橡膠因其優(yōu)異的彈性而被廣泛應用于各種工業(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
橡膠塑煉是通過機械力、熱、氧或化學藥劑等方式,使橡膠生膠從強韌的彈性狀態(tài)轉變?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)加工中能夠順利進行,并達到所需的工藝性能。
二、橡膠塑煉的主要工藝方法
橡膠塑煉的方法按所用設備主要分為開煉機塑煉、密煉機塑煉和螺桿塑煉機塑煉。
1.開煉機塑煉
開煉機塑煉是最早的塑煉方法,通過前后兩個速度不同的輥筒形成的相對速度差,對橡膠施以強烈的碾壓和撕拉作用。這種機械作用扯斷了橡膠分子鏈,同時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。開煉機塑煉的影響因素包括輥溫、輥距、轉速和速比、塑煉時間、煉膠容量、輥筒的工作長度、割刀次數(shù)和方式等。
2.密煉機塑煉
密煉機塑煉是將橡膠投入密煉室內,通過兩個以不同速度相向回轉的轉子,使橡膠在轉子間隙、轉子與密煉室壁間隙以及轉子與上下頂栓間隙中受到強烈的剪切、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。密煉機塑煉的效率高,但塑煉溫度較高,容易導致橡膠分子鏈過度降解,影響物理機械性能。因此,需要嚴格控制塑煉溫度和時間,并可能加入塑解劑以提高塑煉效果。
3.螺桿塑煉機塑煉
螺桿塑煉機利用螺桿與機筒間的機械剪切力和高溫熱作用,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、操作簡單等優(yōu)點,但應嚴格控制排膠溫度,防止膠料表面氧化。
三、塑煉對橡膠性能的影響
橡膠經(jīng)塑煉后,其物理化學性質會發(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,硫化膠的機械強度會降低,永久變形增大,耐磨耗和耐老化性能也會下降。因此,生膠的可塑性需要適當控制,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),它直接關系到后續(xù)工藝能否順利進行以及最終產(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量。如果生膠可塑性不足,會導致混煉時配合劑不易混入,增加混煉時間,壓出的半成品表面粗糙,收縮率大;如果可塑性過大,則會導致壓延時膠料粘輥或粘墊布,成型時變形大,硫化時流失膠料多,從而影響產(chǎn)品的機械性能。
五、結論
橡膠塑煉是橡膠加工過程中不可或缺的一步,它通過機械力、熱、氧或化學藥劑等方式,使橡膠生膠從強韌的彈性狀態(tài)轉變?yōu)槿彳浂哂锌伤苄缘臓顟B(tài)。塑煉工藝的選擇和控制對于提高橡膠的加工性能和最終產(chǎn)品的品質具有重要意義。在實際生產(chǎn)中,應根據(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),以確保塑煉效果達到最佳。
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