《聚合物成型原理与工艺》课程授课教案（讲稿）第三编 橡胶加工 第九章 胶料的加工

第九章胶料的加工一、本章基本内容：1、胶料的加工性能2、压延设备及压延原理3、压延工艺二、 学习目的与要求：1、了解压延机的结构及工作原理2、掌握压延原理3、掌握胶片压延、纺织物卦胶及钢丝帘布的压延工艺三、本章重点、难点：重点：压延原理，胶片压延、纺织物卦胶及钢丝帘布的压延工艺（2）难点：压延原理课时：4

第九章 胶料的加工 一、本章基本内容： 1、胶料的加工性能 2、压延设备及压延原理 3、 压延工艺 二、学习目的与要求: 1、 了解压延机的结构及工作原理 2、 掌握压延原理 3、 掌握胶片压延、纺织物卦胶及钢丝帘布的压延工艺 三、本章重点、难点： 重点：压延原理，胶片压延、纺织物卦胶及钢丝帘布的压延工艺 （2）难点：压延原理 课时：4

第一节胶料的加工性能生胶或胶料的流动性质是整个橡胶加工过程中最重要的基本性质。塑炼、混炼、压延、压出、铸模都是通过胶料的流动来实现的，故橡胶的加工性能主要是橡胶的流动性。影响橡胶流动性质的三个因素：粘度、弹性记忆、断裂特性。一、粘度橡胶粘度大，可塑性小；橡胶粘度小，可塑性大可塑性过大：不易混炼，压延粘辊，胶料粘着力小，成品机械性低可塑性过小：混炼不均，压延布料掉皮，压模花纹不明，胶片粗糙，收缩大，分子量分布宽，可塑性分布不均，加工性能也不好1、橡胶加工的流动速率U1）流动速度U增大，T增大，增大，a减小，流动性好，不易焦烧，故在橡胶加工一般都采用高剪切、高流速。2）U过大，剪切速度过快，流动时间比松弛时间短，分子在形变时来不及收缩松弛，剪切除去后继续收缩，半成品膨胀率大，表面不光滑，易压破帘子布。2、机器转速与温度1）机器转动速度增大，外力作用时间小于胶料松弛时间，弹性形变为主。外力作用时间长，粘性形变量小，出片光滑。调节机器转速可调节流动性，及制品质量。2）T上升，na减小，有利于加工3）工业上一般采用低温低速长时间、高温高速短时间3、分子量及分布1）分子量Mnt→nat-可塑性!→可加工性1如天然橡胶，难以加工，为增可塑性，就要降低分子量，塑炼就是这个目的。2）分子量分布分布宽，易加工：分布窄，难加工。对橡胶加工而言，分子量分布用三个分子量来表示。即Mw、Mo.1累积重量分数为0.1的分子量、Mo.9累积重量分数为0.9的分子量、分布宽窄用Mo.1/Mo.9表示Mw/Mo.1Mo.9/Mw生胶分子量分布对加工性能的影响，主要应注意生胶平均分子量、高分子量尾端和低分子量尾端三部分。高分子量尾端→na→非牛顿性c！→弹性记忆t。低分子量尾端→生胶冷流，不易存放，不易加工4、支链长支链→产生凝胶→橡胶变硬但塑炼后分子降低，流动性很好有时，对无支链的橡胶会在塑炼过程中，愈来愈硬，这就是产生支链的结果，故要加入化学增塑剂。在加工时，为了改善流动性，加入一些再生胶，压出容易，膨胀小，其原因就是再生胶是一些带支链分子。二、弹性记忆弹性记忆是橡胶在流动中除发生不可恢复的形变外，还存在着可恢复的弹性形变。弹性记忆效应的大小取决于两个方面：1、可恢复形变量的大小分子量大、高分子量级分多、支链等，难恢复2、松弛时间的大小

第一节 胶料的加工性能 生胶或胶料的流动性质是整个橡胶加工过程中最重要的基本性质。塑炼、混炼、压延、压出、 铸模都是通过胶料的流动来实现的，故橡胶的加工性能主要是橡胶的流动性。影响橡胶流动 性质的三个因素：粘度、弹性记忆、断裂特性。 一、粘度 橡胶粘度大，可塑性小；橡胶粘度小，可塑性大 可塑性过大：不易混炼，压延粘辊，胶料粘着力小，成品机械性低 可塑性过小：混炼不均，压延布料掉皮，压模花纹不明，胶片粗糙，收缩大，分子量分布宽， 可塑性分布不均，加工性能也不好 1、橡胶加工的流动速率 υ 1）流动速度 υ 增大， τ 增大，γ 增大， ηa 减小，流动性好，不易焦烧，故在橡 胶加工一般都采用高剪切、高流速。 2） υ 过大，剪切速度过快，流动时间比松弛时间短，分子在形变时来不及收缩松弛， 剪切除去后继续收缩，半成品膨胀率大，表面不光滑，易压破帘子布。 2、机器转速与温度 1）机器转动速度增大，外力作用时间小于胶料松弛时间 ，弹性形变为主。外力作用时 间长 ，粘性形变量小，出片光滑。调节机器转速可调节流动性，及制品质量。 2）T 上升, ηa 减小，有利于加工 3）工业上一般采用 低温低速长时间、高温高速短时间 3、分子量及分布 1）分子量 Mn↑→ ηa↑→可塑性↓→可加工性↓ 如天然橡胶，难以加工，为增可塑性，就要降低分子量，塑炼就是这个目的。 2）分子量分布 分布宽，易加工；分布窄，难加工。对橡胶加工而言，分子量分布用三个分子量来表示。 即 Mw、M 0.1 累积重量分数为 0.1 的分子量、M 0.9 累积重量分数为 0.9 的分子量、分布宽窄用 M 0.1/ M 0.9 表示 Mw/M 0.1 M0.9/Mw 生胶分子量分布对加工性能的影响，主要应注意生胶平均分子量、高分子量尾端和低分子量 尾端三部分。高分子量尾端↑→ ηa↑→非牛顿性 γc ↓→弹性记忆↑。低分子量尾端↓→ 生胶冷流，不易存放，不易加工 4、支链 长支链↑→产生凝胶→橡胶变硬但塑炼后分子降低，流动性很好有时，对无支链的橡 胶会在塑炼过程中，愈来愈硬，这就是产生支链的结果，故要加入化学增塑剂。在加工时， 为了改善流动性，加入一些再生胶，压出容易，膨胀小，其原因就是再生胶是一些带支链分 子。 二、弹性记忆 弹性记忆是橡胶在流动中除发生不可恢复的形变外，还存在着可恢复的弹性形变。弹性 记忆效应的大小取决于两个方面： 1、可恢复形变量的大小 分子量大、高分子量级分多、支链等，难恢复 2、松弛时间的大小

时间短，弹性不明显；长，弹性明显三、胶料的断裂特性生胶是一个既有弹性又有粘性的粘弹体。其断裂行为先发生粘性形变，再发生塑性形变，最后断裂。生胶的断裂特征可用形变指数d和断裂伸长比入b来表征lbJbeDa一U10Ube理想生胶断裂能量密度Lb生胶断裂时的长度LOUb实际生胶断裂能量密度生胶断裂前的长度影响生胶断裂特性的因素，分子量、分子量分布、支化等1、分子量窄，难加工2、分子量宽，往右移，可加工性提高3、分子量往上移，可加工性变难4、支化程度往上移第二节塑炼塑炼的定义与目的定义：增加橡胶可塑性的工艺。目的：1、增加可塑性2、使混炼易进行，使配合剂均匀分散3、压延加工时易深入织物4、在强压时增加流动性5、提高橡胶的均匀性，易生产控制橡胶的可塑性又可用可塑度表征，而可塑度又可用威廉氏可塑度（P）、门尼粘度和德弗硬度表示1、威廉氏可塑度（P）hah2P:h.+h,完全弹性：h2=ho完全塑性：h2=hi=0ho-试片原厚度、hl-试片在70℃下，5kg负荷，3分钟后的高度、h2-除去负荷3分钟的高度2、门尼粘度试样在一定温度、压力和时间下，在活动面和固定面之间变形时所受的扭矩3、德弗硬度试样在一定温度和时间内压到规定高度所需要的重荷（克）二、塑炼机理及影响因素橡胶分子断裂，降低分子链长，断裂既可发生的大分子主链，又可发生于侧链影响因素有氧、电、热，机械力和增塑剂等。但主要是氧和机械力作用。塑炼分类：

时间短，弹性不明显；长，弹性明显 三、胶料的断裂特性 生胶是一个既有弹性又有粘性的粘弹体。其断裂行为先发生粘性形变，再发生塑性形变，最 后断裂。生胶的断裂特征可用形变指数 θd 和断裂伸长比 λb 来表征 Ube 理想生胶断裂能量密度 Lb 生胶断裂时的长度 Ub 实际生胶断裂能量密度 L0 生胶断裂前的长度 影响生胶断裂特性的因素，分子量、分子量分布、支化等 1、分子量窄，难加工 2、分子量宽，往右移，可加工性提高 3、分子量往上移，可加工性变难 4、支化程度往上移 第二节 塑炼 一、 塑炼的定义与目的 定义：增加橡胶可塑性的工艺。 目的： 1、增加可塑性 2、使混炼易进行，使配合剂均匀分散 3、压延加工时易深入织物 4、在强压时增加流动性 5、提高橡胶的均匀性，易生产控制 橡胶的可塑性又可用可塑度表征，而可塑度又可用威廉氏可塑度（P)、门尼粘度和德弗硬度 表示 1、威廉氏可塑度（P） 完全弹性：h2=h0 完全塑性： h2=h1=0 h0-试片原厚度、 h1-试片在 70℃下，5kg 负荷，3 分钟后的高度、h2-除去负荷 3 分钟的高 度 2、门尼粘度 试样在一定温度、压力和时间下，在活动面和固定面之间变形时所受的扭矩 3、德弗硬度 试样在一定温度和时间内压到规定高度所需要的重荷（克） 二、塑炼机理及影响因素 橡胶分子断裂，降低分子链长，断裂既可发生的大分子主链，又可发生于侧链影响因素 有氧、电、热，机械力和增塑剂等。但主要是氧和机械力作用。塑炼分类：

低温塑炼，高温塑炼（一）、低温塑炼以机械降解为主，氧起到稳定自由基的作用。剪切分子链CH,CH:剪切→CH-C-CH-CI+·CH~CH,-C-CH-CH,-CH,W(1)(1)在氧气中或缺氧时，自由基可重新结合，但在空气中，自由基与氧作用CH,CH.CCH-CH+O2CH--CH-C-CH--CH3OO(1)CHOCH+O-CH3CH3+~~CH2-C=CH-CH~O-O-CH2→HOO-CH2~~CH2-C=CH-CH2~继续与02反应形成过氧结构稳定分子长度降低CH3CH3H-C-CH-CH-CH2-C-CH-CH~-OOH0-0'稳定分子长度降低也可能发生交联，但交联很少发生，故粘度下降，如果有化学增塑剂硫酚时，会发生如下反应：CH,(1)SH-→CHC-CH-CH+S

低温塑炼，高温塑炼 （一）、低温塑炼 以机械降解为主，氧起到稳定自由基的作用。剪切分子链 在氧气中或缺氧时，自由基可重新结合，但在空气中，自由基与氧作用 在氧气中或缺氧时，自由基可重新结合，但在空气中，自由基与氧作用 + + 也可能发生交联，但交联很少发生，故粘度下降，如果有化学增塑剂硫酚时，会发生如下反 应： 继续与O2反应 形成过氧结构 稳定 分子长度降低 稳定 分子长度降低

CHI(I) ++5CH-C-CH-CH-3稳定分子长度降低（二）、高温塑炼机理以氧化为主，机械作用强化橡胶与氧的作用在高温情况下，由于空气中氧对橡胶分子的自动氧化作用，形成大分子游离基（X)CHCH,CII2*--CCII-CTH-CH,"MG-CH-+HOOCH-CH--CH(X)继续氧化(x)可产生交联。空气充足时，可继续被氧化：在氮气或空气不足时，CFl3(X)+02CH.-CHCH-CHdo.(XI)CH.CH(XD+CHC-CH-CH2CI-CH-CH~CH-+(x)OOH(XD)CH,CH:C-CFI-CTI-CH2C-CH-CHO+(XI)-C-CH&-+.OH0.(XF)(XIV)+.CH,~+.OHCH:→~CHCCHCHO+IO-CH-成一(XV)当有引发剂型化学增塑剂（如BPO），高温会对生胶自动氧化起如下的促进作用：若使用混合型（链转移型）化学增塑剂，也加速氧化：O0CH.OHCHC-CH-CH.-CH--CH-OF

（二）、高温塑炼机理 以氧化为主，机械作用强化橡胶与氧的作用 在高温情况下，由于空气中氧对橡胶分子的自动氧化作用，形成大分子游离基(X) 在氮气或空气不足时， (X)可产生交联。空气充足时，可继续被氧化： 当有引发剂型化学增塑剂(如 BPO) ，高温会对生胶自动氧化起如下的促进作用： 若使用混合型(链转移型)化学增塑剂，也加速氧化： 稳定 分子长度降低 继续氧化

有氧氧化无氧交联（三）、影响塑炼的因素塑炼时，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分子的中间部分。机械力对生胶分子的断链作用，可以用下式进行理论分析：P一分子断裂几率1K1k2-常数E-Foo/RTpk,eE一分子化学键能FO：作用在分子链上的力8：链断裂伸长长度FO8：断裂伸长功MnY（）：作用在分子上的剪切力F= K,nyMM：最长分子链的分子量橡胶品种一定，E,K1为定值。在低温时，RT不大，断裂多少取决Fo1、FOt→p-断裂越多2、n1或Tt→FO1→pt→断裂t3、机械作用使橡胶分子断裂并不是杂乱无章的，而是有一定规律的：a剪切力达到一定值时，首先在中央断裂，原因是中间受力最大：bFO正比于M2，说明分子量越大，分子链越长，越易切断，故分子链长的先断裂，而分子量低的不断裂，故中等分子量级分增多，说明低温塑炼使分子量趋于平均，分子量变窄4、与时间的关系NR经低温塑炼，分子可小于7万，此时不再受机械力的破坏，此时粘度低，太软，NR性能不好，称为过炼。合成橡胶一般不会产生过炼，因为合成橡胶塑炼后平均分子量都比天然胶高。高温塑炼会使小分子级、高分子级、中分子级氧化断裂，故分子量分布不会过窄，高温塑炼主要是要不断地翻动胶料促进氧化断裂。5、氧化影响氧是不可缺少的因素，只有氧存在，塑炼才能达到预期的目的。实验证明塑炼会使重量增加，不饱和度下降，这说明氧参加了断裂反应。6、静电辊筒表面与橡胶摩擦产生静电，静电使氧气变为原子氧和臭氧，使降解显著增加，塑炼效果好。7、温度

（三）、影响塑炼的因素 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 在分子的中间部分。机械力对生胶分子的断链作用，可以用下式进行理论分析： ρ－分子断裂几率 K1 k2－常数 E－分子化学键能 F0：作用在分子链上的力 δ：链断裂伸长长度 F0 δ：断裂伸长功 ηΫ（τ）：作用在分子上的剪切力 M：最长分子链的分子量 橡胶品种一定，E,K1 为定值。在低温时，RT 不大，断裂多少取决 F0 1、 F0↑→ ρ ↑→断裂越多 2、 η↑或 τ↑→ F0↑→ ρ ↑→断裂↑ 3、 机械作用使橡胶分子断裂并不是杂乱无章的，而是有一定规律的：a 剪切力达到一定值 时，首先在中央断裂，原因是中间受力最大； b F0 正比于 M2 ,说明分子量越大，分子链越 长，越易切断，故分子链长的先断裂，而分子量低的不断裂，故中等分子量级分增多，说明 低温塑炼使分子量趋于平均，分子量变窄 4、与时间的关系 NR 经低温塑炼，分子可小于 7 万，此时不再受机械力的破坏，此时粘度低，太软，NR 性能不好，称为过炼。合成橡胶一般不会产生过炼，因为合成橡胶塑炼后平均分子量都比天 然胶高。高温塑炼会使小分子级、高分子级、中分子级氧化断裂，故分子量分布不会过窄， 高温塑炼主要是要不断地翻动胶料促进氧化断裂。 5、氧化影响 氧是不可缺少的因素，只有氧存在，塑炼才能达到预期的目的。实验证明塑炼会使重量 增加，不饱和度下降，这说明氧参加了断裂反应。 6、静电 辊筒表面与橡胶摩擦产生静电，静电使氧气变为原子氧和臭氧，使降解显著增加，塑炼 效果好。 7、温度 有氧氧化 无氧交联 0 1 / 1 k E F RT e   −  2 0 2 M F K M    =    

O20P度湖O40F601805060100120140.塑炼温度，C温度低，机械力大，降解易：温度高，氧化降解作用大，降解易8、化学增塑剂不论是高温塑炼还是低温塑炼，都促进断裂如硫醇类低高高引发剂增塑剂低苯醒三、塑炼工艺生胶在塑炼前通常需进行烘胶、切胶、选胶和破胶处理。烘胶的目的：便于切胶和解除结晶（50-60℃）切块大小：切成10-20g的小块塑炼工艺分类：1、开炼机塑炼2、密炼机塑炼3、螺杆塑炼1.开炼机塑炼优点：塑炼胶料质量好，收缩性小。缺点：生产效率低，劳动强度大，不安全。适用范围：此法适宜于胶料变化少和耗胶料少的工厂。开炼机塑炼属于低温塑炼，增加剪切力A降温降低温度，相当于增大作用力冷却方法：①开炼机要进行冷却，故辊筒内设有带孔眼的水管，加冷却水。②冷却胶片法a使胶片通过长运输带式导辊，经空气自然冷却，b薄通，c分段塑炼，每段放4～8小时，分2~3段塑炼。B调节两个辑的速度比速度比大，剪切力越大，塑炼效果好.但辊速比增大，胶料升温.所以一般为1：1.25-1.27C减小辊间距辊间距减小，可以使剪切力增大超前系数：生胶通过辊间距的厚度b总是大于辊距eb/e=Q=>可塑性增长越快开炼机b/e=2-4D.装胶量太大，不易散热，塑炼效果差，而且合成橡胶生热大，应减少装胶量

温度低，机械力大，降解易； 温度高，氧化降解作用大，降解易 8、化学增塑剂 不论是高温塑炼还是低温塑炼，都促进断裂 如硫醇类 低 高 引发剂 增塑剂 高 苯醌 低 三、塑炼工艺 生胶在塑炼前通常需进行烘胶、切胶、选胶和破胶处理。 烘胶的目的：便于切胶和解除结晶(50-60 ℃） 切块大小：切成 10-20g 的小块 塑炼工艺分类：1、开炼机塑炼 2、密炼机塑炼 3、螺杆塑炼 1.开炼机塑炼 优点：塑炼胶料质量好，收缩性小。 缺点：生产效率低，劳动强度大，不安全。 适用范围：此法适宜于胶料变化少和耗胶料少的工厂。 开炼机塑炼属于低温塑炼，增加剪切力 A 降温 降低温度，相当于增大作用力 冷却方法：①开炼机要进行冷却,故辊筒内设有带孔眼的水管,加冷却水。 ②冷却胶片 法 a 使胶片通过长运输带式导辊,经空气自然冷却， b 薄通， c 分段塑炼,每段放 4～8 小时,分 2～3 段塑炼。 B 调节两个辊的速度比 速度比大,剪切力越大,塑炼效果好.但辊速比增大,胶料升温.所以一般为 1:1.25-1.27 C 减小辊间距 辊间距减小,可以使剪切力增大 超前系数:生胶通过辊间距的厚度 b 总是大于辊距 e b/e=Ω => 可塑性增长越快 开炼机 b/e=2-4 D.装胶量 太大，不易散热，塑炼效果差，而且合成橡胶生热大，应减少装胶量

E.化学增塑剂减少弹性恢复，提高塑炼效果2.密炼机塑炼优点：捏炼作用强，生产能力大，劳动强度低，电力消耗少，安全缺点：清理难，胶种变化少.不易散热。密炼机属于高温密炼原因：①密炼机结构复杂，生胶在转子与腔壁之间有剪切、摩擦；②生胶还受到上顶栓的压力产生大量的热量，来不及冷却影响因素①温度上升=>塑炼效果最好，但温度过高，又会发生焦烧，影响强度②装料量过大，过小都得不到充分碾扎③上顶杆压力上升，塑炼效果增加，一般5kg/cm2化学增塑剂加入高温化学增塑剂，塑化效果好，一般使用少量的，缩短塑炼时间③转速：转速增大，提高生产效率：但摩擦热增加3.螺杆机塑炼特点：高温连续塑炼，生产效率高，适合工厂生产缺点：产生大量热，生胶物理机械性能破坏严重。影响因素：主要是温度①T机筒，对NR，95-110℃，当>120℃时，排胶温度高，发粘，粘辊，不易加工；当<90℃时夹生，设备负荷大②T机头，80-90℃，使排胶温度低一点四、各种橡胶的塑炼特性橡胶的结构不同，其塑炼特性也不相同。就NR和合成橡胶比，NR的塑炼比合成橡胶塑炼容易。NR，虽然塑炼前粘度高（可塑性低）门尼粘度95-120之间，但10分钟薄通后，门尼粘度下降到40,即它的可塑性比较好，即容易塑炼。性特天然胶特合成胶性灭然胶合皮胶塑烁鸡易易湘小复原性大生热小大收缩性小大增塑剂有效效果低粘考性大小合成橡胶难塑炼的原因：1没有天然橡胶中的甲基共轭效应，如BR,SBR，二烯烃橡胶不易断裂2分子链短，门尼粘度低，分子易滑动，不易剪断；在辊压下伸展结晶不如NR显著，剪切力低3生成的自由基不如NR的自由基稳定，如BR，在氧作用下易生成低分子和支链高分子，甚至混合胶，在缺氧下特易交联。为了改进合成橡胶塑炼工艺性能，最好在合成时调节分子量和分子量分布，以便制得门尼粘度较低和工艺性能良好的品种。如软丁苯，丁睛它们可直接用于混炼。BR分子量低，易冷流，塑炼效果不好，因此在合成时应提高分子量；CR（氯丁胶）门尼粘度低，不需塑炼，只需3-5次薄通即可混炼；NBR门尼粘度90-120，塑性低，需要充分塑炼，而其韧性大，生热大，收缩剧烈，塑炼难。一般采用低温薄通法，不加入化学增塑剂：丁基、乙丙可塑炼性

E.化学增塑剂 减少弹性恢复，提高塑炼效果 2. 密炼机塑炼 优点:捏炼作用强，生产能力大,劳动强度低,电力消耗少,安全. 缺点:清理难,胶种变化少.不易散热。密炼机属于高温密炼 原因:①密炼机结构复杂,生胶在转子与腔壁之间有剪切、摩擦；②生胶还受到上顶栓的 压力产生大量的热量, 来不及冷却 影响因素 ①温度上升=>塑炼效果最好，但温度过高,又会发生焦烧，影响强度 ②装料量过大,过小都得不到充分碾扎 ③上顶杆压力上升,塑炼效果增加，一般 5kg/cm2 ④化学增塑剂 加入高温化学增塑剂,塑化效果好,一般使用少量的,缩短塑炼时间 ⑤转速：转速增大，提高生产效率；但摩擦热增加 3．螺杆机塑炼 特点：高温连续塑炼，生产效率高，适合工厂生产 缺点：产生大量热，生胶物理机械性能破坏严重。 影响因素：主要是温度 ①T 机筒 ，对 NR，95-110℃，当>120℃时，排胶温度高，发粘，粘辊，不易加工；当 <90℃时夹生，设备负荷大 ②T 机头 ，80-90℃，使排胶温度低一点 四、各种橡胶的塑炼特性 橡胶的结构不同，其塑炼特性也不相同。就 NR 和合成橡胶比, NR 的塑炼比合成橡胶塑 炼容易。 NR，虽然塑炼前粘度高(可塑性低)门尼粘度 95-120 之间,但 10 分钟薄通后,门尼粘度下 降到 40,即它的可塑性比较好，即容易塑炼。 合成橡胶难塑炼的原因： 1 没有天然橡胶中的甲基共轭效应,如 BR,SBR,二烯烃橡胶不易断裂 2 分子链短,门尼粘度低,分子易滑动,不易剪断;在辊压下伸展结晶不如 NR 显著,剪切 力低 3 生成的自由基不如 NR 的自由基稳定，如 BR,在氧作用下易生成低分子和支链高分子, 甚至混合胶,在缺氧下特易交联。 为了改进合成橡胶塑炼工艺性能,最好在合成时调节分子量和分子量分布,以便制得门 尼粘度较低和工艺性能良好的品种。如软丁苯,丁腈它们可直接用于混炼。BR 分子量低，易 冷流，塑炼效果不好，因此在合成时应提高分子量；CR（氯丁胶）门尼粘度低，不需塑炼， 只需 3-5 次薄通即可混炼；NBR 门尼粘度 90-120，塑性低，需要充分塑炼，而其韧性大，生 热大，收缩剧烈,塑炼难。一般采用低温薄通法,不加入化学增塑剂；丁基、乙丙 可塑炼性

差，一般控制门尼粘度，直接用于混炼。第三节混炼一、混炼的定义与目的定义：通过机械作用使生胶与各种混合剂均匀混合的过程。目的：1.保证各种混合剂分散均匀2提高产品性能3能成型与硫化混炼不良会产生如下结果：1混合剂分散不均2胶粒可塑性过高或过低3焦烧（变得不能流动叫焦烧）4喷霜（类似于喷硫）5后续工序难进行6制品性能下降控制混炼胶质量的方法：1目测和显微镜观察2测定可塑性3测定比重4测定硬度5测物理机械性能，化学分析二、混炼理论生胶粘度高，混合剂不容易均匀分散，故混炼一般也在炼胶机中强机械力下进行。根据配合剂的表面特性，可将配合剂分为二类：1、亲水性配合剂：如硅酸盐，陶土，氯化锌，锌钡白。2、疏水性配合剂：如炭黑对亲水性配合剂，其表面特性与生胶不一样，因此不易被橡胶润湿，故要对其他表面进行化学改性，以提高其与橡胶作用的活性。一般采用表面活性剂改性。表面活性剂由两部分组成。有亲水的极性基团，如-OH、-COOH、-NH2、-CONHR、-NO2、-NO等，有疏水的长链烃基。表面活性剂起着配合剂与橡胶的媒介作用，提高了混炼效果。表面活性剂用时也叫偶联剂。它的作用还有：稳定剂作用，稳定已分散的粒子，使之不团聚，从而提高胶粒的稳定性。对疏水性配合剂，其表面结构与橡胶类似，易被橡胶分子润湿易均匀分散。碳黑就属此类配合剂。碳黑在橡胶中的均匀分散过程为如下几个阶段：第一个阶段：碳黑颗粒被生胶润湿的过程，即生胶分子逐渐进入碳黑颗粒聚集体的空隙中成为包容橡胶。这一过程中混合体系的表观密度逐渐增大，既混合体系的体积越来越小，V混=V生+V炭+V间，V间→0时，混合完全。影响这一过程的因素：分子量分布过大，支化度过大，不利于这一过程。第二阶段：润湿碳黑在生胶中分散，在强大的剪切作用下，包容橡胶体积逐渐减少，直到充分分散。第三阶段：混炼继续下去，生胶发生力化学降解。此阶段后，分子量逐渐下降，粘度逐渐减小

差，一般控制门尼粘度，直接用于混炼。 第三节 混 炼 一、混炼的定义与目的 定义：通过机械作用使生胶与各种混合剂均匀混合的过程。 目的： 1 保证各种混合剂分散均匀 2 提高产品性能 3 能成型与硫化 混炼不良会产生如下结果: 1 混合剂分散不均 2 胶粒可塑性过高或过低 3 焦烧(变得不能流动叫焦烧) 4 喷霜 (类似于喷硫) 5 后续工序难进行 6 制品性能下降 控制混炼胶质量的方法： 1 目测和显微镜观察 2 测定可塑性 3 测定比重 4 测定硬度 5 测物理机械性能,化学分析 二、混炼理论 生胶粘度高，混合剂不容易均匀分散,故混炼一般也在炼胶机中强机械力下进行。根据 配合剂的表面特性,可将配合剂分为二类：1、亲水性配合剂：如硅酸盐,陶土,氯化锌,锌钡 白。 2、疏水性配合剂：如炭黑对亲水性配合剂，其表面特性与生胶不一样，因此不易被橡 胶润湿，故要对其他表面进行化学改性，以提高其与橡胶作用的活性。一般采用表面活性剂 改性。 表面活性剂由两部分组成。有亲水的极性基团，如-OH、-COOH、-NH2、-CONHR、-NO2、 -NO 等，有疏水的长链烃基。表面活性剂起着配合剂与橡胶的媒介作用，提高了混炼效果。 表面活性剂用时也叫偶联剂。它的作用还有：稳定剂作用，稳定已分散的粒子，使之不团聚， 从而提高胶粒的稳定性。对疏水性配合剂，其表面结构与橡胶类似，易被橡胶分子润湿易均 匀分散。碳黑就属此类配合剂。 碳黑在橡胶中的均匀分散过程为如下几个阶段： 第一个阶段：碳黑颗粒被生胶润湿的 过程，即生胶分子逐渐进入碳黑颗粒聚集体的空隙中成为包容橡胶。这一过程中混合体系的 表观密度逐渐增大，既混合体系的体积越来越小， V 混=V 生+V 炭+V 间，V 间→0 时，混合 完全 。影响这一过程的因素：分子量分布过大，支化度过大，不利于这一过程。第二阶段： 润湿碳黑在生胶中分散,在强大的剪切作用下，包容橡胶体积逐渐减少，直到充分分散。第 三阶段： 混炼继续下去，生胶发生力化学降解。此阶段后，分子量逐渐下降，粘度逐渐减 小

312.5中节起2.0转1.502864撬炼时间，分判断一种生胶的混炼性能的优劣，用第二峰时间来表示称为碳黑混入时间(BIT）。由于第二峰较平，不太好确定，工业上常用混炼胶的压出物达到最大压出膨胀率的时间来表征。影响混炼性能的因素P215表9-4①分子量分布、支化②断裂特性入bd③碳黑粒子的大小，结构，活性，粒子越细，分散越难：高结构碳黑的空隙越大，包容胶浓度低而粘度大，剪切力大，易于分散三、混炼时胶料的包辊特性生胶的包辊现象可分为四个区域生胶在混简上的状况4区3区2区1区低一商尊作固体一高辣性固体一粘弱性流体生胶不能进入辊距攻紧包前辊，成为弹性脱根，胶带成袋我形是粘流薄片，包辑强制压人腾成碎块胶带，不破裂或破甲混炼分散好不能混炼故一般选择适当的温度，使其处于2区，减小辊距，使rt→弹性行为增加。NR、SBR只在1区和2区，可混炼，效果好：BR在50℃，进入3区：故混炼温度在50℃，减小辊距也不起作用。2区→3区的转变，与断裂特性有关，3区→4区的转变，与松弛时间有关。影响因素：在转速、辊距一定的情况下：①T→入b（断裂延伸率），生胶断裂，进入3区，T1粘流处于4区

判断一种生胶的混炼性能的优劣，用第二峰时间来表示称为碳黑混入时间(BIT)。由于 第二峰较平，不太好确定，工业上常用混炼胶的压出物达到最大压出膨胀率的时间来表征。 影响混炼性能的因素 P215 表 9-4 ①分子量分布 、支化 ②断裂特性 λb θd ③碳黑粒子的大小,结构,活性，粒子越细,分散越难；高结构碳黑的空隙越大,包容胶 浓度低而粘度大, 剪切力大，易于分散. 三、混炼时胶料的包辊特性 生胶的包辊现象可分为四个区域 故一般选择适当的温度，使其处于 2 区，减小辊距，使ŕ↑→弹性行为增加。NR、SBR 只在 1 区和 2 区，可混炼，效果好；BR 在50℃，进入 3 区；故混炼温度在50℃,减小辊距也不起作用。2 区→3 区的转变，与断裂特性有关，3 区→4 区的转变，与 松弛时间有关。 影响因素：在转速、辊距一定的情况下： ①T ↑ → λ b （断裂延伸率）↓， 生胶断裂，进入 3 区，T ↑粘流处于 4 区