塑料的混合與塑化工藝

1、第三節(jié)第三節(jié) 塑料的混合與塑化工藝塑料的混合與塑化工藝v塑料制品生產(chǎn)廠所需要的大多數(shù)塑料品種，塑料制品生產(chǎn)廠所需要的大多數(shù)塑料品種，均由樹脂生產(chǎn)廠，直接提供均由樹脂生產(chǎn)廠，直接提供粉料粉料或或粒料粒料；v塑料制品的生產(chǎn)按產(chǎn)品性能要求常需塑料制品的生產(chǎn)按產(chǎn)品性能要求常需進行配進行配方設(shè)計方設(shè)計和制備和制備粉料粉料或或粒料粒料；v粉料和粒料的粉料和粒料的制備過程制備過程是將聚合物和各種助是將聚合物和各種助劑通過混合設(shè)備進行劑通過混合設(shè)備進行初混合初混合后而制成粉料，再后而制成粉料，再經(jīng)塑煉機進行經(jīng)塑煉機進行塑煉塑煉，最后通過，最后通過造粒造粒機而制成粒機而制成粒料。料。 2v所謂所謂配料配料，就是

2、把各種組分互相混在一起，就是把各種組分互相混在一起，盡可能的成為均勻體系。盡可能的成為均勻體系。v為此必須采用為此必須采用混合混合、捏合捏合、塑煉塑煉等塑料配制等塑料配制中常用的混合過程，是靠中常用的混合過程，是靠擴散擴散、對流對流、剪切剪切三三種作用來完成的。種作用來完成的。v配制一般分為配制一般分為四步四步：原料的準備、初混合、：原料的準備、初混合、初混物的塑煉、塑煉物的粉碎和?；３趸煳锏乃軣挕⑺軣捨锏姆鬯楹土；?3一、塑料的初混合一、塑料的初混合1.原料的準備原料的準備原料的準備主要包括預處理、稱量及輸送。原料的準備主要包括預處理、稱量及輸送。(1)預處理預處理進行過篩和磁吸處理以除

3、去雜質(zhì)；進行過篩和磁吸處理以除去雜質(zhì)；增塑劑應進行預熱，加快擴散、溶脹；增塑劑應進行預熱，加快擴散、溶脹；穩(wěn)定劑、填充劑、色料制成漿料或母料。穩(wěn)定劑、填充劑、色料制成漿料或母料。母料：母料：系指事先配制成的含有高百分比助劑系指事先配制成的含有高百分比助劑(如如色料、填料等色料、填料等)的塑料混合物。的塑料混合物。4(2)稱量稱量是保證物料中各種原料組成比率精確的步是保證物料中各種原料組成比率精確的步驟。驟。相對誤差的要求：相對誤差的要求：手工操作為手工操作為2%；自動化生產(chǎn)；自動化生產(chǎn)的為的為0.5%。(3)原料的輸送：原料的輸送：液體、固體。液體、固體。52.原料的混合原料的混合混合混合 利

4、用設(shè)備的攪拌、振動、空氣流態(tài)化、翻滾、利用設(shè)備的攪拌、振動、空氣流態(tài)化、翻滾、研磨等作用來完成物料的分散和均化；研磨等作用來完成物料的分散和均化；(1)不加不加增塑劑增塑劑的物料初混合的工藝程序的物料初混合的工藝程序一般是先將一般是先將稱量稱量好的樹脂、穩(wěn)定劑、色料、好的樹脂、穩(wěn)定劑、色料、填料、潤滑劑等填料、潤滑劑等順序加入順序加入混合設(shè)備中；混合設(shè)備中；隨即開始隨即開始混合混合，一定時間后將開始，一定時間后將開始加熱加熱，使，使物料升至規(guī)定的溫度，以期潤滑劑熔化并與聚物料升至規(guī)定的溫度，以期潤滑劑熔化并與聚合物得到均勻混合，熱混合達到質(zhì)量要求時即合物得到均勻混合，熱混合達到質(zhì)量要求時即停止

5、停止混合，關(guān)閉加熱混合，關(guān)閉加熱最后進行最后進行出料出料； 6(2)加有加有增塑劑增塑劑的物料初混合的工藝程序的物料初混合的工藝程序?qū)渲尤朐O(shè)備內(nèi)、開始混合將樹脂加入設(shè)備內(nèi)、開始混合加熱加熱，溫度不，溫度不超過超過100；預熱的預熱的增塑劑增塑劑用噴射器噴到翻動的樹脂中；用噴射器噴到翻動的樹脂中；加入由穩(wěn)定劑和增塑劑調(diào)制的加入由穩(wěn)定劑和增塑劑調(diào)制的漿料漿料；最后加入色料、填料及其他助劑；最后加入色料、填料及其他助劑；混合到達時間后即停車出料?；旌系竭_時間后即停車出料。 7PVCPVC配料工藝要點配料工藝要點選用易吸收增塑劑的疏松型選用易吸收增塑劑的疏松型PVCPVC；PVCPVC粒子對增塑劑

6、的吸收應均勻；粒子對增塑劑的吸收應均勻；選用剪切速率較大且能變速的混合設(shè)備；選用剪切速率較大且能變速的混合設(shè)備；混合后的物料應冷至混合后的物料應冷至40-6040-60存放。存放。 83.初混合設(shè)備初混合設(shè)備(1)轉(zhuǎn)鼓式混合機轉(zhuǎn)鼓式混合機類型類型9特點特點依靠混合室的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)混合，混合作用依靠混合室的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)混合，混合作用較弱，一般只用于非潤性物料的混合。較弱，一般只用于非潤性物料的混合。10轉(zhuǎn)鼓式混合機11(2)螺帶式混合機螺帶式混合機 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1213螺帶式混合機14特點特點v此混合機可用于此混合機可用于干干、濕濕兩種物料的混合；兩種物料的混合；v槽體附槽體附夾套夾套加熱或冷卻；

7、加熱或冷卻；v當螺帶轉(zhuǎn)動時當螺帶轉(zhuǎn)動時兩根螺帶兩根螺帶各以一定方向?qū)⒒旌细饕砸欢ǚ较驅(qū)⒒旌鲜覂?nèi)的物料推動，以使物料各部分的位移發(fā)室內(nèi)的物料推動，以使物料各部分的位移發(fā)生錯亂，從而達到混合的目的。生錯亂，從而達到混合的目的。 15(3)捏合機捏合機 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1617捏合機18特點特點v捏合機兼用于捏合機兼用于干干、濕濕兩種物科的混合；兩種物科的混合；v攪拌器的形狀很多，最普通的是攪拌器的形狀很多，最普通的是S型型和和Z型型；v槽壁附有槽壁附有夾套夾套，可加熱或冷卻；，可加熱或冷卻；v物料借攪拌器的轉(zhuǎn)動，沿混合室的側(cè)壁上翻物料借攪拌器的轉(zhuǎn)動，沿混合室的側(cè)壁上翻而在混合室的中間下落，這樣物

8、料受到重復而在混合室的中間下落，這樣物料受到重復的的折迭折迭和和撕捏撕捏作用，從而達到均勻混合。作用，從而達到均勻混合。 19(4)高速混合機高速混合機 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2021高速混合機22特點特點v兼用于兼用于干干、濕濕兩種物料的混合；兩種物料的混合；v葉輪可裝葉輪可裝一一到到三三組，裝在同一轉(zhuǎn)軸的不同高度組，裝在同一轉(zhuǎn)軸的不同高度上。每組葉輪通常為上。每組葉輪通常為兩片兩片，有，有快快、慢慢兩檔轉(zhuǎn)速；兩檔轉(zhuǎn)速；v攪拌器的攪拌器的高速旋轉(zhuǎn)高速旋轉(zhuǎn)，物料因，物料因離心力離心力的作用的作用拋向拋向混合室壁下部，受室壁阻擋，由混合室底部器混合室壁下部，受室壁阻擋，由混合室底部器側(cè)壁上升，至旋轉(zhuǎn)

9、中心部位時降落，然后再側(cè)壁上升，至旋轉(zhuǎn)中心部位時降落，然后再上上升升和和下降下降；v循環(huán)過程中由于物料循環(huán)過程中由于物料內(nèi)部摩擦內(nèi)部摩擦所產(chǎn)生的熱量和所產(chǎn)生的熱量和來自來自外部加熱套外部加熱套的熱量而使物料溫度升高；的熱量而使物料溫度升高；v擋板擋板的作用是使物料產(chǎn)生流態(tài)化運動，更有利的作用是使物料產(chǎn)生流態(tài)化運動，更有利于混合均勻。于混合均勻。23二、塑料的塑煉和混煉二、塑料的塑煉和混煉 1.塑料塑煉的目的塑料塑煉的目的改變物料性質(zhì)、狀態(tài)，借助于改變物料性質(zhì)、狀態(tài)，借助于加熱加熱和和剪切力剪切力的作用使聚合物的作用使聚合物熔化熔化、混合混合；使混合物各組分使混合物各組分分散分散更趨均勻；更趨均

10、勻；除去其中的除去其中的揮發(fā)物揮發(fā)物，以利于輸送和成型；，以利于輸送和成型；使混合物達到適當?shù)氖够旌衔镞_到適當?shù)娜彳浂热彳浂群秃涂伤苄钥伤苄?；保證物料更有利于制得保證物料更有利于制得性能一致性能一致的制品。的制品。 242.初混合、捏和、塑煉初混合、捏和、塑煉(1)初混合：初混合：是粉狀固體物料之間的簡單混合；是粉狀固體物料之間的簡單混合；(2)捏合捏合(也稱也稱捏和捏和)：是指液體與粉狀固體物料是指液體與粉狀固體物料的浸漬及混合；的浸漬及混合；(3)塑煉：塑煉：經(jīng)初混合的塑性物料與液體或固體物經(jīng)初混合的塑性物料與液體或固體物料在加熱和剪切力的作用下，經(jīng)熔融、剪切料在加熱和剪切力的作用下，經(jīng)熔

11、融、剪切混合等作用達到適當?shù)娜彳浂群涂伤苄裕够旌系茸饔眠_到適當?shù)娜彳浂群涂伤苄?，使各種組分的分散更趨于均勻；各種組分的分散更趨于均勻；塑煉塑煉和和混煉混煉一般統(tǒng)稱為一般統(tǒng)稱為塑化塑化。25v初混合初混合及及捏和捏和是在樹脂熔融溫度以下和較緩是在樹脂熔融溫度以下和較緩慢的機械剪切力作用下完成的，混勻后物料各慢的機械剪切力作用下完成的，混勻后物料各組分的性質(zhì)基本上沒有變化。組分的性質(zhì)基本上沒有變化。v而而塑煉塑煉和和混煉混煉是在樹脂熔融溫度以上和較高是在樹脂熔融溫度以上和較高的剪切速度下進行的，塑煉后的物料中各組分的剪切速度下進行的，塑煉后的物料中各組分在物理和化學性質(zhì)上會有一定的變化。在物理和

12、化學性質(zhì)上會有一定的變化。v混合的目的混合的目的是使兩種或兩種以上的組分互相是使兩種或兩種以上的組分互相分散，以獲得一個組成均勻的混合物。分散，以獲得一個組成均勻的混合物。263.塑化過程的不利影響塑化過程的不利影響(1)塑煉是在聚合物流動溫度左右和較大的剪切塑煉是在聚合物流動溫度左右和較大的剪切速率下進行的，有可能造成聚合物分子的速率下進行的，有可能造成聚合物分子的熱熱降解降解、力降解力降解、氧化降解氧化降解而降低其質(zhì)量；而降低其質(zhì)量；(2)塑化過程對助劑的穩(wěn)定性有影響；塑化過程對助劑的穩(wěn)定性有影響；(3)主要通過控制主要通過控制塑煉溫度塑煉溫度和和時間時間獲得合適的塑獲得合適的塑煉條件，針

13、對不同的塑料品種應各有其煉條件，針對不同的塑料品種應各有其相宜相宜的塑煉條件。的塑煉條件。 274.塑化終點的判斷塑化終點的判斷 (1)塑煉的終點可用撕力機測定塑煉料的撕力來塑煉的終點可用撕力機測定塑煉料的撕力來判斷，但需要較長的時間，因此在生產(chǎn)中一判斷，但需要較長的時間，因此在生產(chǎn)中一般靠經(jīng)驗判斷。般靠經(jīng)驗判斷。(2)常用的經(jīng)驗方法是，用刀切開塑煉料來觀察常用的經(jīng)驗方法是，用刀切開塑煉料來觀察其截面，如截面上不顯毛粒，而且顏色和質(zhì)其截面，如截面上不顯毛粒，而且顏色和質(zhì)量都很均勻，即可認為合格。量都很均勻，即可認為合格。285.物料混合機理物料混合機理 (2)混合機理混合機理混合是憑借設(shè)備的攪

14、拌、振動、翻滾、研磨等混合是憑借設(shè)備的攪拌、振動、翻滾、研磨等達到利用達到利用擴散擴散、對流對流、剪切剪切三種作用完成的。三種作用完成的。塑料的混合主要靠塑料的混合主要靠剪切作用剪切作用實現(xiàn)。實現(xiàn)。剪切作用剪切作用是利用機械的剪切力使物料組成達是利用機械的剪切力使物料組成達到均一。到均一。(1)混合一般包括兩層含義：混合一般包括兩層含義：即即混合混合和和分散分散。29 剪切作用（主要方式）： 利用剪切力使物料組成達到均一 ，適用于黏性物料。 擴散與對流：如粉料和液體添加劑306.塑煉設(shè)備塑煉設(shè)備 (1)開煉機開煉機 3132通常兩輥筒的通常兩輥筒的轉(zhuǎn)速不等轉(zhuǎn)速不等，一般速比為，一般速比為l.0

15、51.20；塑煉時輥筒間的物料中存在有塑煉時輥筒間的物料中存在有速度梯度速度梯度，這，這種剪切力可對塑料起到混合塑煉作用；種剪切力可對塑料起到混合塑煉作用；輥矩輥矩越小時剪切作用越強，塑化效果越好；越小時剪切作用越強，塑化效果越好；輥筒對物料的作用是輥筒對物料的作用是單方向單方向剪切，對流作用剪切，對流作用較少；較少；33操作不斷地切開輥面物料使其交叉疊合，即操作不斷地切開輥面物料使其交叉疊合，即“打三角包打三角包”后進行輥壓，不斷改變物料受后進行輥壓，不斷改變物料受剪切力的方向以提高混合效果；剪切力的方向以提高混合效果；慢速輥溫度應比快速輥慢速輥溫度應比快速輥高高一些，以便物料能一些，以便物

16、料能包住，便于操作。包住，便于操作。34(2)密煉機密煉機 35物料經(jīng)加料斗進入混煉室，隨著物料經(jīng)加料斗進入混煉室，隨著壓料裝置壓料裝置(上上頂栓頂栓)的下降，以一定的壓力作用于物料的下降，以一定的壓力作用于物料；物料在具有一定速比、相向旋轉(zhuǎn)、橫截面為物料在具有一定速比、相向旋轉(zhuǎn)、橫截面為橢圓形并以螺旋的方式沿著軸向排列的橢圓形并以螺旋的方式沿著軸向排列的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子作用下，在混煉室內(nèi)得到混合塑化；作用下，在混煉室內(nèi)得到混合塑化；塑化好后即打開塑化好后即打開卸料裝置卸料裝置的卸料門排出；的卸料門排出；根據(jù)不同品種塑料混煉的需要，可對混煉室根據(jù)不同品種塑料混煉的需要，可對混煉室壁、上、下頂栓進行壁、

17、上、下頂栓進行加熱加熱或或冷卻冷卻。 36(3)擠出機擠出機 37v擠出機的主要部件是擠出機的主要部件是螺桿螺桿和和料筒料筒；v投料后，物料即被螺桿投料后，物料即被螺桿卷入卷入料筒，并繞著螺料筒，并繞著螺桿向前桿向前移動移動，在移動過程中受料筒壁的加熱和，在移動過程中受料筒壁的加熱和受剪切產(chǎn)生的摩擦熱而逐漸受剪切產(chǎn)生的摩擦熱而逐漸升溫升溫和和熔化熔化；v擠出機內(nèi)物料的塑煉是在擠出機內(nèi)物料的塑煉是在受熱受熱與與受剪切受剪切的作的作用下完成的；用下完成的；v還可用還可用雙螺桿雙螺桿擠出機進行塑煉。擠出機進行塑煉。優(yōu)點優(yōu)點是螺桿是螺桿長徑比較小，物料混合作用強，塑化好，受熱長徑比較小，物料混合作用強

18、，塑化好，受熱時間短，降解作用較少。時間短，降解作用較少。 38造粒與粉碎造粒與粉碎v造粒和粉碎都是造粒和粉碎都是減小減小固體的固體的尺寸尺寸；v一般一般造粒造粒的的顆粒顆粒較整齊且具有固定的形狀，較整齊且具有固定的形狀，而而粉碎的顆粒粉碎的顆粒大小不等；大小不等；v塑料大多是塑料大多是韌性韌性或或彈性彈性物料，必須通過具有物料，必須通過具有切割作用的專用設(shè)備使物料?；蚍鬯?。切割作用的專用設(shè)備使物料?；蚍鬯?。 39熱塑性物料的造?？煞譄崴苄晕锪系脑炝？煞掷淝蟹ɡ淝蟹ê秃蜔崆蟹崆蟹▋纱箢?。兩大類。v冷切法冷切法又可分拉片冷切、擠片冷切、擠條冷又可分拉片冷切、擠片冷切、擠條冷切等幾種；切等幾

19、種；v熱切法熱切法則可分干熱切、水下熱切、空中熱切則可分干熱切、水下熱切、空中熱切等幾種。等幾種。 40拉片冷切拉片冷切 v通過捏合機或密煉機的物料經(jīng)開煉機塑煉成片，通過捏合機或密煉機的物料經(jīng)開煉機塑煉成片，冷卻后切粒。冷卻后切粒。v切粒設(shè)備為切粒設(shè)備為平板切粒機平板切粒機。v一定寬度的料片進入平板切粒機，經(jīng)上、下圓一定寬度的料片進入平板切粒機，經(jīng)上、下圓輥刀輥刀縱向切割成條狀縱向切割成條狀，然后通過上、下側(cè)梳板經(jīng)，然后通過上、下側(cè)梳板經(jīng)壓料輥送入回轉(zhuǎn)甩刀與固定底刀之間，壓料輥送入回轉(zhuǎn)甩刀與固定底刀之間，橫向切斷橫向切斷成顆粒狀成顆粒狀。v粒料經(jīng)過粒料經(jīng)過篩斗篩斗，將長條及連粒篩去，落入料斗，

20、將長條及連粒篩去，落入料斗，風送至貯料斗，然后過秤、包裝。風送至貯料斗，然后過秤、包裝。 41平板切粒機平板切粒機42擠片冷切擠片冷切 v捏合好的物料經(jīng)擠出機塑化，捏合好的物料經(jīng)擠出機塑化，擠出成片擠出成片再經(jīng)再經(jīng)風冷或自然風冷或自然冷卻冷卻后進平板切粒機后進平板切粒機切粒切粒；v對不宜采用開煉機塑煉拉片的樹脂，如聚乙對不宜采用開煉機塑煉拉片的樹脂，如聚乙烯、聚酰胺等多用擠片冷切。烯、聚酰胺等多用擠片冷切。 43擠條冷切擠條冷切 v擠條冷切是熱塑性塑料最普遍采用的造粒方擠條冷切是熱塑性塑料最普遍采用的造粒方法，設(shè)備和工藝都較簡單。法，設(shè)備和工藝都較簡單。v捏合料經(jīng)擠出機塑化成兩條狀擠出，圓條經(jīng)

21、捏合料經(jīng)擠出機塑化成兩條狀擠出，圓條經(jīng)風冷或水冷后。風冷或水冷后。v通過切粒機切成圓柱形顆粒。通過切粒機切成圓柱形顆粒。v圓條切粒機的結(jié)構(gòu)比平板切粒機少一對圓輥圓條切粒機的結(jié)構(gòu)比平板切粒機少一對圓輥刀。刀。4445干熱切干熱切將旋轉(zhuǎn)的切刀緊貼在機頭模板上，直接將將旋轉(zhuǎn)的切刀緊貼在機頭模板上，直接將擠出的熱圓條狀料切成粒料。擠出的熱圓條狀料切成粒料。水下熱切水下熱切是聚烯烴塑料造粒的一種新技術(shù)，機頭和是聚烯烴塑料造粒的一種新技術(shù)，機頭和切刀在循環(huán)溫水中進行工作。切刀在循環(huán)溫水中進行工作。此種方法的此種方法的優(yōu)點優(yōu)點：顆粒外形美觀、均勻、：顆粒外形美觀、均勻、不易粘結(jié)；多孔模板不易粘結(jié)；多孔模板(

22、 (出料板出料板) )孔數(shù)較多?？讛?shù)較多。46空中熱切空中熱切空中熱切空中熱切和干熱切相似，為了防止顆粒粘和干熱切相似，為了防止顆粒粘結(jié)，在切粒罩內(nèi)通過鼓冷風或噴淋溫水冷卻粒結(jié)，在切粒罩內(nèi)通過鼓冷風或噴淋溫水冷卻粒料。料。v前者稱風冷熱切，后者稱水冷熱切；前者稱風冷熱切，后者稱水冷熱切；v風冷熱切適用于風冷熱切適用于PVC造粒，特別適用于硬造粒，特別適用于硬PVC造粒，粒料不會互相粘結(jié)。造粒，粒料不會互相粘結(jié)。v水冷熱切適用于水冷熱切適用于聚烯烴聚烯烴造粒，當擠出料后馬上造粒，當擠出料后馬上切斷井噴水以防止粒料相互粘結(jié)或粘在機頭上，切斷井噴水以防止粒料相互粘結(jié)或粘在機頭上，水與粒料一起落下，經(jīng)

23、脫水后進貯槽。水與粒料一起落下，經(jīng)脫水后進貯槽。 47第四節(jié)第四節(jié) 橡膠的塑煉和混煉工藝橡膠的塑煉和混煉工藝一、橡膠的塑煉工藝一、橡膠的塑煉工藝 1.塑煉塑煉將橡膠生膠在機械力、熱、氧等作用下，將橡膠生膠在機械力、熱、氧等作用下，從強韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浂哂锌伤苄缘膹膹婍g的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浂哂锌伤苄缘臓顟B(tài)，即增加其可塑性狀態(tài)，即增加其可塑性( (流動性流動性) )的工藝過程。的工藝過程。482.塑煉的目的塑煉的目的(1)降低分子量、降低橡膠粘流溫度、生膠具有降低分子量、降低橡膠粘流溫度、生膠具有足夠的可塑性；足夠的可塑性；(2)以便后續(xù)的混煉、壓延、壓出、成型等工藝以便后續(xù)的混煉、壓延

24、、壓出、成型等工藝操作的順利進行；操作的順利進行；(3)同時通過塑煉也可以起到同時通過塑煉也可以起到“調(diào)勻調(diào)勻”作用，使作用，使生膠的可塑性均勻一致。生膠的可塑性均勻一致。493.塑煉的設(shè)備塑煉的設(shè)備開煉機塑煉、密煉機塑煉、螺桿塑煉機。開煉機塑煉、密煉機塑煉、螺桿塑煉機。4.塑煉過程塑煉過程(1)可以是單純塑煉，也可以加入塑解劑塑煉；可以是單純塑煉，也可以加入塑解劑塑煉；(2)如果在密煉機里使用塑解劑，可節(jié)省塑煉時如果在密煉機里使用塑解劑，可節(jié)省塑煉時間和能量。間和能量。 505.橡膠的塑煉機理橡膠的塑煉機理按照現(xiàn)代對生膠塑煉過程的研究認為按照現(xiàn)代對生膠塑煉過程的研究認為:v生膠的機械塑煉過程

25、，既非純粹的機械作用生膠的機械塑煉過程，既非純粹的機械作用過程，又非單純的化學過程過程，又非單純的化學過程, ,而是一個十分復而是一個十分復雜的雜的物理物理和和化學化學的綜合過程。的綜合過程。v它包括它包括機械斷裂過程機械斷裂過程、熱氧化降解過程熱氧化降解過程和和解解聚過程聚過程，只是由于塑煉溫度的不同，各自所起，只是由于塑煉溫度的不同，各自所起的程度不同而已。的程度不同而已。 51(1)低溫機械塑煉低溫機械塑煉v低溫機械塑煉時，主要是由于低溫機械塑煉時，主要是由于機械破壞機械破壞作用，作用，使橡膠大分子鏈變成活性使橡膠大分子鏈變成活性自由基自由基；v大分子自由基也可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化反應大分子自由

26、基也可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化反應,重新結(jié)合重新結(jié)合;v由于空氣中有氧，作為大分子自由基接受體，由于空氣中有氧，作為大分子自由基接受體，氧與自由基氧與自由基結(jié)合結(jié)合，繼續(xù)反應成穩(wěn)定的產(chǎn)物，分子，繼續(xù)反應成穩(wěn)定的產(chǎn)物，分子鏈長度降低鏈長度降低；v所以，由機械斷裂產(chǎn)生的大分子自由基所引起所以，由機械斷裂產(chǎn)生的大分子自由基所引起的化學反應結(jié)果，可能導致橡膠大分子的降解和的化學反應結(jié)果，可能導致橡膠大分子的降解和結(jié)構(gòu)化結(jié)構(gòu)化兩種兩種反應過程。反應過程。52(2)高溫機械塑煉高溫機械塑煉v高溫塑煉時，由于溫度較高，橡膠分子和氧都高溫塑煉時，由于溫度較高，橡膠分子和氧都很活潑，橡膠大分子很活潑，橡膠大分子主要主要以氧

27、的直接氧化引發(fā)作以氧的直接氧化引發(fā)作用導致用導致自動催化氧化自動催化氧化裂解反應，使大分子降解；裂解反應，使大分子降解；v因為氧化對相對分子質(zhì)量最大和最小部分都起因為氧化對相對分子質(zhì)量最大和最小部分都起同樣作用，所以高溫塑煉并同樣作用，所以高溫塑煉并不發(fā)生不發(fā)生相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量分布分布變窄變窄的情況；的情況；v機械的作用主要是翻動和攪拌生膠，以機械的作用主要是翻動和攪拌生膠，以增加增加生生膠與氧的膠與氧的接觸機會接觸機會，加快橡膠的氧化裂解過程；，加快橡膠的氧化裂解過程；v隨著塑煉溫度的提高，塑煉效果迅速隨著塑煉溫度的提高，塑煉效果迅速增大增大。536.塑煉前的準備塑煉前的準備(1)烘

28、膠烘膠v即在切膠和塑煉之前，在專門的烘膠設(shè)備中即在切膠和塑煉之前，在專門的烘膠設(shè)備中預先對膠包進行加溫。預先對膠包進行加溫。v烘膠不僅可使生膠軟化，便于切割，還能解烘膠不僅可使生膠軟化，便于切割，還能解除結(jié)晶。除結(jié)晶。v不烘膠會增加塑煉時間，消耗大量電能，甚不烘膠會增加塑煉時間，消耗大量電能，甚至會導致機械設(shè)備損壞。至會導致機械設(shè)備損壞。 54(2)切膠切膠v即生膠加溫以后從烘膠房取出用切膠機切成小即生膠加溫以后從烘膠房取出用切膠機切成小塊的工序。塊的工序。v開煉機塑煉時切膠膠塊最好呈三角棱形，以便開煉機塑煉時切膠膠塊最好呈三角棱形，以便破膠時順利進入輥縫。破膠時順利進入輥縫。vNR生膠一般切

29、成生膠一般切成10-20kg左右的小塊，左右的小塊，CR一般一般每塊不超過每塊不超過10kg，其他合成橡膠一般每塊，其他合成橡膠一般每塊10-15kg。v切膠以前應先清除表面的雜質(zhì)、發(fā)霉膠，并按切膠以前應先清除表面的雜質(zhì)、發(fā)霉膠，并按質(zhì)量等級分別存放。質(zhì)量等級分別存放。55切條機切條機切塊機切塊機56(3)破膠破膠vNR和和CR的切膠膠塊，在塑煉前需用破膠機進的切膠膠塊，在塑煉前需用破膠機進行破膠，以提高塑煉效率。行破膠，以提高塑煉效率。合成橡膠合成橡膠切膠膠塊，切膠膠塊，一般無需破膠而直接進行塑煉一般無需破膠而直接進行塑煉(或混煉或混煉)。v破膠機的輥筒粗而短，表面有溝紋，兩輥速比破膠機的輥

30、筒粗而短，表面有溝紋，兩輥速比較大，輥距一般為較大，輥距一般為2-3mm，輥溫控制在，輥溫控制在45以以下。破膠以后卷成下。破膠以后卷成25kg左右的膠卷，以備塑煉。左右的膠卷，以備塑煉。v破膠時要破膠時要連續(xù)投料連續(xù)投料，不宜中斷，以防膠料彈出，不宜中斷，以防膠料彈出傷人。傷人。v目前生產(chǎn)中，常將破膠和塑煉一起用開煉機連目前生產(chǎn)中，常將破膠和塑煉一起用開煉機連續(xù)進行，而不專門用破膠機破膠。續(xù)進行，而不專門用破膠機破膠。v用開煉機破膠時，應將擋膠板適當調(diào)窄，并在用開煉機破膠時，應將擋膠板適當調(diào)窄，并在靠大牙輪一端操作，以防損傷設(shè)備?？看笱垒喴欢瞬僮?，以防損傷設(shè)備。 57587.用開煉機時的塑煉

31、工藝用開煉機時的塑煉工藝(1)開煉機塑煉的原理開煉機塑煉的原理v利用兩個輥筒形成的相對速度差所引起的利用兩個輥筒形成的相對速度差所引起的撕撕拉力拉力( (剪切力剪切力) )，在逐漸縮小的輥距內(nèi)對橡膠施，在逐漸縮小的輥距內(nèi)對橡膠施以強烈的碾壓和撕拉作用。以強烈的碾壓和撕拉作用。v這種機械作用，扯斷了橡膠分子鏈，在空氣這種機械作用，扯斷了橡膠分子鏈，在空氣中塑煉還伴有熱和氧的裂解作用等，降低了橡中塑煉還伴有熱和氧的裂解作用等，降低了橡膠的分子量，降低了粘流溫度，使其可塑性增膠的分子量，降低了粘流溫度，使其可塑性增大。大。59(2)開煉機塑煉的影響因素開煉機塑煉的影響因素v有輥溫、輥距、轉(zhuǎn)速和速比、

32、塑煉時間、煉有輥溫、輥距、轉(zhuǎn)速和速比、塑煉時間、煉膠容量、輥筒的工作長度、割刀次數(shù)和方式、膠容量、輥筒的工作長度、割刀次數(shù)和方式、膠料放置時間等。膠料放置時間等。 60(3)開煉機工藝開煉機工藝 薄通塑煉法薄通塑煉法 v主要特點是輥距很小，一般為主要特點是輥距很小，一般為0.51.0mm。v膠料通過輥縫后不包輥而直接落在接料盤上。膠料通過輥縫后不包輥而直接落在接料盤上。 v薄通塑煉方法塑煉效果大，獲得的可塑度大薄通塑煉方法塑煉效果大，獲得的可塑度大而均勻，膠料質(zhì)量高。而均勻，膠料質(zhì)量高。v對各種橡膠特別是用機械塑煉效果差的一些對各種橡膠特別是用機械塑煉效果差的一些合成橡膠也都適用合成橡膠也都適

33、用 61一次塑煉法一次塑煉法(稱包輥塑煉法稱包輥塑煉法)v將將生膠在較大輥距生膠在較大輥距(510mm)下包輥后連續(xù)過下包輥后連續(xù)過輥進行塑煉，直至所規(guī)定的時間為止。輥進行塑煉，直至所規(guī)定的時間為止。v在塑煉過程中不經(jīng)過停放，且多次割刀以利于在塑煉過程中不經(jīng)過停放，且多次割刀以利于散熱及獲得均勻的可塑性。散熱及獲得均勻的可塑性。v適用于并用膠的摻合及易包輥的合成橡膠。適用于并用膠的摻合及易包輥的合成橡膠。優(yōu)點：優(yōu)點：塑煉時間較短、操作方便、勞動強度低；塑煉時間較短、操作方便、勞動強度低；缺點：缺點：塑煉效果不夠理想，表現(xiàn)在可塑性增加幅塑煉效果不夠理想，表現(xiàn)在可塑性增加幅度小，塑煉膠可塑性不夠均

34、勻。度小，塑煉膠可塑性不夠均勻。 62分段塑煉法分段塑煉法v是當塑煉膠可塑性要求較高，用一次塑煉或是當塑煉膠可塑性要求較高，用一次塑煉或薄通塑煉達不到目的時而采用的一種有效方法。薄通塑煉達不到目的時而采用的一種有效方法。v先將生膠先將生膠塑煉塑煉一定時間一定時間(約約15min)，然后下片，然后下片冷卻并冷卻并停放停放4-8h，再進行，再進行第二次塑煉第二次塑煉，這樣反，這樣反復塑煉復塑煉數(shù)次數(shù)次，直至達到可塑度要求為止。，直至達到可塑度要求為止。v根據(jù)不同的可塑性要求，一般可分為兩段塑根據(jù)不同的可塑性要求，一般可分為兩段塑煉或三段塑煉。煉或三段塑煉。 63化學塑解劑塑煉法化學塑解劑塑煉法v是

35、在上述的薄通塑煉和一次塑煉法的基礎(chǔ)上，是在上述的薄通塑煉和一次塑煉法的基礎(chǔ)上，添加添加化學塑解劑進行塑煉的方法；化學塑解劑進行塑煉的方法；v它能夠提高塑煉效率，縮短塑煉時間，降低它能夠提高塑煉效率，縮短塑煉時間，降低塑煉膠彈性復原和收縮；塑煉膠彈性復原和收縮； v一般塑解劑的一般塑解劑的用量用量為生膠量的為生膠量的0.51.0，塑煉溫度為塑煉溫度為70 75；v為避免塑解劑飛揚損失和提高分散效果，通為避免塑解劑飛揚損失和提高分散效果，通常先將塑解劑制成常先將塑解劑制成母煉膠母煉膠，然后在塑煉開始時，然后在塑煉開始時加入。加入。 64(4)影響開煉機塑煉的工藝條件影響開煉機塑煉的工藝條件 v開煉

36、機塑煉就是要在開煉機塑煉就是要在低溫低溫下利用下利用機械力機械力將橡將橡膠分子鏈膠分子鏈扯斷扯斷以獲得可塑性；以獲得可塑性；v因此，因此，降低降低煉膠煉膠溫度溫度和和增加增加機械機械作用力作用力是提是提高開煉機塑煉效果的關(guān)鍵；高開煉機塑煉效果的關(guān)鍵；v與溫度及機械作用力有關(guān)的設(shè)備特性和工藝與溫度及機械作用力有關(guān)的設(shè)備特性和工藝條件都是影響塑煉效果的重要因素。條件都是影響塑煉效果的重要因素。 65輥溫和塑煉時間輥溫和塑煉時間v開煉機塑煉屬于低溫機械塑煉，塑煉溫度一開煉機塑煉屬于低溫機械塑煉，塑煉溫度一般在般在55以下。以下。v溫度愈低，塑煉效果愈大。所以在塑煉過程溫度愈低，塑煉效果愈大。所以在塑

37、煉過程中必須盡可能加強對輥筒的冷卻；中必須盡可能加強對輥筒的冷卻；v天然橡膠一般控制在天然橡膠一般控制在4555以下，合成橡膠以下，合成橡膠一般控制在一般控制在3045以下。以下。v采用薄通塑煉和分段塑煉的目的之一也是為采用薄通塑煉和分段塑煉的目的之一也是為了降低膠料溫度。了降低膠料溫度。 66輥距和速比輥距和速比v當輥筒的速比一定時，輥距愈小，膠料在輥當輥筒的速比一定時，輥距愈小，膠料在輥筒之間受到的筒之間受到的摩擦剪切作用摩擦剪切作用愈大愈大; ;v同時由于膠片較薄易于同時由于膠片較薄易于冷卻冷卻，又進一步加強，又進一步加強了機械塑煉作用，因而塑煉效果也越大。了機械塑煉作用，因而塑煉效果也

38、越大。 67裝膠膠量裝膠膠量v開煉機裝膠容量大小依機臺規(guī)格大小及膠種開煉機裝膠容量大小依機臺規(guī)格大小及膠種而定，為提高產(chǎn)量，可適當增加裝膠量；而定，為提高產(chǎn)量，可適當增加裝膠量；v但裝膠量過大會使輥筒上面的積膠過多而難但裝膠量過大會使輥筒上面的積膠過多而難以進入輥縫，膠料熱量亦難散發(fā)，從而降低以進入輥縫，膠料熱量亦難散發(fā)，從而降低機械塑煉效果，并會使勞動強度增大。機械塑煉效果，并會使勞動強度增大。68實際生產(chǎn)中的裝膠容量：實際生產(chǎn)中的裝膠容量：v如如XK-450開煉機的一次裝膠量為開煉機的一次裝膠量為40-50kg；vXK-550一次裝膠量為一次裝膠量為50-60kg;v合成橡膠塑煉時生熱性大

39、，裝膠容應比天然合成橡膠塑煉時生熱性大，裝膠容應比天然橡膠少橡膠少20-25。69化學塑解劑化學塑解劑v使用化學塑解劑塑煉能提高塑煉效果，縮短使用化學塑解劑塑煉能提高塑煉效果，縮短塑煉時間，減少彈性復原現(xiàn)象。塑煉時間，減少彈性復原現(xiàn)象。v但塑煉溫度應適當提高，如用促進劑作塑解但塑煉溫度應適當提高，如用促進劑作塑解劑時，煉膠溫度一般以劑時，煉膠溫度一般以7075為宜。為宜。 708.用密煉機時的塑煉工藝用密煉機時的塑煉工藝v密煉機的塑煉作用主要靠轉(zhuǎn)子機械作用和熱密煉機的塑煉作用主要靠轉(zhuǎn)子機械作用和熱氧化裂解作用。氧化裂解作用。v密煉機塑煉的影響因素有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、密煉室密煉機塑煉的影響因素有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

40、、密煉室溫度、塑煉時間、容量和上頂壓力等。溫度、塑煉時間、容量和上頂壓力等。 71v由于密煉機塑煉屬由于密煉機塑煉屬高溫高溫塑煉，塑煉效果隨溫塑煉，塑煉效果隨溫度升高而增大，但溫度高會導致橡膠分子鏈度升高而增大，但溫度高會導致橡膠分子鏈過度過度降解降解，致使膠料物理機械，致使膠料物理機械性能下降性能下降。v而丁苯橡膠，用密煉機塑煉時如超過而丁苯橡膠，用密煉機塑煉時如超過140還還會會產(chǎn)生支化、交聯(lián)，形成凝膠產(chǎn)生支化、交聯(lián)，形成凝膠，反而降低可，反而降低可塑性，在塑性，在170下塑煉還會生成緊密型凝膠，下塑煉還會生成緊密型凝膠，即使用精煉方法也不能使它消除。即使用精煉方法也不能使它消除。v為了提

41、高密煉機使用效率，通常對可塑性要為了提高密煉機使用效率，通常對可塑性要求高的膠料需采用求高的膠料需采用分段塑煉分段塑煉或或加塑解劑加塑解劑塑煉。塑煉。 72塑解劑塑解劑(又稱化學增塑劑又稱化學增塑劑)v是通過化學作用增強生膠塑煉效果、縮短塑是通過化學作用增強生膠塑煉效果、縮短塑煉時間的物質(zhì)。煉時間的物質(zhì)。v它與一般物理增塑劑相比，具有增塑效果強、它與一般物理增塑劑相比，具有增塑效果強、用量少、且對橡膠制品物理機械性能幾乎沒有用量少、且對橡膠制品物理機械性能幾乎沒有影響等特點。影響等特點。73塑解劑作用機理主要有兩方面：塑解劑作用機理主要有兩方面：A.是塑解劑在塑煉過程中受熱、氧的作用，分是塑解

42、劑在塑煉過程中受熱、氧的作用，分解產(chǎn)生解產(chǎn)生自由基自由基，這些自由基能使橡膠大分子鏈，這些自由基能使橡膠大分子鏈發(fā)生氧化降解；發(fā)生氧化降解；B.是塑解劑能封閉塑煉過程中橡膠大分子鏈斷是塑解劑能封閉塑煉過程中橡膠大分子鏈斷裂生成的裂生成的端基端基，并使其喪失活性，不再重新結(jié)，并使其喪失活性，不再重新結(jié)合，從而使可塑性增加。合，從而使可塑性增加。塑解劑的效能是隨溫度的升高而增強，在塑解劑的效能是隨溫度的升高而增強，在密煉機高溫塑煉中使用塑解劑比在開煉機低溫密煉機高溫塑煉中使用塑解劑比在開煉機低溫塑煉中更為有效果。塑煉中更為有效果。 74(1)密煉機塑煉塑煉方法密煉機塑煉塑煉方法一段塑煉、分段塑煉、

43、添加化學塑解劑塑煉。一段塑煉、分段塑煉、添加化學塑解劑塑煉。一段塑煉一段塑煉v將生膠一次加入密煉室內(nèi)，在一定的溫度和壓將生膠一次加入密煉室內(nèi)，在一定的溫度和壓力條件下塑煉一定時間，直至達到所要求的可力條件下塑煉一定時間，直至達到所要求的可塑度為止。塑度為止。v在塑煉中，要不斷地對密煉室壁、輥筒和上、在塑煉中，要不斷地對密煉室壁、輥筒和上、下頂栓進行冷卻，以控制塑煉溫度。下頂栓進行冷卻，以控制塑煉溫度。 適用：適用：可塑度要求不太高的塑煉膠可塑度要求不太高的塑煉膠(如輪胎胎面塑如輪胎胎面塑煉膠煉膠)。 75分段塑煉分段塑煉v用于制備較高可塑性塑煉膠的一種工藝方法；用于制備較高可塑性塑煉膠的一種工

44、藝方法；v先將生膠置于密煉機中在某一轉(zhuǎn)速下塑煉一先將生膠置于密煉機中在某一轉(zhuǎn)速下塑煉一定時間；定時間；v然后排膠、搗合、壓片、下片、停放；然后排膠、搗合、壓片、下片、停放；v再進行第二段塑煉，以滿足可塑性要求。再進行第二段塑煉，以滿足可塑性要求。v制備輪胎簾布膠時，常用分段塑煉法塑煉。制備輪胎簾布膠時，常用分段塑煉法塑煉。 化學塑解劑塑煉法化學塑解劑塑煉法76(2)密煉機塑煉效果的主要影響因素密煉機塑煉效果的主要影響因素塑煉溫度塑煉溫度時間時間化學塑解劑化學塑解劑轉(zhuǎn)子速度轉(zhuǎn)子速度裝膠量裝膠量上頂栓壓力上頂栓壓力 779.螺桿塑煉機塑煉螺桿塑煉機塑煉v用螺桿與機筒間的機械剪切力、高溫熱作用使用螺

45、桿與機筒間的機械剪切力、高溫熱作用使橡膠分子鏈斷裂。橡膠分子鏈斷裂。v與開煉機、密煉機塑煉的差別是氧對生膠的作與開煉機、密煉機塑煉的差別是氧對生膠的作用較小。用較小。優(yōu)點：優(yōu)點：v生產(chǎn)能力大、節(jié)電效果明顯、操作簡單、容易生產(chǎn)能力大、節(jié)電效果明顯、操作簡單、容易掌握、可實現(xiàn)塑煉的連續(xù)化生產(chǎn)等。掌握、可實現(xiàn)塑煉的連續(xù)化生產(chǎn)等。v使用時嚴格控制排膠溫度在使用時嚴格控制排膠溫度在180以下，防止以下，防止出膠后膠料表面氧化作用，并盡量避免產(chǎn)生夾出膠后膠料表面氧化作用，并盡量避免產(chǎn)生夾生膠。生膠。78二、橡膠的混煉工藝二、橡膠的混煉工藝 1.混煉目的混煉目的是將橡膠中的補強性填充劑分別微?；?，是將橡膠中

46、的補強性填充劑分別微?；够鞜挔顟B(tài)持續(xù)穩(wěn)定。使混煉狀態(tài)持續(xù)穩(wěn)定。2.混煉原理混煉原理填充劑吸附了橡膠后填充劑吸附了橡膠后, , 生成結(jié)合橡膠的中生成結(jié)合橡膠的中間體間體, , 中間體具有與表面活性劑相同的作用，中間體具有與表面活性劑相同的作用，這樣，橡膠和填充劑穩(wěn)定下來，達到適合于后這樣，橡膠和填充劑穩(wěn)定下來，達到適合于后工序成型加工的要求。工序成型加工的要求。 793.混煉膠質(zhì)量的影響混煉膠質(zhì)量的影響v混煉不好會出現(xiàn)配合劑分散不均勻、膠料可混煉不好會出現(xiàn)配合劑分散不均勻、膠料可塑度過低或過高、焦燒、噴霜等現(xiàn)象。塑度過低或過高、焦燒、噴霜等現(xiàn)象。v這不僅會使壓延、壓出、濾膠、硫化等后序這不僅

47、會使壓延、壓出、濾膠、硫化等后序加工難以正常進行，會導致成品性能下降。加工難以正常進行，會導致成品性能下降。804.開煉機混煉工藝開煉機混煉工藝(1)可分為可分為包輥包輥、吃粉吃粉和和翻煉翻煉三個階段。三個階段。包輥：包輥：是開煉機混煉的前提；橡膠包輥后，是開煉機混煉的前提；橡膠包輥后，為使配合劑盡快混入橡膠中，在輥縫上端應為使配合劑盡快混入橡膠中，在輥縫上端應保留有一定的保留有一定的堆積膠堆積膠。吃粉階段：吃粉階段：將配合劑混入膠料的過程；將配合劑混入膠料的過程；當加入配合劑時，由于堆積膠的不斷翻轉(zhuǎn)當加入配合劑時，由于堆積膠的不斷翻轉(zhuǎn)和更替，把配合劑帶進堆積膠的皺紋溝中，和更替，把配合劑帶進堆積膠的皺紋溝中，進而帶入輥縫中。進而帶入輥縫中。 81翻煉翻煉翻煉的原因翻煉的原因橡膠的黏度大，膠料只沿轉(zhuǎn)動方向產(chǎn)生橡膠的黏度大，膠料只沿轉(zhuǎn)動方向產(chǎn)生周向流動周向流動，而沒有而沒有軸向流動軸向流動，沿周向流動的橡膠也，沿周向流動的橡膠也僅為層流。僅為層流。在緊貼前輥筒表面的膠層不能產(chǎn)生流動而成為在緊貼前輥筒表面的膠層不能產(chǎn)生流動而成為“死層死層”或或“呆滯層呆滯層”。堆積膠還會形成部分楔形堆