混炼胶比热特性的实验研究

混炼工艺对丁腈橡胶性能的影响解希铭，郑方远*（中国石化北京化工研究院燕山分院/橡塑新型材料合成国家工程研究中心，北京102500）摘要：研究混炼工艺对丁腈橡胶性能的影响。

结果表明：降低混炼初始温度，混炼能耗增大，混炼胶加工安全性提高；增大填充因数，混炼温度升高，混炼胶加工安全性降低，但生产单位质量混炼胶的能耗减小；缩短混炼时间，混炼胶门尼粘度显著增大，门尼松弛时间延长，填料分散性变差，混炼胶焦烧时间缩短，加工性能差；当填充因数为0.7时，填料分散均匀，混炼效果较好，混炼胶门尼粘度较小；低温混炼工艺有利于提高硫化胶拉断伸长率，混炼工艺对硫化胶硬度、拉伸强度、回弹值和压缩永久变形影响不明显。

关键词：丁腈橡胶；低温混炼；工艺参数；填充因数；混炼能耗；加工性能；物理性能中图分类号：TQ333.7 文章编号：1000-890X（2020）07-0534-04文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2020.07.0534丁腈橡胶（NBR）是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合反应制得的无规共聚物。

分子链中的丙烯腈结构单元使NBR具有良好的耐油性能、耐热性能、气密性能和粘合性能等[1-3]，因此NBR被广泛应用于耐油胶管、密封材料、发泡材料等领域。

混炼是将各种物料均匀分散在橡胶基体中，在混炼过程中不仅存在物料分散的物理作用，也存在橡胶基体与配合剂体系相互作用的化学反应。

混炼是橡胶加工过程中的重要工序，混炼效果直接影响橡胶制品的性能，因此混炼工艺对胶料性能的影响受到业界的广泛关注[4-7]。

NBR分子结构具有强极性，NBR混炼时生热大，与配合剂的润湿性不佳，填料分散困难，在填料大量填充时易发生焦烧现象，混炼工艺性能较差，因此研究NBR 的混炼工艺对指导其合理加工具有重要意义。

本工作从工艺参数和填充因数2个角度研究混炼工艺对NBR加工性能和物理性能的影响。

1　实验1.1　主要原材料NBR，牌号2665，中国石化-西布尔合成橡胶有限公司产品；炭黑N550，上海卡博特化工有限公司产品；无机填料A，江苏鑫源矿业有限公司产品；氧化锌、硬脂酸和增塑剂DOP（分析纯），防老剂RD 和MB、促进剂TMTD和硫黄（工业级），市售品。

硅橡胶混炼胶高抗撕、高强度》国家标准征求意见稿编制说明合盛硅业股份有限公司二〇一五年八月二十五日《硅橡胶混炼胶高抗撕、高强度》国家标准征求意见稿编制说明1工作简况1.1项目背景和立项意义硅橡胶是特种合成橡胶中的重要品种之一，是一种分子主链为Si-O-Si 的无机结构，侧链为有机取代基(主要是甲基) ，兼具无机和有机性能的高分子材料．与一般的有机橡胶相比，具有非常优良的耐热性、耐寒性和耐候性以及电气特性，在航天、航空、汽车、电子电器工业等领域都有广泛的应用。

硅橡胶混炼胶是以线性高聚合度聚有机硅氧烷生胶，添加填料、各种助剂加工而成。

聚有机硅氧烷以Si-O-Si 键为主链，Si 原子上连有甲基和少量乙烯基，分子柔性大，未加补强剂时，分子间作用力弱，物理机械性能较差，尤其是撕裂强度只能达到5~10KN/m，拉伸强度仅有0.4MPa。

这样的缺点使得硅橡胶制品在需要高拉伸强度，高撕裂强度的应用领域使用受限。

从而制约了硅橡胶的广泛使用。

因此，为了能充分利用硅橡胶的上述特性和进一步扩大其在尖端技术领域的应用，高强度硅橡胶的开发成了一项重要的研究课题。

目前国内外专家学者提高硅橡胶拉伸强度和撕裂强度的途径基本都是从硅橡胶生胶、硅橡胶补强填料白炭黑、助剂硅油等三个方面来进行研究。

在研究硅橡胶生胶对硅橡胶拉伸强度和撕裂强度方面，何颖2等人研究得出生胶的分子量越大，硅橡胶的拉伸强度越大。

郭建华3等人研究了生胶的乙烯基含量对硅橡胶撕裂强度的影响。

研究结果显示(1) 高乙烯基含量和低乙烯基含量的硅橡胶并用，当并用胶的乙烯基摩尔分数低于0.15 ％时，选用合适的并用比会明显提高并用胶的抗撕裂性能。

当乙烯基摩尔分数为0.15 ％的硅橡胶和乙烯摹摩尔分数为0.06 ％的硅橡胶按50／50 并用时，并用胶的乙烯基摩尔分数为0.105 ％，此时撕裂强度最高，达到45.8 kN/m 。

当并用胶中乙烯基摩尔分数超过0.15 ％时，硅橡胶并用比对硫化胶的撕裂性能影响不大。

串联密炼机生产胶料及工艺性能研究刘　琳，谭建良，孙　蕾[浦林成山（山东）轮胎有限公司，山东荣成264300]摘要：研究串联密炼机混炼高白炭黑填充的溶聚丁苯橡胶/天然橡胶/顺丁橡胶并用胎面胶的工艺和性能。

结果表明，与传统的相切型密炼机相比，串联密炼机具有更好的温控能力，混炼胶的Payne效应降低，硫化胶的物理性能和动态力学性能相当，并且在保证相同胶料性能的条件下减少混炼段数，提高生产效率，降低能耗。

关键词：串联密炼机；相切型密炼机；恒温混炼；白炭黑；恒温曲线；物理性能；工艺性能；生产效率中图分类号：TQ330.4＋3 文章编号：1006-8171（2023）04-0237-05文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2023.04.0237自从德国Wemer & Pfleiderer公司于1879年发明第1台密炼机至1916年英国工程师Banbury 发明由压砣、下落式卸料门与混炼室构成的密炼机，使橡胶、炭黑和助剂能在一个特定的全封闭机械空间内混炼。

到1934年开始使用啮合型密炼机，工程师们又对密炼机的转子类型、电动机、液压系统、冷却系统、密封装置和压砣的压力调控技术等进行了改进和完善，使配合剂漏出减少、操作安全、劳动强度减轻、生产效率提高，产品质量与工作环境得到改善。

至今为止，橡胶混炼加工理论没有出现革命性的突破。

目前仍以相切型密炼机和啮合型密炼机为橡胶工业制备胶料的主要设备，其地位尚不可动摇[1-3]。

本工作对串联密炼机的工艺性能进行对比研究。

串联密炼机一般由一小一大规格的啮合型密炼机上下串接在一起。

例如GE420/GE800T型密炼机，GE420型密炼机在上方，带压砣，GE800T 型密炼机在下方，不带压砣，而是带一个接料槽。

上方的密炼机用于胶料的变温及恒温混炼，下方的密炼机具有分布混炼功能、良好的温度控制性能以及优化的通风、冷却及快速排料功能，主要用于恒温混炼。

作者简介：刘怀现（1983-），男，本科，工程师，项目经理，主要研究方向为汽车低压胶管应用。

收稿日期：2020-08-10大约40年前，AEM 聚合物被引入到弹性体市场。

大多数AEM 牌号是三元共聚物，由乙烯、丙烯酸甲酯和酸性硫化点单体共聚而成，要由二胺进行硫化。

一些AEM 聚合物是二元共聚物，是由乙烯和丙烯酸甲酯共聚而成，则必须用过氧化物进行硫化。

由AEM 制成的部件在汽车行业上进行了广泛应用，并且有了稳步的增长。

AEM 混炼胶的一些优异的特性包括：（1）耐热和耐液体达到ASTM D2000的EE 、EF 、EG 和EH 等级，热空气老化等级为175 ℃，在IRM 903#油中体积变化率从25%~80%。

（2）可满足-40 ℃的低温要求。

（3）150 ℃下良好的压缩永久变形性能。

（4）在发动机油和传动液中，150 ℃下3 000 h 具有良好的CSR 性能。

AEM 混炼胶的最终用途包括：（1）涡轮增压胶管。

（2）自动变速箱油冷管（TOC ）。

（3）P C V (正压曲轴通风箱)管和E GR (废气回收)管。

（4）用于自动变速器的密封件和垫片。

（5）用于发动机的密封件和垫片。

（6）其他的应用。

1　焦烧问题AEM 通过一系列的加工过程做成制品。

第一步是AEM 混炼胶加工过程中的焦烧问题刘怀现1，王燕红2，朱建伟2，刘元顺3 编译(1.青岛爱博尔管理咨询有限公司，山东 青岛 266200；2.山东美晨工业集团有限公司，山东 潍坊 262200；3.青岛倍裕橡塑材料有限公司，山东 青岛 266200)摘要：本文对模压、挤出和注射硫化用AEM 橡胶焦烧性能进行了研究。

用二胺硫化的AEM 橡胶比大多数其他弹性体混炼胶对焦烧更敏感，工艺温度保持相对较低时，AEM 混炼胶可以混炼、模压和/或挤出而不会出现烧焦问题。

关键词：AEM ；焦烧；挤出；DOE 中图分类号：TQ333.97文章编号：1009-797X(2021)11-0005-08文献标识码：B DOI:10.13520/ki.rpte.2021.11.002混炼，这通常在密炼机和开炼机上进行。

混炼橡胶均匀性的影响因素及研究方法杜少忠;高耸;张华;战之明;范世玉;金东佑;李益万【摘要】Carbon black and other fillers are used in rubber products to enhance the mechanism properties. The dispersion and distribution of carbon black and other fillers are important factors in all rubber products. In tire industry it is more important, because the homogenous have a lot of effects on tire' s abrasion and fatigue properties. Some factors were studied with NEXEN tread compound, such as; whether mastification of natural rubber, mixing time, raw material adding order, homogenous and structure of carbon blacks.%橡胶制品中通常采用炭黑和各种颗粒填料来提高胶料的物理性能.炭黑及其它颗粒助剂的分散与分布的均匀性是影响橡胶制品性能的一个重要因素,在轮胎行业表现得更加重要.混炼橡胶的均匀性将会影响到轮胎的耐磨性、抗疲劳等很多性能.采用耐克森公司生产中的胎面胶配方,研究了天然橡胶素炼、密炼时间、投料顺序、均匀剂、炭黑粒径对炭黑均匀性的影响.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(011)035【总页数】3页(P8919-8921)【关键词】混炼橡胶;均匀性;标准差【作者】杜少忠;高耸;张华;战之明;范世玉;金东佑;李益万【作者单位】青岛耐克森轮胎有限公司,青岛266603;青岛耐克森轮胎有限公司,青岛266603;青岛耐克森轮胎有限公司,青岛266603;青岛耐克森轮胎有限公司,青岛266603;青岛耐克森轮胎有限公司,青岛266603;青岛耐克森轮胎有限公司,青岛266603;青岛耐克森轮胎有限公司,青岛266603【正文语种】中文【中图分类】TQ330.63轮胎是由混炼橡胶和骨架材料构成的汽车上唯一接触地面的零部件。

加工・应用弹性体,2005210225,15(5):47～50CHINA ELASTOMERICS收稿日期:2005205212作者简介:杨　阳(1979-),男,华南理工大学硕士研究生,主要从事聚合物改性方面的研究工作。

3与日本柯乐丽公司合作项目LIR -50对NR/BR 胶料混炼特性和力学性能的影响3杨　阳,尹国杰,王小萍,朱立新,贾德民(华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641)摘　要:研究了液体聚异戊二烯(L IR -50)对天然橡胶(NR )/顺丁橡胶(BR )混炼胶的混炼特性和硫化胶常规力学性能的影响。

实验结果表明:L IR -50能有效地降低混炼时的能耗、最大功率和平衡功率,并能提高NR/BR 硫化胶的定伸模量、硬度,断裂伸长率有所降低,而对其它力学性能影响不大。

关键词:液体聚异戊二烯;芳烃油;天然胶;顺丁橡胶;能耗中图分类号:TQ 330.38 文献标识码:A 文章编号:100523174(2005)0520047204 在橡胶工业中,为了改善混炼工艺,常使用芳烃油类化合物作为操作油,芳烃油已被证实有致癌作用,损害人体健康。

近年来,液体橡胶取代芳烃油用作反应性增塑剂的研究已有文献报道,如王迪真[1]等人研究液体天然橡胶(LNR )共混NR ,能有效地降低NR 胶料的门尼粘度和混炼功耗。

另外,合成的异戊橡胶替代天然胶用于轮胎胎面胶也有文献报道[2]。

液体聚异戊二烯是一种无色透明粘稠液体,作为橡胶加工反应增塑剂,不但能有效地降低混炼能耗,而且由于其能参与橡胶交联而提高硫化胶的整体力学性能。

笔者探讨了L IR -50和芳烃油(O IL )以及它们的混合物(二者质量比为1∶1)3种体系对NR/BR 胶料混炼特性和硫化胶力学性能的影响。

1　实验部分1.1　原材料天然橡胶(NR ):3#烟片,泰国产;顺丁橡胶(BR );L IR -50:相对分子质量50万,日本株式会社鹿岛分社提供;芳烃油:广州大朋公司产品;其它配合剂均为橡胶工业常用原材料。

作者简介：刘艮春（1972-），男，技术总监，硕士，主要从事工业车辆实心轮胎的研发工作。

收稿日期：2020-10-12密炼机（密闭式炼胶机）是橡胶混炼行业最常用的设备之一[1~3]，现今多数橡胶制品的加工都是在密炼机中进行的。

密炼机的密闭性是其最大的一个优点，它可以使橡胶混炼过程中的漏料情况减少，也因此使得橡胶和配合剂的损失降到最小，实验误差减小，橡胶制品的性能达到最好。

同时，密炼机的密闭性[4]使橡胶和配合剂的分散与分布都在密炼室内进行，粉尘不会逸散到环境中，极大的保护了炼胶环境的清洁健康。

由于转子构型的不同、橡胶配方的不同，橡胶制品最佳性能的混炼工艺参数也是不同的。

为探究0.3 L 密炼机的最优混炼工艺参数，本文选用半钢子午线轮胎配方，通过改变密炼机转子相位关系[5]、不同转子转速、不同填充系数、不同混炼时间对混炼胶的物理性能进行对比，确定的最优的混炼工艺参数。

1　实验1.1　实验仪器及设备实验所用仪器及设备见表1。

表1　设备规格型号设备名称生产厂家GT -7016-AR切片机高铁科技股份有限公司SK -160开炼机上海双翼橡胶机械厂X （S ）M -0.3L密炼机青岛科技大学XLD -400X400X2平板硫化机青岛艺朗橡胶公司AL -7000-MGD橡胶门尼黏度计高铁科技股份有限公司MM4130C无转子流变仪高铁科技股份有限公司Disper GRADER炭黑分散度仪美国阿尔法公司PRA2000橡胶动态加工分析仪美国阿尔法公司VMA -1000胶料流动性分析仪特拓轮胎有限公司AI -7000-MGD拉力试验机高铁科技公司1.2　实验配方实验配方见表2。

0.3L 密炼机混炼工艺的实验研究刘艮春*，王恒宜，陈荣华(江苏托普轮胎股份有限公司，江苏 盐城 224400)摘要：为了研究0.3L 密炼机的混炼工艺参数对混炼胶性能的影响，本文采用半钢子午胎配方0°转子相位和90°转子相位下分别设置不同的工艺参数进行混炼。

橡胶湿法混炼技术研究进展孙　泉，曹仁伟，韩冬礼，先　波，赵秀英*，张立群（北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室，北京　100029）摘要：综述橡胶湿法混炼技术的研究进展。

主要从填料表面改性、混炼设备改进、絮凝工艺等方面论述炭黑、白炭黑、粘土和碳纳米材料与天然橡胶和丁苯橡胶等的湿法混炼技术。

橡胶湿法混炼技术克服了干法混炼技术存在的填料分散难、能耗和污染大的问题，促进了绿色橡胶产业的发展，但仍存在湿法混炼胶门尼粘度和硬度高、对多种橡胶与多种填料体系的应用较少以及对填料网络和橡胶网络的影响还不明晰等问题。

关键词：湿法混炼；炭黑；白炭黑；粘土；碳纳米材料；天然橡胶；丁苯橡胶；绿色；研究进展中图分类号：TQ330.1＋1 文章编号：1000-890X（2020）12-0942-07文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2020.12.0942橡胶具有独一无二的高弹性，作为三大高分子材料之一，被广泛应用于国民经济和国防军工领域，是一种具有战略地位的材料。

我国是世界上最大的橡胶消费国，橡胶需求量约占全球需求量的1/3。

混炼作为橡胶材料制备过程中的首要和必不可少的步骤，对橡胶材料的性能起着决定性作用，是获得高质量混炼胶和橡胶制品的关键技术。

混炼的主要目的是使配合剂在橡胶中均匀分散，这一关键工序不仅直接影响橡胶材料的后序加工，也会影响最终橡胶制品的性能。

目前广泛采用的橡胶混炼工艺是传统干法混炼，即利用炼胶机使橡胶通过机械拉伸和剪切作用产生流动、断裂、破碎，与配合剂充分接触，从而达到配合剂均匀分散的目的。

干法混炼具有生产规模大、灵活性强、可操作性强的优点，但是存在混炼过程粉尘污染环境和耗能巨大、混炼效率较低、配合剂分散效果不够理想等问题。

为解决干法混炼的这些问题，在科研人员的不断努力下，湿法混炼工艺逐渐走上舞台。

美国卡博特公司最先提出了橡胶湿法混炼的概念，即在液相中完成炭黑、白炭黑等填料在胶乳中的混合分散，再通过絮凝共沉得到填料/橡胶复合材料。

热塑性聚氨酯(TPU)是一种集橡胶高弹性和塑料易成型加工性于一体的特殊材料，综合性能十分优异[1]。

乙烯一乙酸乙烯酯共聚物(EVA)中乙酸乙烯酯(VA)质量分数大于0．4，其耐高温、耐油、耐天候老化和阻燃性能十分优异，近年来被广泛应用于电缆、胶辊、家用电器和汽车橡胶配件等产品，已成为某些特殊橡胶制品不可取代的新型原材料[2]。

TPU与EVA共混可获得特殊性能材料，但两者加工条件差别较大，需采用先在密炼机中混炼然后模压成型的工艺，混炼条件对共混效果和共混物性能均有一定程度的影响。

本研究采用转矩硫化仪考察填料种类和用量、混炼初始温度、混炼时间和转子转速对TPU／EVA共混物性能的影响。

1实验1．1主要原材料EVA，牌号Levapren700，VA质量分数为0．4，德国朗盛公司产品；TPU，牌号Desmopan385E，聚酯型，德国拜耳公司产品l白炭黑，山东海化股份有限公司白炭黑厂产品；炭黑N330，N550和N660，解放军第973工厂产品。

1．2试验配方TPU75，EVA25，白炭黑变量，炭黑变品种、变量。

1．3主要设备与仪器SK一160B型双辊开炼机，上海橡胶机械厂产品lVC一150一FTMO一3RT型真空平板硫化机，佳鑫电子设备科技有限公司产品；HAAKERheo—cord90型转矩硫化仪，德国哈克公司产品；GT—AI7000一S型伺服控制电脑系统拉力试验机和GT—XB320M型电子天平，中国台湾高铁科技股份有限公司产品；TG209型热失重(TG)仪，德国耐驰公司产品。

1．4试样制备将TPU和EVA在转矩硫化仪密炼室内混合均匀，然后加入炭黑(或白炭黑)混炼。

混炼胶在开炼机上压片，在平板硫化机上以180℃×5min的条件模压成型。

1．5测试分析密度按GB／T533—199I测定，门尼粘度按GB／T1232．1—2O00测定，邵尔A型硬度按GB／T531—1999测定，拉伸性能按GB／T528—1998测定。