主要結(jié)構(gòu)：有加熱或冷卻夾套的圓筒型混合主要結(jié)構(gòu)：有加熱或冷卻夾套的圓筒型混合室、則流擋板和

32、高速葉輪。室、則流擋板和高速葉輪。3、開煉機、開煉機一對安裝在同一平面內(nèi)的中空輥筒；一對安裝在同一平面內(nèi)的中空輥筒；輥筒中間可以通冷熱水，或通蒸汽，以便冷卻或加熱；輥筒中間可以通冷熱水，或通蒸汽，以便冷卻或加熱；兩輥筒的輥距可調(diào)；兩輥筒的輥距可調(diào)；工作時兩輥相向旋轉(zhuǎn)；工作時兩輥相向旋轉(zhuǎn)；兩輥筒轉(zhuǎn)速略有差異，速比（兩輥筒轉(zhuǎn)速略有差異，速比（1:1.151:1.27）。）。4、密煉機、密煉機 一個塑煉室，上部為加料一個塑煉室，上部為加料口，下部為排料口，上下各有口，下部為排料口，上下各有一頂栓，當(dāng)上頂栓和下頂栓關(guān)一頂栓，當(dāng)上頂栓和下頂栓關(guān)閉后，即形成一密閉室塑煉室；閉后，即形成一密閉室塑煉室； 塑

33、煉室內(nèi)有一對相向旋轉(zhuǎn)的塑煉室內(nèi)有一對相向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子橫切面呈梨形，沿縱轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子橫切面呈梨形，沿縱向為向為Z行螺旋；行螺旋； 塑煉室外壁有冷卻（加熱）塑煉室外壁有冷卻（加熱）夾套；夾套； 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速略有不同，存在一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速略有不同，存在一速比。速比。密煉機密煉機這里有這里有圖！圖！三、連續(xù)混合設(shè)備三、連續(xù)混合設(shè)備1、單螺桿擠出機、單螺桿擠出機廣泛使用聚合物加工設(shè)備，混合廣泛使用聚合物加工設(shè)備，混合能力較弱。能力較弱。主要用于主要用于擠出造粒擠出造粒，成型板、管、，成型板、管、絲、膜、中空制品和異型材。絲、膜、中空制品和異型材。主要結(jié)構(gòu)：帶有加熱或冷卻裝置的主要結(jié)構(gòu)：帶有加熱或冷卻裝置的料筒和

34、三段式螺桿。料筒和三段式螺桿。這有有圖！這有有圖！這里有圖！這里有圖！2、雙螺桿擠出機、雙螺桿擠出機廣泛使用的聚合物加工設(shè)備，混合能力很強。廣泛使用的聚合物加工設(shè)備，混合能力很強。 主要用于填充改性、纖維增強改性、共混改性、主要用于填充改性、纖維增強改性、共混改性、反應(yīng)擠出、反應(yīng)擠出、PVC型材擠出。型材擠出。 主要結(jié)構(gòu)：帶有加熱或冷卻裝置的字型料筒和主要結(jié)構(gòu)：帶有加熱或冷卻裝置的字型料筒和組合式螺旋。組合式螺旋?？煞譃榭煞譃閲Ш袭愊蛐D(zhuǎn)雙螺桿擠出機嚙合異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機嚙合同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機嚙合同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機非嚙合型雙螺桿擠出機非嚙合型雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機這里有圖！

35、一千一百這里有圖！一千一百一十一一十一3、行星螺桿擠出機、行星螺桿擠出機 圖圖5-17（P164） 是生產(chǎn)透明是生產(chǎn)透明PVC片材的理想混片材的理想混煉設(shè)備，具有嚙合次數(shù)高、熱交換煉設(shè)備，具有嚙合次數(shù)高、熱交換面積大、停留時間短、自潔性好、面積大、停留時間短、自潔性好、塑化效率高的特點。塑化效率高的特點。4、FCM連續(xù)混煉機連續(xù)混煉機 圖圖5-18（P164） 既保持了密煉機的優(yōu)異混合特既保持了密煉機的優(yōu)異混合特性，又使其轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)工作，可在性，又使其轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)工作，可在很寬的范圍內(nèi)完成混合任務(wù)。很寬的范圍內(nèi)完成混合任務(wù)。第三節(jié)第三節(jié) 橡膠的塑煉與混煉橡膠的塑煉與混煉橡膠準備工藝橡膠準備工藝

36、按照配方規(guī)定的比例，將生膠和配合按照配方規(guī)定的比例，將生膠和配合 劑混合均勻制成混煉膠。劑混合均勻制成混煉膠。生膠生膠 烘膠、切膠烘膠、切膠 塑煉（塑煉較）塑煉（塑煉較） 配合劑配合劑 配料配料 混煉（混煉膠）混煉（混煉膠）提純、粉碎、干燥提純、粉碎、干燥配制母料配制母料一、生膠的塑煉一、生膠的塑煉橡膠是強韌的高彈態(tài)高分子橡膠是強韌的高彈態(tài)高分子成型加工需要柔軟的塑性狀態(tài)成型加工需要柔軟的塑性狀態(tài)解決的辦法解決的辦法塑煉塑煉1、塑煉的目的、塑煉的目的降低彈性，增加可塑性，獲得流動性；降低彈性，增加可塑性，獲得流動性；混煉時配合劑易于分散均勻，便于操作；混煉時配合劑易于分散均勻，便于操作；使生膠

37、分子量分布變窄，膠料質(zhì)量均勻一致。使生膠分子量分布變窄，膠料質(zhì)量均勻一致。2、塑煉原理、塑煉原理生膠塑煉的實質(zhì)：橡膠分子斷鏈，分子量降低。生膠塑煉的實質(zhì)：橡膠分子斷鏈，分子量降低。生膠塑煉的方法：機械塑煉、化學(xué)塑煉、物理塑煉。生膠塑煉的方法：機械塑煉、化學(xué)塑煉、物理塑煉。機械機械塑煉塑煉低溫低溫 機械降解作用為主，氧起穩(wěn)定游離機械降解作用為主，氧起穩(wěn)定游離基作用。基作用。高溫高溫 自動氧化降解作用為主，機械作用自動氧化降解作用為主，機械作用強化橡膠與氧的接觸。強化橡膠與氧的接觸。（1）低溫機械塑煉機理）低溫機械塑煉機理機械力作用機械力作用 對橡膠塑煉的直接結(jié)果，就是使橡膠分子斷裂。造成橡對橡膠

38、塑煉的直接結(jié)果，就是使橡膠分子斷裂。造成橡膠分子斷裂的主要作用力，就是塑煉中的剪切力。膠分子斷裂的主要作用力，就是塑煉中的剪切力。橡膠大分子斷裂時有如下幾種特征：橡膠大分子斷裂時有如下幾種特征：1）主鏈斷裂的可能性）主鏈斷裂的可能性側(cè)鏈側(cè)鏈2）分子鏈中部斷裂可能性）分子鏈中部斷裂可能性兩端兩端3）弱鍵斷裂的可能性）弱鍵斷裂的可能性強鍵強鍵4）分子量大的橡膠分子斷裂的可能性）分子量大的橡膠分子斷裂的可能性分子量小的分子量小的結(jié)果：分子量分布變窄。結(jié)果：分子量分布變窄。氧化作用氧化作用1）機械力作用）機械力作用 橡膠分子斷裂橡膠分子斷裂 生成鏈自由基生成鏈自由基2）橡膠鏈自由基與空氣中的氧作用）橡

39、膠鏈自由基與空氣中的氧作用 發(fā)生氧化反應(yīng)使斷發(fā)生氧化反應(yīng)使斷裂后的分子喪失再聚合成大分子的可能裂后的分子喪失再聚合成大分子的可能3）氧化后生成的過氧化物、環(huán)氧化物不穩(wěn)定）氧化后生成的過氧化物、環(huán)氧化物不穩(wěn)定 容易發(fā)生容易發(fā)生分子重排分子重排 分子進一步斷裂分子進一步斷裂 分子量進一步減小分子量進一步減小4）過氧化后的自由基活性很大）過氧化后的自由基活性很大 引發(fā)其它橡膠分子為自引發(fā)其它橡膠分子為自由基由基 一起參與到斷裂的過程一起參與到斷裂的過程機械力作用和氧化作用是同時存在的。機械力作用和氧化作用是同時存在的。（2）高溫塑煉機理）高溫塑煉機理 溫度提高，橡膠分子和氧均活潑，可直接進行氧化反應(yīng)

40、，溫度提高，橡膠分子和氧均活潑，可直接進行氧化反應(yīng)，使橡膠分子降解。使橡膠分子降解。自動催化氧化連鎖反應(yīng)：自動催化氧化連鎖反應(yīng)：鏈引發(fā)：鏈引發(fā)： R-H + O2 R + HOO鏈增長：鏈增長： R + O2 ROO ROO + RH ROOH + R鏈終止：鏈終止：ROOH RO + OH R-C-H + ROHO（R=R+R）（3）塑解劑的作用）塑解劑的作用 化學(xué)塑煉化學(xué)塑煉 塑解劑塑解劑 化學(xué)增塑劑，其作用是通過化學(xué)作用來提高化學(xué)增塑劑，其作用是通過化學(xué)作用來提高塑煉效果。有三種類型：塑煉效果。有三種類型：引發(fā)型：塑煉時自身能生成自由基，引發(fā)橡膠分子斷裂。引發(fā)型：塑煉時自身能生成自由基，

41、引發(fā)橡膠分子斷裂。主要品種：過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈主要品種：過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈接受型：塑煉時能使橡膠大分子自由基喪失活性，從而達接受型：塑煉時能使橡膠大分子自由基喪失活性，從而達到使分子量不再增大的目的。到使分子量不再增大的目的。主要品種：硫酚、苯醌主要品種：硫酚、苯醌混合型（鏈轉(zhuǎn)移型）：兼具引發(fā)型和接受型的功能?；旌闲停ㄦ溵D(zhuǎn)移型）：兼具引發(fā)型和接受型的功能。主要品種：硫醇類化合物主要品種：硫醇類化合物（4）溫度的作用）溫度的作用溫度低溫度低物料粘度高，剪切作用大，機械作用效果大物料粘度高，剪切作用大，機械作用效果大化學(xué)反應(yīng)速度低，化學(xué)作用效果小化學(xué)反應(yīng)速度低，化學(xué)作用效果小溫度高

42、溫度高物料粘度低，剪切作用小，機械作用效果小物料粘度低，剪切作用小，機械作用效果小化學(xué)反應(yīng)速度高，化學(xué)作用效果大化學(xué)反應(yīng)速度高，化學(xué)作用效果大結(jié)論：結(jié)論：1）在較高和較低的溫度下塑煉，效果最好；）在較高和較低的溫度下塑煉，效果最好；2）使用引發(fā)型塑解劑時，宜在較高溫度下塑煉；）使用引發(fā)型塑解劑時，宜在較高溫度下塑煉；使用接受型塑解劑時，宜在較低溫度下塑煉。使用接受型塑解劑時，宜在較低溫度下塑煉。（5）靜電的作用）靜電的作用 橡膠塑煉中，分子反復(fù)摩擦橡膠塑煉中，分子反復(fù)摩擦 表面帶電（電壓可達表面帶電（電壓可達幾千、數(shù)萬伏）幾千、數(shù)萬伏） 引起高壓放電引起高壓放電 放電使周圍空氣中的放電使周圍空

43、氣中的氧活化為原子態(tài)氧或臭氧氧活化為原子態(tài)氧或臭氧 促使橡膠分子進一步氧化斷促使橡膠分子進一步氧化斷裂。裂。（6）交聯(lián)的作用）交聯(lián)的作用橡膠分子斷裂成鏈自由基后，有幾種變化的可能：橡膠分子斷裂成鏈自由基后，有幾種變化的可能：1）被氧和塑解劑封閉；）被氧和塑解劑封閉；2）本身分子在斷裂處重新再建合；）本身分子在斷裂處重新再建合；3）斷裂分子與另一斷裂分子鍵合。）斷裂分子與另一斷裂分子鍵合。 顯然顯然2）和）和3）是不希望發(fā)生的。其中）是不希望發(fā)生的。其中3）對塑煉效果）對塑煉效果更有危害，因為一旦交聯(lián)成為不溶不熔的體形結(jié)構(gòu)（網(wǎng)更有危害，因為一旦交聯(lián)成為不溶不熔的體形結(jié)構(gòu)（網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）后，對后續(xù)加工

44、十分有害。狀結(jié)構(gòu)）后，對后續(xù)加工十分有害。因此，塑煉中：因此，塑煉中：一要保證物料與空氣充分接觸；一要保證物料與空氣充分接觸；二要根據(jù)情況使用塑解劑二要根據(jù)情況使用塑解劑3、塑煉工藝、塑煉工藝機械塑煉：在塑煉機上，通過機械力作用使橡膠斷煉。其機械塑煉：在塑煉機上，通過機械力作用使橡膠斷煉。其 中包含氧和摩擦作用使塑煉效果提高。中包含氧和摩擦作用使塑煉效果提高?；瘜W(xué)塑煉：通過化學(xué)作用使橡膠分子斷鏈，如加入塑解劑。化學(xué)塑煉：通過化學(xué)作用使橡膠分子斷鏈，如加入塑解劑。 （0.30.5%塑解劑，塑煉時間塑解劑，塑煉時間 3050%）物理塑煉：在橡膠中添加大量軟化劑，減小分子之間的相互物理塑煉：在橡膠中

45、添加大量軟化劑，減小分子之間的相互作用力，增加分子活動能力。如各種充油橡膠。作用力，增加分子活動能力。如各種充油橡膠。機械塑煉機械塑煉 開煉機塑煉開煉機塑煉密煉機塑煉密煉機塑煉螺桿塑煉機塑煉螺桿塑煉機塑煉（1）開煉機塑煉）開煉機塑煉 開煉機塑煉主要為機械塑煉，溫度越低，效果越好；塑開煉機塑煉主要為機械塑煉，溫度越低，效果越好；塑煉中因擠壓和剪切作用，產(chǎn)生大量熱量，需對雙輥通冷水冷煉中因擠壓和剪切作用，產(chǎn)生大量熱量，需對雙輥通冷水冷卻（膠料溫度一般控制在卻（膠料溫度一般控制在55 以下）；可采用分段塑煉，一以下）；可采用分段塑煉，一般塑煉般塑煉1015分鐘后冷卻一段時間在塑煉。分鐘后冷卻一段時間

46、在塑煉。 兩輥間距兩輥間距 ，剪切作用，剪切作用 ，塑煉效果，塑煉效果 。 因為開放式，開煉中空氣中的氧和臭氧與物料接觸較多，因為開放式，開煉中空氣中的氧和臭氧與物料接觸較多，塑煉作用較好；塑煉作用較好；也可使用塑解劑，但塑煉溫度可低一些；也可使用塑解劑，但塑煉溫度可低一些；輥距、輥速比、溫度是影響塑煉效果的主要因素。輥距、輥速比、溫度是影響塑煉效果的主要因素。（2）密煉機塑煉）密煉機塑煉 轉(zhuǎn)子與塑煉室內(nèi)壁的間隙很小，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子的間隙也很小，轉(zhuǎn)子與塑煉室內(nèi)壁的間隙很小，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子的間隙也很小，物料在塑煉中所受剪切作用很大。物料在塑煉中所受剪切作用很大。 物料不僅上下翻滾，還受物料不僅上下翻滾，

47、還受Z型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的帶動沿轉(zhuǎn)子縱型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的帶動沿轉(zhuǎn)子縱向來回運動，物料相互混合效果較好。向來回運動，物料相互混合效果較好。 由于塑煉中剪切作用大，升溫很大，即使冷卻，溫度仍由于塑煉中剪切作用大，升溫很大，即使冷卻，溫度仍很高，因此，塑煉時間短。很高，因此，塑煉時間短。 因?qū)俑邷厮軣挘ㄌ烊幌鹉z溫度一般為因?qū)俑邷厮軣挘ㄌ烊幌鹉z溫度一般為140160），使用），使用化學(xué)塑解劑效果好；化學(xué)塑解劑效果好；裝膠容量和上頂栓壓力是影響塑料效果的主要因素。裝膠容量和上頂栓壓力是影響塑料效果的主要因素。（3）螺桿塑煉機塑煉）螺桿塑煉機塑煉 生膠進去料筒后，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)，向口模方向行進；生膠進去料筒后，通過螺桿

48、的旋轉(zhuǎn)，向口模方向行進；螺桿旋轉(zhuǎn)時，由于螺桿與料筒的間隙很小，形成較大的剪螺桿旋轉(zhuǎn)時，由于螺桿與料筒的間隙很小，形成較大的剪切作用而使生膠塑煉。切作用而使生膠塑煉。膠料在料筒內(nèi)因剪切摩擦而升溫，屬高溫機械塑煉。膠料在料筒內(nèi)因剪切摩擦而升溫，屬高溫機械塑煉。 屬連續(xù)式塑煉，生產(chǎn)能力較大，但分子量分布較寬，屬連續(xù)式塑煉，生產(chǎn)能力較大，但分子量分布較寬，對加工后的制品性能會造成不利影響。對加工后的制品性能會造成不利影響。 溫度條件相當(dāng)重要，機筒溫度：溫度條件相當(dāng)重要，機筒溫度：95110，機頭溫度：，機頭溫度：8090二、膠料的混煉二、膠料的混煉 混煉混煉 將可塑度合乎要求的生膠或塑煉膠與配合劑，在

49、將可塑度合乎要求的生膠或塑煉膠與配合劑，在一定的溫度和機械力作用下混合均勻，制成性能均一、可供一定的溫度和機械力作用下混合均勻，制成性能均一、可供成型的混煉膠的過程。成型的混煉膠的過程?；鞜挼娜蝿?wù)混煉的任務(wù) 使各種配合劑都能均勻地分散在橡膠中。使各種配合劑都能均勻地分散在橡膠中?；鞜挼某善坊鞜挼某善?混煉膠?；鞜捘z。1、混煉理論、混煉理論混煉膠組份復(fù)雜，混煉理論在發(fā)展中?；鞜捘z組份復(fù)雜，混煉理論在發(fā)展中。( (1) )配合劑的性質(zhì)與混煉工藝的關(guān)系配合劑的性質(zhì)與混煉工藝的關(guān)系分散性分散性能溶于橡膠的配合劑，容易混合均勻。能溶于橡膠的配合劑，容易混合均勻。軟化劑、促進劑、硫磺。軟化劑、促進劑、硫磺

50、。不能溶于橡膠的配合劑，不容易混合均勻。不能溶于橡膠的配合劑，不容易混合均勻。填充劑、補強劑。填充劑、補強劑。幾何形狀幾何形狀球狀配合劑（即使不溶于橡膠），較容易混合均勻。球狀配合劑（即使不溶于橡膠），較容易混合均勻。碳灰碳灰片、針狀等不對稱形狀的配合劑，不容易混合均勻。片、針狀等不對稱形狀的配合劑，不容易混合均勻。陶土、滑石粉、石棉陶土、滑石粉、石棉。表面性質(zhì)表面性質(zhì)表面性質(zhì)與橡膠相近的配合劑，容易混合均勻。表面性質(zhì)與橡膠相近的配合劑，容易混合均勻。炭黑炭黑表面性質(zhì)與橡膠相差較大的配合劑，不容易混合均勻。表面性質(zhì)與橡膠相差較大的配合劑，不容易混合均勻。陶土、硫酸鋇、碳酸鈣、氧化鋅、氧化鎂。陶

51、土、硫酸鋇、碳酸鈣、氧化鋅、氧化鎂。 對于表面性質(zhì)與橡膠相差較大的配合劑，可采用加表對于表面性質(zhì)與橡膠相差較大的配合劑，可采用加表面活性劑的辦法解決。常用的表面活性劑：面活性劑的辦法解決。常用的表面活性劑：硬酸酯、高級純、含氮化合物硬酸酯、高級純、含氮化合物聚集體聚集體 對于粒徑很小的配合劑（如炭黑、某些填充劑），顆對于粒徑很小的配合劑（如炭黑、某些填充劑），顆粒團聚傾向很大，必須在混煉時使其挫開。粒團聚傾向很大，必須在混煉時使其挫開。 膠粘度較高有利于分散團聚體，因此，塑煉時可塑性不膠粘度較高有利于分散團聚體，因此，塑煉時可塑性不能過大，混煉時溫度不能過高。能過大，混煉時溫度不能過高。（2）

52、結(jié)合橡膠與混煉工藝的關(guān)系）結(jié)合橡膠與混煉工藝的關(guān)系 混煉過程中，當(dāng)橡膠分子被斷裂成鏈自由基時，炭黑混煉過程中，當(dāng)橡膠分子被斷裂成鏈自由基時，炭黑粒子表面的活性部位就能與鏈自由基結(jié)合，產(chǎn)生結(jié)合橡膠。粒子表面的活性部位就能與鏈自由基結(jié)合，產(chǎn)生結(jié)合橡膠。 已經(jīng)與炭黑結(jié)合的橡膠分子，又會通過糾纏、交聯(lián)等已經(jīng)與炭黑結(jié)合的橡膠分子，又會通過糾纏、交聯(lián)等結(jié)合更多的橡膠分子，生成更多的結(jié)合橡膠。結(jié)合更多的橡膠分子，生成更多的結(jié)合橡膠。 不僅在混煉中會生成結(jié)合橡膠，在混煉后的停放過程不僅在混煉中會生成結(jié)合橡膠，在混煉后的停放過程中，也會生成結(jié)合橡膠。中，也會生成結(jié)合橡膠。 結(jié)合橡膠的生成，有利于補強劑、填充劑的

53、分散，有結(jié)合橡膠的生成，有利于補強劑、填充劑的分散，有利于改善物料性能。但如果生成了與橡膠結(jié)合的炭黑凝膠利于改善物料性能。但如果生成了與橡膠結(jié)合的炭黑凝膠過多，則難以進一步分散。過多，則難以進一步分散。橡膠不飽和度越高橡膠不飽和度越高橡膠的化學(xué)活性越大橡膠的化學(xué)活性越大配合劑粒子越細配合劑粒子越細配合劑活性越大配合劑活性越大混煉溫度越高混煉溫度越高越容易生成結(jié)合橡膠越容易生成結(jié)合橡膠（3）混煉膠的結(jié)構(gòu)）混煉膠的結(jié)構(gòu)混煉膠是一種膠態(tài)分散體混煉膠是一種膠態(tài)分散體 粒狀配合劑分散于生膠中。粒狀配合劑分散于生膠中。分散體系的類型：分散體系的類型：粒徑粒徑100 粗分散體粗分散體 懸浮體懸浮體粒徑粒徑1

54、001 膠體分散體膠體分散體 膠體膠體粒徑粒徑10.1 分子分散體分子分散體 真溶液真溶液與生膠不相容的配合劑與生膠不相容的配合劑以細粒狀分散在生膠中以細粒狀分散在生膠中生膠與溶于生膠的配合生膠與溶于生膠的配合劑成為復(fù)合分散介質(zhì)劑成為復(fù)合分散介質(zhì)細分散體細分散體生膠介質(zhì)生膠介質(zhì)膠態(tài)分散體系膠態(tài)分散體系混煉膠與一般膠態(tài)分散體系的區(qū)別：混煉膠與一般膠態(tài)分散體系的區(qū)別：分散介質(zhì)是由生膠和溶于生膠的配合劑（如增塑劑）分散介質(zhì)是由生膠和溶于生膠的配合劑（如增塑劑）共同組成的，分散介質(zhì)和分散體的組合會隨溫度而變。共同組成的，分散介質(zhì)和分散體的組合會隨溫度而變。 細粒狀配合劑（如細粒狀配合劑（如C、促進劑）

55、不僅分散在生膠中，在、促進劑）不僅分散在生膠中，在接觸界面上還形成多種化學(xué)的、物理的結(jié)合。接觸界面上還形成多種化學(xué)的、物理的結(jié)合。橡膠的粘度很高，熱力學(xué)不穩(wěn)定性不明顯。橡膠的粘度很高，熱力學(xué)不穩(wěn)定性不明顯。結(jié)論：混煉膠是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)特性的膠態(tài)分散體結(jié)論：混煉膠是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)特性的膠態(tài)分散體2、混煉工藝、混煉工藝混煉需借助強大機械力作用進行?；鞜捫杞柚鷱姶髾C械力作用進行?；鞜挄r加料順序的基本原則：混煉時加料順序的基本原則：先加塑煉較（或具有一定可塑性的生膠）；先加塑煉較（或具有一定可塑性的生膠）；后加用量少的、難分散的配合劑；后加用量少的、難分散的配合劑；再加用料多的、易分散的配合聚；再

56、加用料多的、易分散的配合聚；最后加硫磺等硫化機。最后加硫磺等硫化機?；鞜捲O(shè)備主要是開煉機和密煉機?；鞜捲O(shè)備主要是開煉機和密煉機。（1）開煉機混煉）開煉機混煉 適應(yīng)性強，可以混煉各適應(yīng)性強，可以混煉各種膠料；種膠料； 混煉后的膠料成片狀，混煉后的膠料成片狀，直接可進行后加工，不需輔直接可進行后加工，不需輔助混煉；助混煉； 但生產(chǎn)效率低，勞動強但生產(chǎn)效率低，勞動強度大。度大。 橡膠開練橡膠開練開煉機的混煉的工藝控制：開煉機的混煉的工藝控制：輥速：輥速：15 35rmp（一般是固定的）；（一般是固定的）；速比：速比：1:1.1 1:1.2（一般是固定的）；（一般是固定的）；輥溫：輥溫：50 60（因

57、剪切升溫，混煉中需通冷卻水）（因剪切升溫，混煉中需通冷卻水） 混煉一開始就應(yīng)將配合劑加足，并及時將其余配合混煉一開始就應(yīng)將配合劑加足，并及時將其余配合劑加入，以減少混煉時間；劑加入，以減少混煉時間； 混煉中采用割開、翻動、折迭等方法，使各種配混煉中采用割開、翻動、折迭等方法，使各種配合劑與膠料混合均勻。合劑與膠料混合均勻。開煉機混煉中最常用的投料順序是：開煉機混煉中最常用的投料順序是：生膠生膠 固體軟化劑固體軟化劑 促進劑、促進助劑、防老劑促進劑、促進助劑、防老劑 補強劑、填充劑補強劑、填充劑 液體軟化劑液體軟化劑 硫黃、超促進劑硫黃、超促進劑 （2）密煉機混煉）密煉機混煉混煉溫度高、壓力大；

58、混煉溫度高、壓力大；混煉容量大；混煉容量大；效率高；效率高；自動化程度高；自動化程度高；勞動條件改善。勞動條件改善。對溫度敏感的膠料不適對溫度敏感的膠料不適合密煉；合密煉；密煉后的膠料形狀不規(guī)密煉后的膠料形狀不規(guī)則，還需配備開煉機補則，還需配備開煉機補充加工充加工（3）連續(xù)混煉）連續(xù)混煉 用一種螺桿混煉機（傳遞式連續(xù)混煉機）進行混煉，用一種螺桿混煉機（傳遞式連續(xù)混煉機）進行混煉，可與壓延，壓出等工序聯(lián)動，便于實現(xiàn)自動化。可與壓延，壓出等工序聯(lián)動，便于實現(xiàn)自動化。3、混煉膠冷卻、停放及質(zhì)量檢驗、混煉膠冷卻、停放及質(zhì)量檢驗強制冷卻至強制冷卻至3035以下以下 停放的目的：應(yīng)力松弛、配合劑繼續(xù)分散均

59、勻、橡膠停放的目的：應(yīng)力松弛、配合劑繼續(xù)分散均勻、橡膠與炭黑進一步相互作用。與炭黑進一步相互作用。快速檢驗：可塑度、硬度、密度、力學(xué)性能快速檢驗：可塑度、硬度、密度、力學(xué)性能第四節(jié)第四節(jié) 塑料的混合與塑化塑料的混合與塑化塑料塑料單組分塑料單組分塑料多組分塑料多組分塑料相互混合相互混合混合均勻混合均勻由成型前的準備工藝解決由成型前的準備工藝解決塑料成型前的準備工藝，又稱塑料的配制，簡稱配料。塑料成型前的準備工藝，又稱塑料的配制，簡稱配料。塑料的配制：塑料各組分相互混合，并盡可能成為均塑料的配制：塑料各組分相互混合，并盡可能成為均勻體系，并制成粉料、粒料、溶液或分散體的過程。勻體系，并制成粉料、粒

60、料、溶液或分散體的過程。粉狀和粒狀塑料配制工藝流程圖粉狀和粒狀塑料配制工藝流程圖合成樹脂合成樹脂粉狀配合劑粉狀配合劑液狀配合劑液狀配合劑過濾過濾篩選篩選過篩、吸磁過篩、吸磁配料配料混合混合塑化塑化粉碎粉碎?；；蹱顭崴苄运芰戏蹱顭崴苄运芰戏蹱顭峁绦苑蹱顭峁绦运芰纤芰狭顭崴苄院土顭崴苄院蜔峁绦运芰蠠峁绦运芰戏哿虾土Ａ系呐渲埔话惴譃樗膫€步驟：粉料和粒料的配制一般分為四個步驟：I.原料的準備原料的準備II. 初混合初混合III.初混物的塑煉初混物的塑煉IV.塑煉物的粉碎和造粒塑煉物的粉碎和造粒一、原料的準備一、原料的準備1、預(yù)處理、預(yù)處理過篩、吸磁、干燥過篩、吸磁、干燥增塑劑增塑劑預(yù)熱預(yù)熱樹脂