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          橡膠的塑煉及混煉

          發布:2022-05-25 11:02 閱讀:290 次 【 字體:

          一、橡膠的塑煉

          對于橡膠制品來說,要求生膠具有一定的可塑度。例如,對于模壓工業制品的橡膠要求生膠可塑度在0.25~0.35左右。對于壓延、壓出、海綿膠、膠漿等膠料的可塑度要求在0.4~0.6左右。如果升膠達不到所需的可塑度,會給混煉帶來很大的困難,同時無法保證制品的質量。因此,對于門尼粘度較高的生膠必須進行塑煉,并獲得所需的可塑度,保證其后各項工序的順利進行??伤芏冗^高或過低會對橡膠加工和制品有何不良影響呢?如果生膠混煉不足,可塑度達不到要求,則混煉困難,會發生脫輥等現象;另外膠料的收縮率增大。生膠過度塑煉則混煉膠的硬度、拉伸強度下降,則耐介質耐老化性能下降。所以,按照不同的制品要求,來搞好生膠的塑煉,是非常重要的。

          并非每種生膠都要進行塑煉。這是視橡膠塑煉特性、門尼粘度等等情況而定。一般情況下,門尼粘度(ML100℃1+4)在80以下的除特殊用途的膠料外可不必進行塑煉,在混煉以前薄通幾次就可以進行混煉了。門尼粘度(ML100℃1+4)80以上的生膠則要進行塑煉,但也不完全是這樣。如氟橡膠盡管它的門尼粘度為65~180.但它的分子鏈剛性大,性質穩定,生膠經長時間的塑煉,不但粘度下降極少,有時還會增大。所以,氟橡膠不經塑煉可直接進行混煉。

          從國內橡膠加工工業來看,目前主要塑煉的是不飽和天然膠和硬丁腈膠。對于三元乙丙膠、丁基膠、氯丁膠、順丁膠和丙烯酸酯膠,如果用于模壓制品則不需進行塑煉,可直接進行混煉。但對于壓延、壓出、海綿制品,為了保證制品的收縮率小,制品表面光滑,即使不需塑煉就可以混煉的生膠,也要進行多段塑煉,以提高生膠的可塑度,生產出合格的制品。近年來,從國外進口的軟丁橡膠如日本丁腈240S、俄羅斯的CKH-26等,因其門尼粘度值較低。一般不必進行塑煉,而直接進行混煉。

          下面就天然膠和丁腈膠的塑煉方法和注意事項略加表速。

          天然膠由于它的生膠門尼粘度值大,機械強度高,如果不經塑煉則混煉十分困難(這里主要指1#~5#煙片膠)。所以,天然膠在混煉以前必須進行塑煉,以便得到適宜的可塑度。

          天然橡膠由于是結晶性橡膠,尤其在冬季如果不解除結晶,那么會給切膠帶來很大的困難,并且損害設備。所以在切膠以前,要進行烘膠。烘膠一般在烘膠房進行,溫度約為60℃左右,時間48小時為宜。

          生膠自烘房取出后,首先清除生膠表面的雜質,然后用切膠機切成約5公斤左右的小塊備用。最好將膠塊用隔離劑隔開,以免相互粘連,并保持清潔。切好的膠塊需要破膠,一般工廠是在煉膠機上進行。以14寸煉膠機為例,首先調窄擋板(工作面約占輥筒長度的2/3),調小輥距(0.5㎜),目的是防止煉膠機負載過大,而發生“跳閘”和損壞設備。然后將膠塊一塊一塊地靠大牙輪一端投入煉膠機中,裝膠量約為20公斤左右。裝膠時應側身對著煉膠機或站在煉膠機側面,以防止膠彈出傷人,與此同時打開冷卻水。破好的生膠要及時塑煉,不要長時間停放。因為停放時間一長,生膠會重新粘成一團。還要重新進行切膠、破膠比較麻煩。

          塑煉時,將生膠放入塑煉機中,任其自然通過輥距直接落入料盤中,不要包輥。反復進行,時間約為30分鐘左右,輥溫控制在50℃以下。如果溫度過高,則會出現假可塑度現象(一旦塑煉膠冷卻后,又會發生復原現象)。為了避免這種現象,輥筒溫度越低越好,同時機械剪切力增大利于橡膠大分子降解,從而獲得塑煉效果。

          在塑煉開始后的前十分鐘內,天然橡膠塑煉效果十分明顯。隨著時間延長可塑度增加會減慢。如果這個時候停止混煉,在混煉的時候,會很快的反映出來:塑煉膠不易包輥,即使是包輥,表面也是不平滑,粉料不能加入。這個時候要對塑煉膠進行重新薄通塑煉。直至獲得滿意的效果。

          從以上情況看,盡管時間不斷延長,天然膠可塑度增長沒有前十分鐘內效果顯著。但不等于說只塑煉十分鐘就行了。相反,以后的塑煉是十分必要的。否則混煉時會增大勞動強度及延長混煉時間,混煉膠的質量也無法保證。

          塑煉程度的高低,質量的好壞,有操作經驗的人通過肉眼就可以觀察到。塑煉好的生膠表面平整光滑,是半透明的。這個時候,生膠就基本上達到了可塑度。如果經驗不足,也可放寬輥距(2~3㎜),使其包于前輥。生膠如果表面不光滑,則說明塑煉還不夠,如果表面光滑,說明塑煉好了。當然,塑煉不夠還得重新塑煉,直至獲得滿意的塑煉效果。

          塑煉好的生膠輥距放寬至2~3㎜下片。膠片長80公分、寬40公分、厚0.4公分。自然冷卻,然后打隔劑待用。也可將下好的膠片直接用磅秤秤好混煉膠所需的數量。塑煉好的生膠一般停放8小時后使用。

          丁腈膠,這里主要指硬丁腈膠,初始門尼粘度90~120.可塑性及工藝性能極差,如果不經塑煉,則混煉無法進行。其生膠韌性大、塑煉生熱大,故塑煉特別困難。丁腈膠的塑煉與天然膠比較,塑煉時溫度比天然膠還要低(約40℃),裝膠容量要少15公斤左右(是天然橡膠的70%)。丁腈橡膠隨著丙烯腈含量的增加,混煉越容易。通常情況下,丁腈-26.丁腈-40這些用于模壓制品的丁腈膠料,生膠經一段塑煉就可以了,時間約40分鐘。特殊要求的丁腈橡膠要進行多段塑煉,以便獲得滿意的可塑度。對于丁腈-18.經過一段塑煉,可塑度只有0.18左右,這對于橡膠制品來說,可塑度太低了,必須要進行多段塑煉。再經過35分鐘塑煉的丁腈膠-18.可塑度可達0.23左右,基本滿足加工要求。

          塑煉丁腈膠和塑煉天然膠的方法基本一致。通常采用的是低溫薄通法和分段塑煉法。塑煉好的生膠表面光滑發亮,包輥以后表面沒有大大小小的窟窿。

          在塑煉過程中,影響生膠塑煉效果的因素固然很多。但對于具體操作人員來說,無外乎是煉膠機的溫度、輥距、時間、裝膠容量和操作熟練程度的影響。

          實踐證明,輥溫越低,塑煉的效果越好。但在實際操作中,輥筒的冷卻又受到各種客觀原因的限制,不可能完全達到理想的效果。因此,多采用分段塑煉法來彌補其不足。也可采用冷風循環爬架裝置來加快膠片的冷卻,提高塑煉效果。

          輥距越小,塑煉效果越好。生膠在較小的輥距下通過輥筒。一方面,生膠所受的剪切力大,使橡膠大分子迅速降解;另一方面,膠片越薄散發熱量也越快。這對塑煉效果是大有好處。我們曾做過對比試驗,輥距0.5㎜和輥距1㎜相比較,輥距越大,塑煉時間越長,大約長10分鐘左右。且沒有小輥距的塑煉質量好。

          同樣,裝膠量的多少,也直接影響了生膠的塑煉效果??梢韵胂?,裝膠量多生膠通過輥縫間的時間長,在同樣的塑煉時間內,裝膠量少的要比裝膠量多的塑煉效果好。有些操作人員在塑煉時貪圖快,裝膠量大大高于規定要求,這是十分錯誤的。裝膠量太多,首先設備承受不了,超負荷運轉下,極易發生“跳閘”同時也增加了損害設備的危險性;其次,塑煉時間延長,即加大了勞動強度,塑煉膠質量也不好。所以,裝膠量要視設備和膠種而定,不可任意加大裝膠量。通常情況下,合成膠的裝膠量要比天然膠少20%左右。

          有些合成膠在合成時質量不穩定,每塊膠的質量差異比較大。有操作經驗的人一眼就可看出哪一塊塑煉時所需時間相對短一些,哪一塊膠塑煉時時間要長一些。有經驗的操作人員在塑煉時往往不太注意時間的概念,而以塑煉效果為依據。合成質量不好的生膠,塑煉時間往往大于所規定的時間。我們有一個不太成熟的經驗,以丁腈-26為例,如果生膠塊發烏,那么這塊膠就容易塑煉。如果生膠發白則塑煉就不太容易。至于以上兩種膠塊是不是丙烯腈含量不同呢?還是合成時的其他問題,我們沒有做過這方面的測試,不能妄下結論。塑煉時只是感覺到發白的生膠“水分”較大,生膠通過輥縫比較困難,這樣就增加了混煉時間。如果采用相同的混煉時間,混煉膠的質量肯定不好。國產三元乙丙膠同樣存在上述問題,混煉時發烏的生膠容易包輥,發白的生膠包輥就比較困難。有的生膠要經過近20分鐘左右才能包輥,無形中混煉時間就延長了。

          二、橡膠的混煉

          混煉是橡膠加工過程中最重要、最復雜的工序之一。同時也是最容易產生質量波動的工序之一?;鞜捘z質量的高低直接影響了制品質量。因此搞好橡膠的混煉是至關重要的。

          作為一個煉膠工如何搞好橡膠的混煉呢?我認為出除嚴格掌握各個膠種的混煉特性、加藥順序等等必備知識外,還要勤動腦、勤思考、用心煉膠。只有這樣才是一個比較合格的煉膠工。

          在混煉過程中要保證混煉膠的質量應做到以下幾點:

          1、各種用量少、但作用大的配合劑要充分混煉均勻,否則會引起膠料焦燒或硫化不熟。

          2、要嚴格按照混煉工藝規程、加料順序進行混煉。

          3、混煉時間要嚴格掌握,時間不能過長或過短,只有這樣才能保證混煉膠的可塑度。

          4、對用量大的炭黑和填充劑不要隨意拋撤,一定要用完。而且要把料盤打掃干凈。

          影響混煉膠質量的因素固然很多。但具體表現在配合劑分散不均、噴霜、焦燒等方面,這些都是可以目測到的。

          配合劑分散不均勻除膠料表面有配合劑的粒子外,用刀割開膠片,膠料斷面也會發現有大小不等的配合劑粒子?;鞜捑鶆虻哪z料,斷面處是光滑的。對于配合劑分散不均勻現象如果經多次返煉還不能解決,這輥膠就要報廢了。所以煉膠工在操作過程中要嚴格遵守工藝規程,并不時地從輥筒的兩端和中間部位取膠片觀察配合劑是否分散均勻。

          噴霜,如果不是配方設計的問題,那么就是在混煉過程中加藥順序不當引起的,或者是混煉不均勻,配合劑結團引起的。所以在混煉過程中要嚴格把關,避免這類現象的發生。

          焦燒,是混煉過程中最應注意的問題之一。膠料焦燒以后,表面或內部局部具有彈性的熟膠粒。如果焦燒輕微的話,可以通過薄通的方法來解決。若焦燒嚴重,則膠料報廢。從工藝因素看,膠料的焦燒主要是溫度的影響,如果膠料溫度過高,生膠、硫化劑、促進劑就會在混煉過程中發生反應,即焦燒。一般情況下,混煉時裝膠量過大,輥筒溫度太高,都會使膠料溫度升高,導致焦燒。當然,加料順序不當,硫化劑和促進劑同時加入也容易引起焦燒。

          硬度的波動也是影響混煉膠質量的一個重要因素。同一硬度的膠料,往往混煉出的硬度不一樣,有些甚至相差甚遠。這主要因為膠料混煉不均勻、配合劑分散不好造成的。同時,炭黑少加或多加也會引起膠料硬度的波動。另一方面,配合劑秤量不準同樣也會引起膠料硬度的波動。如硫化劑、促進劑炭黑的多加,膠料硬度變大。軟化劑、生膠稱量多,而炭黑等少加,則膠料硬度變小?;鞜挄r間過長,則膠料硬度變小?;鞜挄r間太短,膠料就變硬。所以說,混煉時間不要太長和太短?;鞜捥L,除膠料硬度變小外,膠料的拉伸強度下降,扯斷伸長率上升,耐老化性能下降等等。同時也增大了操作人員的勞動強度,空耗了能源。

          所以,混煉只要能夠使各種配合劑在膠料中充分分散,并保證獲得所需的物理機械性能和壓延、壓出等工藝操作的要求就行了。

          作為一個合格的煉膠工即不但有很強的工作責任心,同時,還必須熟悉各種生膠和原材料。即不但了解它們的作用和特性,還要能夠在無標簽的情況下,準確說出他們的名稱,尤其是外觀差不多的配合劑。比如,氧化鎂、氧化硝和氫氧化鈣、高耐磨炭黑、快壓出炭黑和半補強炭黑以及國產丁腈—18、丁腈—26、丁腈—40等等。

          橡膠的混煉。一般單位和工廠大都采用開放式煉膠機。它的最大特點是,靈活機動性大,對于橡膠變種頻繁、硬質膠、海綿膠等的混煉特別適用。

          用開煉機混煉,加藥順序就顯得特別重要了。通常情況下,生膠沿壓輪一端投入輥縫間,輥距控制在2㎜左右(以14寸煉膠機為例)滾壓5分鐘。生膠成光滑無隙膠片包在前輥上,輥筒上有一定量的堆積膠。堆積膠大約占生膠總量的1/4.接著加入防老劑、促進劑,并搗膠數次。這樣做的目的是使防老劑和促進劑在膠中分散均勻。同時,防老劑先加入能防止高溫煉膠時發生的熱老化現象。而有些促進劑對膠料有增塑作用。隨后加氧化鋅。加炭黑時開始要加入極少量的,因為有些生膠一加炭黑就脫輥。如若有脫輥跡象,則停止加炭黑,待膠料重新光滑的包在輥筒上,再加入炭黑。加炭黑的方法有多種。主要有:1、將炭黑沿輥筒的工作長度全面加入;2、往輥筒中間部位加炭黑;3、緊靠檔板一端加入。我認為,后兩種加炭黑的方法比較可取,即是脫輥也只脫膠一部分,不可能全部脫輥。膠料脫輥以后,炭黑易被壓成片狀,再上輥以后不容易分散。特別是混煉硬質膠時,硫黃壓成片狀,在膠中特別難以分散。無論是返煉、薄通都不能改變膠片存在的黃色的“麻”點??傊?,加炭黑時要少加、勤加。不要圖省事將炭黑全部倒在輥筒上。加炭黑的初期是“吃料”最快的時候。此時不要加軟化劑,待加入一半炭黑后,加入一半軟化劑,這樣又可使“吃料”加快。另一半軟化劑,同剩余的炭黑一起加入。在加粉料的過程中要逐步放寬輥距使埋積膠保持在適當的范圍內,讓粉料自然進入膠中與橡膠最大限度的混合。在這個階段,嚴禁割刀,以免影響混煉膠的質量。在軟化劑過多的情況下,也可將炭黑與軟化劑制成膏狀加入。硬脂酸不可過早加入,過早易引起脫輥,最好是在輥筒還有部分炭黑時加入,硫化劑也應該在后期加入。有些硫化劑還要在輥筒上還有少許炭黑時加入。如硫化劑DCP。如果待炭黑全部吃完后,再加DCP就會受熱熔化成液狀,落入料盤。這樣,膠料中的硫化劑份數就會減少。從而影響了混煉膠的質量,很可能造成硫化不熟。所以,硫化劑要在適當的時候,視不同的品種適時加入。待各種配合劑全部加完后,就要進一步翻煉,使膠料混煉均勻。通常翻煉操作方法有“八把刀”、“三角包”、“打卷”、“薄通”等方法。

          “八把刀”是沿輥筒平行方向以45°角割刀,左右各四次。剩下來的膠扭轉90°后加入輥筒。目的是膠料在縱、橫方向受到滾壓,利于混煉均勻。“三角包”是借輥筒之力,在其上打成三角形的膠包,“打卷”是一手割刀,一手將膠料卷成筒狀,然后投入輥中。這樣做的目的是為了使膠料混煉均勻。但是,“三角包”、“打卷”不利于膠料散熱,易造成焦燒,且勞動強度大,所以這兩種方法都不宜提倡。翻煉時間5~6分鐘。

          膠料翻煉完后,要對膠料進行薄通。實踐證明,膠料薄通對配合劑在膠料中的分散是非常行之有效的。薄通方法是將輥距調整在0.1~0.5㎜,將膠料投入輥筒中,任其自然落入料盤。待其落完后,再將膠料扭轉90°上輥。如此反復進行5~6次。如果膠料溫度過高,則要停止薄通,待膠料冷卻后再薄通,以防膠料焦燒。

          薄通完畢,放寬輥距到4~5㎜。膠料上車前,先將膠料撕下一小塊投入輥中,目的是沖開輥距,避免大量膠料入輥后,使煉膠機猛烈受到較大力的作用,而損壞設備。膠料上車后,要全部通過輥縫一次,然后再包于前輥,繼續翻煉2~3分鐘,及時下片、冷卻。膠片長80公分、寬40公分、厚0.4公分。冷卻的方法有自然冷卻和冷水槽冷卻,這要視各單位的條件而定。同時,要避免膠片與土、砂粒等污物接觸,以免影響混煉膠的質量。

          在混煉過程中要嚴格控制輥距。不同生膠的混煉和各種硬度膠料的混煉所需溫度都不相同,所以,要根據具體情況來掌握好輥筒溫度。

          有些煉膠工人存在以下兩種不正確的想法:1、認為混煉時間越長,膠的質量就越高。實際情況并非如此,其原因前文已經作過敘述。2、認為輥筒上方堆積膠少粉料加的快,混煉速度就會加快。其實不然,如果輥筒間沒有堆積膠或堆積膠太小,粉料易被壓成片狀落入料盤,這樣除對混煉膠質量有影響之外,還要重新打掃料盤,再次將落入的粉料加入輥筒間,如此反復多次,大大延長了混煉時間,且增大了勞動強度。當然,如果堆積膠太多,粉料混入速度就會減慢??梢姸逊e膠太多或太少對混煉都是不利的。所以說,混煉時輥筒間要有一定量的堆積膠?;鞜挄r粉料一方面靠機械力的作用擠入膠中,另一方面,膠料在機械力的作用下易形成折子,粉料極易隨著折子而被卷入膠中。其結果是混煉時間縮短,勞動強度減小,且混煉膠質量好。

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