橡膠塑煉工藝問題集錦(一)
1、膠料為什麼要塑煉?塑煉的目的有哪些?
橡膠具有良好的彈性,但這種寶貴性能給製品生產(chǎn)帶來極大的困難,如果不首先降低生膠的彈性,在加工過程中,大部分機(jī)械能就被消耗在彈性變形上,且不能獲得甩需要的形狀橡膠加工工藝對(duì)生膠可塑性有一定要求,例如混煉一般需要門尼粘度在60左右,擦膠要求膠料門尼粘度在40左右,否則無法順利操作,有些生膠很硬,粘度很高,缺乏基本的,必需的工藝性能——良好的可塑性。為了滿足各項(xiàng)工藝要求,必須進(jìn)行塑煉,使生膠在機(jī)械、熱、化學(xué)等作用下切斷分子鏈,降低分子量。使橡膠暫時(shí)失去彈性而變成柔軟的可塑的塑煉膠??梢哉f,生膠塑煉是其他工藝過程的基礎(chǔ)。
生膠塑煉的目的在於:一是使生膠獲得一定的可塑性,使之適合混煉,壓延、壓出、成型,硫化以及膠漿,海綿膠製造等工藝加工過程的要求;二是使生膠的可塑性均勻化,以便製得質(zhì)量均勻的膠料。
2、生膠經(jīng)塑煉後,其物理化學(xué)性質(zhì)有什麼變化?加工工藝對(duì)生膠的可塑性有什麼要求?過大或過小有何不好?
生膠經(jīng)塑煉後,由於受著強(qiáng)的機(jī)械力作用和氧化作用,橡膠的分子結(jié)構(gòu)和分子量都會(huì)發(fā)生一定的變化,因而物理化學(xué)性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化。表現(xiàn)在:彈性降低、可塑性增加,溶解度增大,橡膠溶液的粘度降低,膠料的粘著性能提高。但隨著生膠可塑性增大,硫化膠的機(jī)械強(qiáng)度降低,長(zhǎng)久變形增大,耐磨耗和耐老化性能都降低。因此生膠的塑煉隻對(duì)橡膠的加工過程有利,而對(duì)硫化膠的性能不利。
生膠的可塑性要求適當(dāng),過大或過小都會(huì)產(chǎn)生不好的效果。生膠的可塑性過大,會(huì)使硫化膠的物理機(jī)械性能降低,影響製品的使用性能。生膠的可塑性過低,則會(huì)造成工藝加工困難,使膠料不易混煉均勻;壓延,壓出時(shí)半成品表麵不光滑;收縮罰大,不易掌握半成品尺寸;壓延時(shí)膠布難於擦進(jìn)織物中,造成掛膠簾布掉皮等現(xiàn)象,大大降低與料層間的附著力??伤苄匀绻痪矔?huì)造成膠料的工藝性能和物理機(jī)械性能不一致。
因而,橡膠加工工藝對(duì)生膠的可塑性都有一定的要求。一般來說:供塗膠、浸膠、刮膠和製造海綿膠等用的膠料,要求可塑度較高;要求物理機(jī)械性能高,半成品挺性好的膠料及模壓用膠料,可塑性宜低;壓出膠料的可塑性度則介於兩者之間。以下是常用塑煉膠的可塑性。
塑 煉 種 類 |
可塑度(威) |
塑 煉 膠 種 類 |
可塑度(威) |
膠布膠漿用塑煉膠 含膠率45%以上 含膠率45%以下 傳動(dòng)帶布層擦 膠 用 塑 煉 膠 薄膜壓延用塑煉膠 膜厚1.0毫米發(fā)上 膜厚0.1毫米以下 三角帶線繩浸膠 用 塑 煉 膠 |
0.52-0.56 0.56-0.60
0.49-0.55
0.35-0.45 0.47-0.56
0.50左右 |
海 綿 用 塑 煉 膠 壓 出 用 塑 煉 膠 膠 管 外 層 膠 內(nèi) 層 膠 胎 麵 膠 胎 側(cè) 膠 內(nèi) 胎 膠 緩 衝 層 簾 布 用 塑 煉 膠
|
0.50-0.60
0.30-0.35 0.25-0.30 0.22-0.24 0.35左右 0.42左右
0.50左右 |
3、確定生膠的塑煉程度時(shí)要考慮哪些因素?
生膠的塑煉程度主要是根據(jù)各種工藝和製品對(duì)塑煉膠的可塑性要求來確定的。生膠的可塑性是關(guān)係到製品整個(gè)製造過程進(jìn)行的難易,直接影響到硫化膠的物理機(jī)械性能及製品使用性能的重要性質(zhì)。因而把生膠的可塑性作為塑煉膠的主要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。也作為確定生膠的塑煉程度的工藝標(biāo)準(zhǔn)。塑煉就是要求製造具有適當(dāng)可塑度的塑煉膠。在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)生膠的塑煉要適可而止,在保證滿足工藝加工過程需要的前提下,儘量避免作過度的塑煉。
在確定生膠的塑煉程度時(shí),同時(shí)也要考慮到生膠具有初始可塑性,一種生身都具有一定的可塑性,不同的生膠其可塑性大小不同。因此要根據(jù)其初始可塑性大小來確定其是否在進(jìn)行塑煉和塑煉程度。如軟丁苯膠,軟丁晴以及恒粘,低粘係列的標(biāo)準(zhǔn)膠,它們的門尼粘度在60以下,可塑性較大,這些生膠就不需要進(jìn)行塑煉或需輕微塑煉。
塑煉膠的製成混煉膠後,可塑度在有一定的增加,在確定生膠的可塑度時(shí)也必須考慮這個(gè)因素的影響。
4、可塑度的測(cè)定方法有哪些?各是如何表示的?
膠料的可塑度有測(cè)定通常采用的方法有三種:威廉氏法,門尼粘度法和德費(fèi)硬度法。
1)威廉氏法是根據(jù)試樣在兩平行板間受負(fù)荷作用所發(fā)生的高度可塑變化來確定,測(cè)定時(shí)將直徑為16毫米,高10毫米的圓柱體試樣在70℃溫度下,先預(yù)熱30分鐘,然後在兩平板負(fù)荷(5公斤)下壓縮3分鐘。除去負(fù)荷後在室溫下經(jīng)3分鐘恢複。然後根據(jù)高度的壓縮變形量及除掉負(fù)荷後的變形恢複量,來計(jì)算試樣的可塑度P。
P=(h0-h2)/ (h0+h1)
式中:ho—試樣原高
h1—試樣壓縮3分鐘後高度
h2—去掉負(fù)荷恢複3分鐘後的高度。
如果:h2=h1=0 則P=1為**流體
h2=ho 則P=O是**彈性體
故威氏可塑度的取值範(fàn)圍在0-1之前,數(shù)值越大表示可塑度越大。
2)門尼粘度法是根據(jù)試樣在一定溫度,時(shí)間和壓力下,在轉(zhuǎn)子和模腔之間變形時(shí)所受的扭力來確定可塑度。測(cè)量結(jié)果用門尼粘度表示。符號(hào)為ML1+4100℃.其中M為門尼粘度,L為測(cè)量時(shí)采用大轉(zhuǎn)子,數(shù)字分彆表示在100℃下預(yù)熱1分鐘。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)4分鐘時(shí)所取讀數(shù)。門尼粘度值在0-200之間,數(shù)值越大,則可塑度越大。
門尼粘度法還可簡(jiǎn)便地側(cè)出膠料的焦燒時(shí)間
3)德費(fèi)硬度法是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試樣在一定溫度和時(shí)間內(nèi)壓至規(guī)定高度所需要的重荷(克)來確定。數(shù)值範(fàn)圍在0-2000之間,數(shù)值越大表示可塑性越低,
5、生膠塑煉獲得可塑性的基本原理是什麼?
橡膠的可塑性與其分子量有著密切的關(guān)係。分子量越小,粘度越低,則可塑度越大,生膠在塑煉可分塑度增加是通過分子量的降低來獲得的,因此,塑煉的基本原理就是:橡膠在氧、熱和機(jī)械力等因素的作用下,分子鏈發(fā)生斷裂,大分子變小,分為量降低,因而使其彈性降低,塑性增加。
橡膠塑煉一般是將生膠置於煉膠中進(jìn)行紮煉,其機(jī)理可歸納兩方麵:一是機(jī)械作用使分子鏈斷裂,二是氧的作用使分子鏈氧化裂解。橡膠在塑煉過程中以下兩種情況同時(shí)存在,在低溫時(shí)以機(jī)械作用為主,高溫時(shí)以氧化作用為主。
6、影響橡膠塑煉效果的因素有哪些?
塑煉過程實(shí)質(zhì)上是橡膠的大分子斷裂,大分子鏈由長(zhǎng)變短的過程。因此,塑煉效果與分子鏈斷裂的影響因素有關(guān)。影響因素如下:
1)機(jī)械力的作用:塑煉時(shí),生膠在塑煉機(jī)械劇烈的拉伸,擠壓和剪切力作用下,分子鏈被拉直,致使分子在中央部位發(fā)生斷裂。機(jī)械力主要對(duì)分子量大的部分起作用,對(duì)分子量大的部分不起作用。因此在機(jī)械力作用下,橡膠的平均分子量變小,分子量分布變窄,但下降一定程度時(shí),再經(jīng)塑煉,分子量分布變化就下大了。
2)氧的作用:氧在橡膠塑煉過程中起著重要作用,其作用有兩方麵:一是穩(wěn)定由機(jī)械力切斷所生成的遊離基,二是直接使橡膠的分子鏈產(chǎn)生氧化斷鏈。
3)靜電作用:在塑煉中,生膠和輥筒之間的摩擦產(chǎn)生靜電,並在生膠表麵形成很高的電壓,通過與輥筒表麵的放電作用而產(chǎn)生電火花,致使鄰近處空氣中的氧活化,變?yōu)樵討B(tài)氧和臭氧,結(jié)果加速橡膠分子的氧化斷鏈反應(yīng)。
4)熱的作用:熱對(duì)塑煉效果具有重要影響、以天然膠為例:在低溫時(shí)(110℃以下)塑煉效果不隨升溫而增大,而相反減少。在高溫時(shí)(110℃以上),溫度升高,塑煉效果增加。溫度對(duì)塑煉效果的影響曲線是“V”形的,中間範(fàn)圍(110℃)塑煉效果*低,其他橡膠也一樣,隻是由於特性不同,*低塑煉效果的溫度範(fàn)圍不同,但塑煉溫度——效果曲線基本形狀是相似的。
5)化學(xué)塑解劑的影響:化學(xué)塑解劑即化學(xué)增塑劑,是通過化學(xué)塑解作用用來使橡膠增加塑性的。在塑煉中添加一些化學(xué)塑解劑,能提高塑煉效率,其作用原理與氧相似,但本身不參加反應(yīng),也不會(huì)被消耗。在塑煉晨常常加促進(jìn)劑M,DM,這時(shí),它們就是起化學(xué)塑解劑的作用。
轉(zhuǎn)自:橡膠技術(shù)網(wǎng),橡膠行業(yè)門戶網(wǎng)站!