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还在不按章法傻傻的混炼橡胶吗?其实橡胶混炼也是很科学的!

发布时间:2018-08-29 21:26:00 点击:    关键词:密炼机,捏炼机,开炼机,橡胶机械

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混炼:通过适当的加工将配合剂与生胶均匀混合在一起,制成质量均一的混合物的工艺过程。

混炼胶的质量要求:(1)胶料应具有良好的加工工艺性能;(2)保证成品具有良好的使用性能。

混炼前的准备

一.原材料与配合剂的质量检验

泰州科德橡胶机械-开炼机2018年8月29日讯  通常对配合剂检验的内容主要有:纯度、粒度及分布、机械杂质、灰分及挥发分含量、酸碱度等。具体依配合剂类型不同而异。

二.配合剂的补充加工

(一)粉碎

块状和粗粒状配合剂必须经过粉碎或磨细处理才能使用。

(二)筛选

粉末状固体软化剂粒度及粒度分布达不到规定标准的,或已经发生配合剂结团及含有机械杂质的必须经过筛选加工,去掉其中的机械杂质、较大颗粒与结团。

三.称量配合

要求称量配合操作做到:精密、准确、不漏、不错。

称量配合的操作方式有两种:(1)手工操作;(2)机械化自动称量配合。


混炼工艺

一.混炼胶的结构

混炼胶是由粒状配合剂(如炭黑、促进剂、填充剂等)分散于生胶中组成的分散体系。在分散体系中,生胶的分散呈连续状态,称为分散质,粒状配合剂为分散相。

混炼胶不同于一般的胶体分散体系:

(1)橡胶的粘度很高,胶料的热力学不稳定性在一般情况下不太显著;

(2)某些组分(如再生胶、增塑剂等)与橡胶能互容,从而构成了混炼胶的复合分散介质;

(3)粒状配合剂(如炭黑合促进剂等)与橡胶在接触界面上产生了一定的物理和化学结合,这对胶料和硫化胶的性能起着重要的影响。

因此,可以认为混炼胶是一种具有复杂结构特性的胶态分散体。

炭黑与橡胶混炼后形成的补强结构,对胶料和硫化胶的力学性能和流变性能等都有较大的影响。

1.炭黑网络结构

炭黑与橡胶混炼时,形成炭黑—橡胶聚集体,聚集体在剪切力的作用下逐步分散。当混炼胶中炭黑的用量较高时,炭黑通过链状结构相互连结,构成炭黑网络。

炭黑网络结构的体现:(a)Payne效应;(b)混炼胶比纯胶具有较高的导电性。

2.吸留橡胶结构

混炼时,形成吸留橡胶。在混炼过程中,受剪切力的作用,吸留橡胶的一部分或大部分被重新释放出来。但是,吸留橡胶多少都会部分地保留在炭黑聚集体中,成为混炼胶填料的一部分。

3.炭黑结合橡胶

炭黑结合橡胶对胶料的性能影响很大,可提高硫化胶的模量、耐磨性以及减少滞后生热等。

4.可溶胶

结合橡胶在混炼胶中只占一小部分。而大部分橡胶未与炭黑结合,称为可溶胶。这两部分橡胶对混炼胶的物理性能都有贡献。

二.开炼机的混炼工艺

(一)开炼机混炼原理

开炼机混炼过程一般包括包辊、吃粉和翻炼三个阶段。

1.包辊

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橡胶在开炼机中的几种状态

1—  橡胶不易进入辊缝;2—紧包前辊;3—脱辊成袋囊状;4—呈粘流包辊

2.吃粉

在胶料包辊,加入配合剂之前,要使辊距上端保留适当的堆积胶,适量的堆积胶是吃粉的必要条件。

3.翻炼

周向:混炼最均匀;轴向:不均匀;径向:均匀性最差

(二)开炼机混炼的影响因素

(1)装胶容量

装胶容量需依据开炼机的规格及胶料配方特性合理确定。容量过大,使混炼分散效果降低,混炼温度升高,容易产生焦烧现象而影响胶料质量;容量过小会降低生产效率。

式中  V—装胶容量,L;D—辊筒直径,cm;L—辊筒长度;

(2)辊距

辊距一般取4~8mm为宜。辊距减小,剪切效果增大,但生热大。

(3)混炼温度

辊温过低,胶料硬度太大,容易损坏设备。辊温提高有利于降低胶料的粘度,加快混炼吃粉速度,但温度太高,容易使胶料产生脱辊现象和焦烧现象,难以操作。

辊温一般通过冷却的方法保持在50~60℃之间。但在混炼含有高熔点配合剂(高熔点古马隆树脂等)的胶料时,需要适当提高辊温;而混炼顺丁胶时,辊温不得超过50℃。

(4)混炼时间

应适当掌握配合剂的混入和分散时间,避免混炼时间过长,否则容易产生过炼现象。

(5)辊速和速比

辊速控制在16~18r/min内。辊速快,操作不安全且温度控制困难;辊速慢,混炼效率低。

速比一般为1:1.1~1:1.2。生热高的胶料应选择速比在1:1.15以下的开炼机。

(6)加料顺序

一般的加料原则是:用量少、难分散的配合剂先加;用量大、易分散的后加;为了防止焦烧,硫黄和超速促进剂一般最后加入。通常采用的加料顺序如下:

塑炼胶、再生胶、母炼胶→ 促进剂、活性剂、防老剂 →补强、填充剂→液体软化剂 → 硫黄、超速促进剂

三.密炼机的混炼工艺

优点:混炼容量大,混炼时间短,效率高;投料、捏炼、加压和排料操作易于机械化、自动化,劳动强度低,操作安全性大,配合剂损失、粉尘飞扬状况得到改善,胶料质量和环境卫生条件好。

缺点:混炼时温度较高,对温度敏感的胶料易发生焦烧,需要对排胶进行补充加工。

(一)密炼机混炼工艺操作方法

1.一段混炼法

(1)传统一段混炼法

把塑炼胶和各种配合剂逐步分次加入,每次加料后,放下上顶栓,加压程度视具体情况而定。

传统一段混炼法的混炼程序一般为:橡胶(生胶、塑炼胶、再生胶等)→硬脂酸 → 促进剂、活性剂、防老剂 → 补强填充剂 → 液体软化剂 → 排胶 →压片机加硫黄和超速促进剂→ 下片 → 冷却、停放

(2)分段投胶一段混炼法

分批加入生胶,以强化炭黑的分散,达到改善合提高胶料的工艺性能及硫化较的物理机械性能。

具体操作:投入60%~80%生胶和配合剂(硫化剂和超促进剂除外),在70~120℃混炼温度下,混炼到总混炼时间的70~80%,再把其余生胶并同硫化剂和超促进剂一起投入,再混炼1~2min后,排胶下片。

2.两段混炼

(1)传统两段混炼法

用高速高压

密炼机

进行第一段的粗混炼,使橡胶与配合剂混炼制成母胶,下片后经停放一段时间后,再送入低速密炼机加硫黄和促进剂进行混炼,再经压片机补充加工胶片。

(2)分段投胶两段混炼法

第一段混炼时,把80%左右的生胶投入进行与传统两段混炼法一样的混炼,制备母胶。在第二段混炼时将剩余20%左右的生胶投入母胶中混炼,均匀后排胶。

3.逆混(倒混)炼法

先把除硫黄和促进剂以外的所有其它配合剂全部装入密炼机中,然后再投入生胶进行混炼。

优点:充分利用装料容积,改善分散性,缩短混炼时间。适用于生胶挺性差和高炭黑合高油量配合胶料的混炼,如BR、EPDM等。

(二)密炼机混炼的影响因素

(1)装胶容量

混炼容量必须适当,通常取密炼室总有效容积的60~70%。合理的容量或装填系数应根据生胶种类、配方特点,设备特征与磨损程度以及上顶栓压力来确定。

(2)上顶栓压力

上顶栓压力控制在0.3~0.6MPa。随着容量和转速的提高,上顶栓的压力需适当加大,上顶栓压力提高会加速混炼过程中胶料生热,并增加功率消耗。

(3)转子转速和混炼时间

转子转速快,剪切速率大,混炼时间缩短。转速增加一倍,混炼周期大约缩短30%~50%。

如20r/min密炼机混炼一车料需要10~12min,改用40r/min

密炼机

只需要4~5min,如用60~80r/min密炼机,则混炼时间可缩短至1~1.5min。

常用的转速范围在40~60r/min。

延长混炼时间能提高配合剂在胶料中的分散度,但会降低生产效率,混炼时间过长,会使硫化胶的物理机械性能受损。在保证质量的前提下,尽可能地缩短混炼时间。

(4)混炼温度

混炼温度高有利于生胶的塑性流动和变形,有利于混合吃粉,但不利于配合剂粒子的破碎与分散混合。混炼温度过高还会加速橡胶的热氧老化,使硫化胶的物理机械性能下降。温度太低会出现胶料压散现象。

通常用混炼机的排胶温度来表征混炼温度。一般采用的排胶温度低于130℃。

(5)加料顺序

生胶→ 活性剂、固体软化剂、防老剂、普通促进剂→炭黑→液体软化剂→硫磺和超速促进剂

分配系数K为生胶与炭黑的最佳混炼时间tc同炭黑母胶与液体软化剂的最佳混炼时间tm之比。

四.混炼胶后胶料的补充加工与处理

1.压片与冷却

压片后马上浸涂隔离剂液进行冷却与隔离,并经进一步吹风干燥,使胶片温度降低到50℃以下。

2.停放与管理

一般需要停放4~8小时以上才能使用。

停放的目的是:a使胶料进行松弛,减小收缩;

b使配合剂继续扩散,促使胶料进一步均匀;

c使橡胶与炭黑进一步相互作用,生成更多的结合橡胶。

在储存期间注意胶料的通风和散热,以防焦烧。


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