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开炼机炼胶工艺


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2023-12-25

橡胶为什么要硫化?橡胶硫化后有什么好处?

橡胶生胶虽然也具有一些有用的应用特性,但也存在不少缺点,如强度低、弹性小;冷则发硬、热则发黏;容易老化等。早在19世纪40年代,人们就发现,通过橡胶与硫黄一起共同加热,可以使橡胶发生交联。因此,直到现在,虽然橡胶不仅可用硫黄,还可用很多其他的化学交联剂和物理化学方法进行交联,但在橡胶行业中,一直习惯于将橡胶的交联称之为“硫化”,而塑料加工业有时将交联反应称之为固化。硫化极大改进了生胶的性能,扩大了橡胶的应用范围,为橡胶的大规模工业化生产与应用奠定了基础。

橡胶硫化是橡胶制品加工的主要工艺过程之一,也是橡胶制品生产中的最后一个加工工序。在这个工序中,橡胶要经历一系列复杂的化学变化,由塑性的混炼胶变为高弹性的或硬质的交联橡胶,从而获得更完善的物理机械性能和化学性能,提高和扩宽了橡胶材料的使用价值与应用范围。因此,硫化对橡胶及其制品的制造和应用具有十分重要的意义。

硫化的概念

硫化是指具有一定塑性和黏性的胶料(生胶、塑炼胶、混炼胶)经过适当加工(如压延、压出、成型等)而制成的半成品在一定外部条件下通过化学因素(如硫化体系)或物理因素(如γ射线)的作用,重新转化为软制弹性橡胶制品或硬制橡胶制品,从而获得使用性能的工艺过程。在硫化过程中,外部的条件(如加热或辐射)使胶料组分中的生胶与硫化剂或生胶与生胶之间发生化学反应,由线型的橡胶大分子交联成立体网状结构的大分子。

通过这一反应,大大改善了橡胶的各项性能,使橡胶制品获得了能满足产品使用需要的物理机械性能和其他性能。硫化的实质是交联,即线型的橡胶分子结构转化为空间网状结构的过程。

使橡胶发生硫化的物质称为橡胶的硫化剂(也称为交联剂),工业上使用的硫黄的主要品种有硫化粉、不溶性硫黄、胶体硫等。此外,交联剂有过氧化物(如DCP、双-2,5-2,5-二甲基双己烷、BP)、金属氧化物(如氧化锌、氧化镁、氧化铅、氧化钙)、树脂、胺类物质。仅仅使用交联剂多数情况下硫化速度很慢,不具有使用价值,还需要加人能提髙橡胶硫化速度、降低硫化温度、降低交联剂用量、提高硫化程度的硫化促进剂和提高促进剂活性的硫化活性剂。多数情况下,两种以上的促进剂并用以得到较好的效果,常用的活性剂有无机活性剂、有机活性剂。

加硫工艺

在称过混炼胶和硫化剂的量以后,接下来要做的就是添加硫化剂,建议按照以下的步骤完成。

  1、首先打扫开炼机的卫生,保证其清洁度以防混入其他杂质。然后将开炼机的辊距调到最小,将混炼胶投入开炼机里进行薄通。薄通完以后,将开炼机的辊距适当放大,让混炼胶均匀地包在辊上。混炼胶的表面温度应该在80oC左右。

  2、通过调节辊距和适当地通冷却水将混炼胶温度控制在60~80 °C左右, 此时,开始将硫化剂投入到混炼胶里面去。

  投放时注意:

  a、要将硫化剂均匀的投放到混炼胶中去,而不要集中在一个地方。

  b、投放速度不能太快。投放速度快,硫化剂容易掉到下面去,而不容易分散到混炼胶里面,这样会影响到混炼胶的性能。

  c、要将掉到滚筒下面的硫化剂再投放到混炼胶中去。

  3、等看不到硫化剂以及硫化促进剂以后,开始进行切割,左右各两次。要让硫化剂以及硫化促进剂更好地分散到混炼胶中去,可以通过观察硫化剂以及硫化促进剂的形态来确认:如果是由固体状变成粘绸状了以后,再混炼到橡胶中去,这样的混炼效果是好的。

  4、取出混炼胶进行薄通。薄通时,要将开炼机的辊距调到最小;薄通次数在4~5次。

  出片的时候一定要按照制品成型所要求的厚度。整个过程需要注意的是,完成时间不要太长,否则会降低门尼粘度和物理性能。