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橡胶塑炼的目的、原理及其影响因素

2017-01-05

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  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:0.3~0.35;

  胶管内层胶:      0.25~0.3;

  胎面胶:          0.22~0.24;

  胎侧胶            0.35左右;

  海绵胶            0.5~0.6

  (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;MW—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。

  (2)氧的作用

  实验证明,生胶结合0.03%的氧就能使分子量减少50%;结合0.5%的氧,分子量由10万降到5000。生胶塑炼时,随着塑炼时间的延长,橡胶质量和丙酮抽出物(其中含有氧化合物)的含量不断增加,可见氧在塑炼过程中与橡胶分子起了某种加成作用,参与了橡胶的化学反应。

  (3)温度的作用

  存在双重影响:低温区(<110℃),随着温度升高,塑炼效果下降。——机械力作用

  高温区(>110℃),随着温度升高,塑炼效果提高。——氧的氧化作用

  (4)静电作用

  塑炼过程中,胶料受到强烈的摩擦作用产生静电。静电积累产生放电现象,使空气中的氧活化变为原子态氧和臭氧,加速橡胶分子的氧化断链作用。

  (5)化学塑解剂

  a.接受型塑解剂(低温塑解剂):苯硫酚、五氯硫酚等。

  b.引发型塑解剂(高温塑解剂):过氧化苯甲酰(BPO)、偶氮二异丁腈(AIBN)等。

  c.混合型塑解剂(链转移型塑解剂):促进剂M、DM和2,2’-二苯甲酰胺二苯基二硫化物等。




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