橡胶成型技术-塑炼

橡胶工艺之塑炼（机理及常见的塑炼方式）橡胶受外力作用产生变形，当外力消除后橡胶仍能保持其形变的能力叫做可塑性。

增加橡胶可塑性工艺过程称为塑炼。

橡胶有可塑性才能在混炼时与各种配合剂均匀混合；在压延加工时易于渗入纺织物中；在压出、注压时具有较好的流动性。

此外，塑炼还能使橡胶的性质均匀，便于控制生产过程。

但是，过渡塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨等性能，因此塑炼操作需严加控制。

橡胶可塑度通常以威廉氏可塑度、门尼粘度和德弗硬度等表示。

1、塑炼机理橡胶经塑炼以增加其可塑性，其实质乃是使橡胶分子链断裂，降低大分子长度。

断裂作用既可发生于大分子主链，又可发生于侧链。

由于橡胶在塑炼时，遭受到氧、电、热、机械力和增塑剂等因素的作用，所以塑炼机理与这些因素密切相关，其中起重要作用的则是氧和机械力，而且两者相辅相成。

通常可将塑炼区分为低温塑炼和高温塑炼，前者以机械降解作用为主，氧起到稳定游离基的作用；后者以自动氧化降解作用为主，机械作用可强化橡胶与氧的接触。

塑炼时，辊筒对生胶的机械作用力很大，并迫使橡胶分子链断裂，这种断裂大多发生在大分子的中间部分。

塑炼时，分子链愈长愈容易切断。

顺丁胶等之所以难以机械断链，重要原因之一就是因为生胶中缺乏较高的分子量级分。

当加入高分子量级分后，低温塑炼时就能获得显著的效果。

氧是塑炼中不可缺少的因素，缺氧时，就无法获得预期的效果。

生胶塑炼过塑炼时，设备与橡胶之间的摩擦显然使得胶温升高。

热对塑炼效果极为重要，而且在不同温度范围内的影响也不同。

由于低温塑炼时，主要依靠机械力使分子链断裂，所以在像章区域内（天然胶低于110℃）随温度升高，生胶粘度下降，塑炼时受到的作用力较小，以致塑炼效果反而下降。

相反，高温塑炼时，主要是氧化裂解反应起主导作用，因而塑炼效果在高温区（天然胶高于110℃）将随温度的升高而增大，所以温度对塑炼起着促进作用。

各种橡胶由于特性不同，对应于最低塑炼效果的温度范围也不一样，但温度对塑炼效果影响的曲线形状是相似的。

橡胶塑炼的目的工艺一. 塑炼塑炼定义：橡胶在外界因素的作用下由弹性物质变为具有可塑性物质的现象叫塑炼。

1. 塑炼的目的1) 使生胶获得一定的可塑性，适合于混炼等后段工序。

2) 使生胶的可塑性均匀化，使胶料的质量均匀。

2. 需要塑炼胶料的判定：门尼在60以上（理论）门尼在90以上（实际）3. 塑炼的机器：1) 开炼机特点：劳动强度大、生产效率低、操作条件差，但是它比较机动灵活、投资小、适用于变化较多的场合。

开炼机的两个滚筒的速比：前比后（1：1.15-1.27）操作方法：薄通塑炼法、包辊塑炼、爬架子法、化学塑解剂法。

操作时间：塑炼的时间不超过20min，停放时间：4-8小时。

2) 密炼机特点：生产效率高、操作方便、劳动强度低、可塑度比较均匀，但是高温会使胶料的物理机械性能有所下降。

操作方法：称量→投料→塑炼→排胶→倒合→压片→冷却下片→存放。

操作时间：10-15min 停放时间：4-6小时。

4. 常塑炼橡胶经常需要塑炼的胶料：NR、硬NBR、硬质橡胶。

门尼都在90以上的。

二. 混炼混炼的定义：将各种配合剂加入到橡胶中去制成混合胶。

1. 开炼机混炼1) 包辊：将生胶包于前辊，用3-5分钟有个短时的预热过程2) 吃粉过程：把需要加入的助剂按照一定的顺序加入，加入时要注意堆积胶的体积，少了难于混合，多了会打滚不容易混炼。

加料顺序：生胶→活性剂、加工助剂→硫磺→填充、软化剂、分散剂→加工助剂→促进剂3) 翻炼过程：能更好、更快、更均匀的混炼。

刀法：a、斜刀法（八把刀法）b、三角包法c、打扭操作法d、捣胶法（走刀法）4) 开炼机的装胶容量计算公式：V=0.0065*D*L 其中V-体积D是辊筒的直径（cm）L是辊筒的长度（cm）5) 辊筒的温度：50-60度6) 混炼时间：没有具体的规定，看操作员的熟练程度。

2. 密炼机混炼：1) 一段混炼：一次混炼好，混炼的程序：生胶→小料→补强剂→软化剂→排胶→压片机加硫磺、促进剂→下片→冷却停放。

橡胶塑炼与混炼Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】一生胶的塑炼工艺生胶的塑炼原理一．塑炼的定义通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式，使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软的塑性状态的过程。

塑性（可塑性）：橡胶在发生变形后，不能恢复其原来状态，或者说保持其变形状态的性质。

二．塑炼的目的和要求1．塑炼的目的减小弹性，提高可塑性；降低粘度；改善流动性；提高胶料溶解性和成型粘着性。

2．塑炼胶的质量要求（1）可塑度要适当应满足加工工艺要求，在此基础上应具有最小的可塑性。

过度塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨性等，而且会增加动力消耗。

塑炼程度：根据混炼胶工艺性能和制品性能的要求来确定。

如：供胶、浸胶、刮胶、擦胶和制造海绵等用途的胶料，要求的可塑度较大，生胶的塑炼程度要高些。

供模压用的胶料，则要求可塑性宜小。

一般：胶管外层胶可塑度：~；胶管内层胶： ~；胎面胶： ~；胎侧胶左右；海绵胶 ~（2）塑炼均匀三．生胶的增塑方法和原理（一）增塑方法（二）塑炼原理生胶的分子量与可塑性有着密切的关系。

分子量越小，可塑性就越大。

生胶经过机械塑炼后，分子量降低，粘度下降，可塑性增大。

由此可见，生胶在塑炼过程中，可塑性的提高是通过分子量的降低来实现的。

η0—聚合物熔体的最大粘度；A—特性常数；M W—聚合物的重均分子量1．机械塑炼过程机理在低温下：在机械力作用下首先切断橡胶大分子链生成大分子自由基。

（机械力引发橡胶大分子的断链，氧作为自由基接受体，起着阻断自由基的作用。

）在高温下：机械力切断橡胶大分子生成自由基的几率减少。

橡胶大分子在机械力的活化作用下，氧引发橡胶大分子的断链。

（机械力起到应力活化作用，氧作为自由基引发体，引发橡胶大分子的断链。

）链终止：橡胶氢过氧化物不稳定，分解生成较小的大分子，连锁反应终止。

2．影响塑炼的因素：（1）机械力的作用根据理论分析，机械力对橡胶分子的断链作用，可表示为：式中ρ—分子链断链的几率；K1、K2—常数；E—分子链的化学键能；F0—作用于分子链上的力；δ—分子链断链时伸长长度；F0δ—分子链断链时消耗的机械功；低温塑炼要求尽可能地降低辊温和胶温。

橡胶制品的成型工艺介绍橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。

以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括：原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→修整→检验(1)生胶的塑炼使弹性生胶转变为可埋状态的加工过程称为塑炼。

塑炼的目的是降低生胶的弹性、增加其可塑性，并且获得适当的流动性，以满足混炼，压延或压出成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工过程的要求。

塑炼有机械塑炼法和化学塑炼法。

前者通过塑炼机的机械破坏作用，降低生胶的弹性，获得一定的可塑性。

后者通过化学药品的化学作用，使生胶达到塑化的目的。

塑炼过程的实质是橡胶的大分子断裂成相对分子质量较小的分子，从而使黏度下降，可塑性增大。

(2)胶料的混炼将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼胶的过程称为混炼。

其基本任务是制造出符合性能要求的混炼胶，使压延或压出成型、涂胶及硫化等后续工序得以正常进行。

混炼过程就是炭黑等配合剂在生胶中均匀分散的过程，配合剂每一颗粒的表面必须完全被橡胶包围和湿润。

用来制备塑炼胶、混炼胶的设备有开放式炼胶机（简称开炼机）、密闭式炼胶机（简称密炼机）。

开炼机的工作原理是两个异向向内旋转的中空辊筒以不同速度相对回转，两辊筒大小相同。

生胶或胶料随着辊筒的转动在摩擦力作用下被卷入两辊间隙。

由于两辊筒的转速不同而产生速度梯度作用，生胶或胶料受到强烈的摩擦剪切，橡胶的分子链断裂，在周围氧气或塑解剂的作用下生成相对分子质量较小的稳定分子，塑炼后橡胶的可塑性得到提高，混炼后可获得质量均匀的混炼胶。

橡胶制品的成形方法有哪些？一、模压成型常用模压方法来制造某些形状复杂如皮碗、密封圈的橡胶制品，借助成型的阴、阳模具将胶料放置在模具中加热成型。

阅读：橡胶模压制品的废次品的特征及产生原因二、挤出成型压出成型又称挤出成型，压出成型常用设备是橡胶挤出机，工作原理与塑料挤出机相似。

物料经过挤出机料斗进入料筒，通过料筒和旋转螺杆之间的作用，胶料边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头并借助于口型模而制成各种复杂截面形状的制品或半制品，如轮胎的胎面胶、内胎胎筒、纯胶管、胶管内外层胶及电线和电缆的外皮等。

《橡胶快速入门基础知识之塑炼工艺》1、胶料为什么要塑炼塑炼的目的有哪些橡胶具有良好的弹性，但这种宝贵性能给制品生产带来极大的困难，如果不首先降低生胶的弹性，在加工过程中，大部分机械能就被消耗在弹性变形上，且不能获得甩需要的形状橡胶加工工艺对生胶可塑性有一定要求，例如混炼一般需要门尼粘度在60左右，擦胶要求胶料门尼粘度在40左右，否则无法顺利操作，有些生胶很硬，粘度很高，缺乏基本的，必需的工艺性能——良好的可塑性。

为了满足各项工艺要求，必须进行塑炼，使生胶在机械、热、化学等作用下切断分子链，降低分子量。

使橡胶暂时失去弹性而变成柔软的可塑的塑炼胶。

可以说，生胶塑炼是其他工艺过程的基础。

生胶塑炼的目的在于：一是使生胶获得一定的可塑性，使之适合混炼，压延、压出、成型，硫化以及胶浆，海绵胶制造等工艺加工过程的要求；二是使生胶的可塑性均匀化，以便制得质量均匀的胶料。

2、生胶经塑炼后，其物理化学性质有什么变化加工工艺对生胶的可塑性有什么要求过大或过小有何不好生胶经塑炼后，由于受着强的机械力作用和氧化作用，橡胶的分子结构和分子量都会发生一定的变化，因而物理化学性质也会发生变化。

表现在：弹性降低、可塑性增加，溶解度增大，橡胶溶液的粘度降低，胶料的粘着性能提高。

但随着生胶可塑性增大，硫化胶的机械强度降低，永久变形增大，耐磨耗和耐老化性能都降低。

因此生胶的塑炼只对橡胶的加工过程有利，而对硫化胶的性能不利。

生胶的可塑性要求适当，过大或过小都会产生不好的效果。

生胶的可塑性过大，会使硫化胶的物理机械性能降低，影响制品的使用性能。

生胶的可塑性过低，则会造成工艺加工困难，使胶料不易混炼均匀；压延，压出时半成品表面不光滑；收缩罚大，不易掌握半成品尺寸；压延时胶布难于擦进织物中，造成挂胶帘布掉皮等现象，大大降低与料层间的附着力。

可塑性如果不均也会造成胶料的工艺性能和物理机械性能不一致。

因而，橡胶加工工艺对生胶的可塑性都有一定的要求。

橡胶制品的成型过程一、生胶的形成：生胶可分别为天然橡胶及合成橡胶两大类：1.天然橡胶：由橡胶树干切割口，收集所流出的胶浆，经过去杂质、凝固、烟熏、干燥等加工程序，而形成的生胶料。

2.合成橡胶：由石化工业所产生的副产品，依不同需求，合成不同物性的生胶料。

常用的如：SBR、NBR、EPDM、BR、IIR、CR、Q、FKM等。

但因合成方式的差异，同类胶料可分出数种不同的生胶，又经由配方的设定，任何类型胶料，均可变化成千百种符合制品需求的生胶料。

二、橡胶原料的配制：橡胶原料的配制可分三个基本过程：1.塑炼：塑练是将生胶剪断，并将生胶可塑化、均匀化，帮助配合剂的混练作业。

其效果是改善药品的分散，防止作业中产生摩擦热，而致橡胶发生焦烧现象，进而改变橡胶的加工性。

2.混炼：混练是将配合药物均匀混入塑炼完成的生胶中，而混炼的优劣，直接影响制品的良否。

药物分散不均，分子结构无法完全交联，橡胶则无法达到理想的物性。

3.压出：混炼完成的生胶，经过压出作业，将胶料中含有的多余空气压出，并完成所需的厚度，以利于模具内之成型作业。

三、橡胶的成型：生胶分子结构为不饱和长键的弹性体，所以成型的要件中，需有适当的药品添加物及外在环境因素（如时间、温度、压力等），将其不饱和键破坏，再重新结合为饱和键，并以真空辅助，将内含的空气完全逼出。

如此，才可令成型的橡胶，发挥其应有的特性。

若其成型过程有任何缺失（如配方错误、时间不足、温度失当等），则可造成物性流失，多余药物释出，变形，老化加速，种种严重不良现象产生。

四、橡胶的老化现象：依橡胶成品所处的环境条件，随时间的经过，引起龟裂或硬化，橡胶物性退化等现象，称之为老化现象。

引起老化的原因，有外部因素及内部因素：1.外部因素：外部因素有氧、氧化物、臭氧、热、光、放射线、机械性疲劳、加工过程的缺失等。

2.内部因素：内部因素有橡胶的种类、成型方式、键结程度、配合药物的种类、加工工程中的因子等。

老化现象的防止，着重于正确的胶种选择及配方设计，外加严谨的生产理念。

第一节概述对橡胶进行加工制造，就必须设法使生胶的高弹性去掉或减小，使之由原来的强韧的高弹性状态转变为柔软而富有可塑性的状态，完成这一转变的工艺加工过程就是生胶的塑炼工艺，简称为塑炼。

经塑炼后的生胶原有的高弹性已大大减小，其熔体或溶液的粘度降低，硫化胶的力学性能和耐老化性能等都有所降低。

但与此相反，其胶料的可塑性和加工流动性大为改善，胶料在溶剂中的溶解度提高，成型时的粘着性增大。

总之，塑炼后的生胶工艺加工性能改善，而硫化胶的物理机械性能和使用性能却受到了损害。

因此，生胶的塑炼加工主要目的是获得必要的可塑性和流动性，以满足混炼、压延、压出、成型、硫化、模压、注射、胶浆和发泡胶料制造等各种加工过程的工艺性能要求。

然而，生胶的塑炼程度或可塑度大小并不是任意确定的，朔炼胶的可塑度大小必须以满足后序加工过程的加工性能要求为标准，胶料的可塑度过大和过小，以及可塑度的不均匀，都会影响加工操作和产品质量。

若胶料的可塑度过低，混炼时配合剂不易混入，混炼时间会加长，压出半成品表面不光滑，压出和压延半成品收缩率增大，压延胶布半成品容易掉皮，成型时胶料的粘着性差，硫化时不易流动充模，容易造成产品缺胶等。

如果胶料的可塑度过高，混炼时配合剂也不易分散均匀，压出半成品挺性不好，压延时胶料易粘辊筒和垫布，硫化时皎料流失胶边较多，特别是硫化脂成品的物理机械性能和使用性能会受到严重损害。

所以，胶料的塑炼程度主要根据胶料的加工过程要求和硫化胶的物理机械性能要求来决定。

一般说来，涂胶、浸胶、刮胶、压延擦胶和制造发泡制品的胶料，其可塑度要求都比较高，而对物理机械性能要求较高，半成品挺性好及模压硫化的胶料，其可塑度要求较低。

压出胶料的可塑度要求介于以上二者之间。

混炼工艺一般要求塑炼胶的门尼粘度在60左右；压延纺织物擦胶工艺要求胶料的门尼粘度在40左右，对于生胶的初始可塑度已能满足加工性能要求的生胶，一般不需再行塑炼加：正，可以直接进行混炼。

橡胶的塑炼和混炼塑炼塑炼是橡胶加工的一个工序,指采用机械或化学的方法,降低生胶分子量和粘度以提高其可塑性，并获适当的流动性，以满足混炼和成型进一步加工的需要。

塑炼过程是使橡胶大分子链断裂，分子链由长变短而使分子量分布均匀化的过程。

在塑炼过程中导致大分子链断裂的因素主要有两个：一是机械破坏作用；二是热氧化降解作用。

低温塑炼时，主要是由于机械破坏作用，大分子在强烈的机械力作用下发生断链；高温塑炼时，热氧化降解作用占主导地位。

塑炼可分为机械塑炼法和化学塑炼法。

机械塑炼法主要是通过开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机等的机械破坏作用。

化学塑炼法是借助化学增塑剂的作用，引发并促进大分子链断裂。

这两种方法在生产实践中往往结合在一起使用。

开放式炼胶机是一种传统的塑炼设备。

生胶在炼胶机两个旋转辊筒间，凭借前后辊相对速度不同（常用速度比为1:1.25～1.27）所产生的剪切力使橡胶大分子断裂,从而达到增塑的目的。

此法效率低、劳动强度大,仅小型企业中仍有使用。

目前，多数工厂采用密闭式炼胶机（即密炼机）进行塑炼（见图）。

密炼机的主要工作部分为密炼室，内装两个带突棱的旋转转子。

橡胶在密炼室中受到转子之间及转子与室壁之间的剧烈机械作用而降解，从而达到提高塑性的目的。

通常在密炼机塑炼时还加入增塑剂（如五氯硫酚等）以缩短塑炼时间，提高塑炼效zx0塑炼胶的可塑性直接影响橡胶制品的性能，它主要根据混炼胶工艺性能和制品性能要求来确定。

一般来说，涂胶、浸胶、刮胶、擦胶用的胶料可塑性宜高些；模压用的胶料可塑性宜低些；供压出用的胶料，则介于两者之间。

生胶和塑炼胶的可塑性测试方法很多，中国最常用的方法为威氏塑性计和门尼粘度计。

威氏塑性计是将试样置入两块平行的板中，在一定负荷作用下，测定其压缩形变的大小，以及除去负荷后保持形变的能力。

所得的可塑度值在0～1之间；数值越大，表明可塑性也越大。

门尼粘度计是测定胶料在模腔内对粘度计转子转动所产生的剪切阻力，通常用ML来表示（1为胶料预热时间1min，4为转子转动时间4min，100为测试温度100℃），门尼粘度值一般为0～100，其数值越大，表明可塑性越小。

橡胶塑炼的目的原理及其影响因素橡胶塑炼是一种重要的橡胶加工工艺，通过增加橡胶的可塑性和可加工性，使其满足不同行业和产品的需求。

本文将从目的、原理以及影响因素三个方面对橡胶塑炼进行详细介绍。

一、目的：橡胶塑炼是为了改善橡胶的物理性能，提高其加工性能，以满足不同行业和产品对橡胶的需求。

具体目的如下：1.提高橡胶的可塑性：橡胶塑炼可以使橡胶分子链间的键断裂，增加链段间的自由运动性，从而提高橡胶的可塑性。

2.改善橡胶的可加工性：橡胶塑炼可以使橡胶分子链间的键重新结合，提高链段间的交联程度，从而降低橡胶的黏度，提高其可加工性。

3.提高橡胶的物理性能：橡胶塑炼可以改善橡胶的拉伸强度、硬度、变形能力等物理性能，使其满足不同行业和产品的需求。

二、原理：1.热加工：橡胶加热可以提高分子链的运动性，使链段间的键断裂，增加橡胶的可塑性，同时热加工还能提高橡胶的流动性，使其易于加工。

热加工方法主要包括压炼、炼胶机等。

2.机械加工：橡胶通过剪切、挤压等机械力的作用下，可以改变其链段间的交联程度，从而改变其硬度、强度、伸长率等物理性能。

机械加工方法主要包括混炼机、胶研机等。

3.化学加工：橡胶塑炼过程中，可以添加助塑剂、稳定剂、促进剂等化学物质来改善橡胶的塑炼效果，提高其加工性能和物理性能。

常见的化学加工方法有添加法、表面活性剂法等。

三、影响因素：1.原料的选择:不同类型的橡胶树脂、填料以及添加剂的选择，对橡胶塑炼的效果有很大的影响。

例如使用不同种类和粒度的填料可以调整橡胶的硬度、强度等物理性能。

2.加工条件的控制:包括加热温度、加热时间、剪切速度等加工条件对橡胶塑炼效果有直接影响。

较高的加热温度和长时间加热可以提高橡胶的可塑性，但过高的温度和过长时间加热会导致橡胶老化、劣化等问题。

3.添加剂的使用:添加剂的种类和用量对橡胶塑炼的效果有显著影响。

例如使用助塑剂可以改善橡胶的可塑性和加工性能，使用稳定剂可以防止橡胶老化等。

总之，橡胶塑炼通过改善橡胶的可塑性和可加工性，提高其物理性能，满足不同行业和产品对橡胶的需求。

橡胶加工流程（原料-塑炼-混炼-硫化）1.基本工艺流程伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展，橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。

以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括：原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→修整→检验2.原材料准备橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。

其中生胶为基本材料；配合剂是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料；纤维材料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架材料，以增强机械强度、限制制品变型。

在原材料准备过程中，配料必须按照配方称量准确。

为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对某些材料进行加工：1.基本工艺流程伴随现代工业尤其是化学工业的迅猛发展，橡胶制品种类繁多，但其生产工艺过程，却基本相同。

以一般固体橡胶（生胶）为原料的制品，它的生产工艺过程主要包括：原材料准备→塑炼→混炼→成型→硫化→休整→检验2.原材料准备橡胶制品的主要材料有生胶、配合剂、纤维材料和金属材料。

其中生胶为基本材料；配合剂是为了改善橡胶制品的某些性能而加入的辅助材料；纤维材料（棉、麻、毛及各种人造纤维、合成纤维）和金属材料（钢丝、铜丝）是作为橡胶制品的骨架材料，以增强机械强度、限制制品变型。

在原材料准备过程中，配料必须按照配方称量准确。

为了使生胶和配合剂能相互均匀混合，需要对某些材料进行加工：生胶要在60--70℃烘房内烘软后，再切胶、破胶成小块；块状配合剂如石蜡、硬脂酸、松香等要粉碎；粉状配合剂若含有机械杂质或粗粒时需要筛选除去；液态配合剂（松焦油、古马隆）需要加热、熔化、蒸发水分、过滤杂质；配合剂要进行干燥，不然容易结块、混炼时旧不能分散均匀，硫化时产生气泡，从而影响产品质量；3.塑炼生胶富有弹性，缺乏加工时的必需性能（可塑性），因此不便于加工。

为了提高其可塑性，所以要对生胶进行塑炼；这样，在混炼时配合剂就容易均匀分散在生胶中；同时，在压延、成型过程中也有助于提高胶料的渗透性（渗入纤维织品内）和成型流动性。