劉玉科

(河北省邢臺(tái)市橡膠廠，河北 邢臺(tái) 054001)

1 塑煉目的

橡膠塑煉針對(duì)的是生膠，將生膠的相對(duì)分子質(zhì)量提高，同時(shí)粘稠度也將提高，但是還要將流動(dòng)性增大，這是為混煉過(guò)程和成型做好準(zhǔn)備。塑煉是采用機(jī)械或者化學(xué)工藝的作法，是橡膠加工工藝的的一個(gè)重要工序。塑煉好的生膠叫做塑煉膠，塑煉膠具有很強(qiáng)的可塑性。生膠經(jīng)過(guò)塑煉得到塑煉膠的作用歸結(jié)為以下幾種:第一、提高橡膠與其它試劑的共同混合能力，以便有不同粘度的生膠能有很高的混合度。第二、為了能在混合煉制時(shí)配合劑加入后分散均勻，分布適當(dāng)，這就是提高生膠的可塑性的原因。第三、為了使膠坯的形狀和尺寸能固定并且在壓制和壓出更加方便，所以加大了生膠的流動(dòng)能力。第四、為了美觀規(guī)整，也能改善生膠的充膜特性，這樣花紋也可以更清晰。最后，制作膠料的溶解性也很關(guān)鍵，因?yàn)樵谥谱髂z漿時(shí)，膠漿要滲入纖維孔中，它要求有很大的附著力。塑煉生膠有如此多的用途，可見(jiàn)它的重要，在橡膠加工工藝中是不可缺少的。

2 塑煉的原理

橡膠塑煉最主要的目的是增強(qiáng)其可塑性，其化學(xué)原理是使橡膠分子的分子鏈斷裂，斷裂處大部分處于大分子的中間部分。使大分子斷裂成小分子。下面介紹一下斷裂感化這個(gè)詞，這是橡膠塑煉的重要化學(xué)過(guò)程。斷裂感化能產(chǎn)生大分子主鏈部分同事也能產(chǎn)生大分子的負(fù)鏈也即側(cè)鏈。塑煉區(qū)一般可以分為高溫塑煉部分和低溫塑煉部分，高溫塑煉主要是氧化感化為主，低溫塑煉主要是機(jī)械感化為主。這兩個(gè)過(guò)程相輔相成，在低溫機(jī)械降解感化過(guò)程中氧氣起到一個(gè)固定作用，主要穩(wěn)定游離基;在高溫氧化降解感化過(guò)程中，機(jī)械感化主要起加強(qiáng)其接觸的能力，主要是為了使氧氣與橡膠材料更好地接觸。塑煉過(guò)程中遇到的一個(gè)難題就是容易產(chǎn)生堵截，分子鏈越長(zhǎng)越明顯，因此就采用了一種手段:高分子量級(jí)分，這樣使得機(jī)械斷鏈變得容易些。

3 塑煉的設(shè)備及其方法

塑煉從大的方面主要可以分為化學(xué)塑煉和機(jī)械塑煉，化學(xué)塑煉的方法主要是通過(guò)化學(xué)試劑的作用，使生膠大分子鏈斷裂的原理。機(jī)械塑煉主要是通過(guò)一些煉膠機(jī)的機(jī)械破損作用來(lái)塑煉的，經(jīng)常采用的煉膠機(jī)有:螺桿式煉膠機(jī)、開(kāi)放式煉膠機(jī)和封閉式煉膠機(jī)等。下面詳細(xì)的介紹一下這兩種方法和過(guò)程。

3．1 化學(xué)塑煉法

化學(xué)塑煉法常用的化學(xué)試劑是塑解劑，它是在塑煉過(guò)程中受熱，在氧的共同作用下，使大分子鏈斷裂后，鏈的端子處失去活性不能再與大分子重新結(jié)合，這樣就增強(qiáng)了生膠的可塑性。但是這種塑煉機(jī)塑解劑增強(qiáng)塑煉效果的作用機(jī)理主要在高溫下才能有更好地效果，所以一般使用封閉的塑煉機(jī)，這樣既能提高效率也能節(jié)省材料。塑解劑可以分為以下幾種:①接受型塑解劑，這種塑解劑屬于低溫型的，它主要工作機(jī)理是，能與大分子斷裂的部分結(jié)合，它本身就是一種自由基的接受體，形成相對(duì)較小的分子。所以稱(chēng)為接受型塑解劑。②引發(fā)性塑解劑，此種塑解劑主要工作在高溫條件下，在高溫下分解不穩(wěn)定的自由基，可以引發(fā)生膠分子鏈發(fā)生氧化反應(yīng)，最終使生膠大分子斷裂，生膠中的自由基也能和空氣中的氧氣自發(fā)反應(yīng)，直到最后分解為相對(duì)較小的分子．③混合型塑解劑，該種塑解劑可以工作在高溫條件也能工作在低溫條件，工作在低溫時(shí)，接收自由基，在高溫時(shí)，分解自由基。

3．2 機(jī)械塑煉法

(1)開(kāi)放型塑煉。開(kāi)放型塑煉使用的設(shè)備是開(kāi)煉機(jī)，它是低溫工作環(huán)境。開(kāi)煉機(jī)主要工作部分是兩個(gè)圓柱形筒，兩個(gè)筒轉(zhuǎn)動(dòng)，由于速度不同產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，生膠材料被放到兩筒上方，倒入后由于摩擦力的作用，使膠料在筒中受到很大的剪切力，在強(qiáng)烈的擠壓作用下，生膠鏈發(fā)生斷裂，這樣就產(chǎn)生了可塑性。由于摩擦生熱，膠料溫度會(huì)升高，怎樣降低膠料的溫度是關(guān)鍵問(wèn)題，因?yàn)橹挥袦囟鹊土?，才能作用力更大，塑煉才能達(dá)到更好地效果。在塑煉過(guò)程中還回受到其他很多因素的影響，這些因素關(guān)系到塑煉的效率及塑膠的成型質(zhì)量。歸結(jié)有以下影響因素:塑膠材料的溫度，輥筒的距離，塑煉過(guò)程中時(shí)間掌握的程度，兩個(gè)輥筒的轉(zhuǎn)速，塑解劑的使用及操作的熟練程度等。由于開(kāi)煉機(jī)工作效率不是很高，而且塑煉出的生膠質(zhì)量也滿(mǎn)足不了現(xiàn)在對(duì)橡膠更高質(zhì)量的要求，所以開(kāi)煉機(jī)塑煉逐漸被其它方式的塑煉所取代。

(2)封閉式塑煉。封閉式塑煉主要依靠的是轉(zhuǎn)子的機(jī)械作用和運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的熱氧化分裂作用。封閉的密煉機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)轉(zhuǎn)速不同的轉(zhuǎn)子，將配好的要塑煉的橡膠材料放到密煉室內(nèi)，首先對(duì)其加壓，使材料在密煉室的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子與室壁間不斷摩擦，受到強(qiáng)大的剪切力，再加上高溫、高壓的條件，橡膠材料很快得到塑煉。此種方式的塑煉效率較高。影響塑煉的因素有以下幾條:轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速、密煉室的溫度和壓強(qiáng)、塑煉過(guò)程的操作時(shí)間等。此種塑煉屬于高溫塑煉，因此塑煉效率隨溫度的升高而增大，但是溫度的升高也不是無(wú)節(jié)制的，溫度超過(guò)一定值后膠料的物理機(jī)械性能會(huì)受到破壞?？梢酝ㄟ^(guò)使用可塑性能高的塑膠材料，這樣能提高密煉機(jī)的使用效率。

(3)螺桿型塑煉機(jī)。螺桿塑煉機(jī)由前后兩段組成，一段靠近加料口，另一段靠近排膠口?？拷恿峡诘哪嵌温菁y為三角形的，這樣螺距就逐漸減小，易于送料方便，也便于加熱?？拷瞿z口的那段被做成不等邊的螺紋，材料在這里進(jìn)一步進(jìn)行擠壓并被推向機(jī)頭。在機(jī)筒內(nèi)表面上按裝有切刀，目的是增加膠料的切割力度。螺桿塑煉機(jī)主要有以下優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高、耗能少、生產(chǎn)能力強(qiáng)和占用空間小等優(yōu)點(diǎn)。此種塑煉不需要氧的作用，因此應(yīng)盡量使其與氧隔絕開(kāi)。

4 總結(jié)

通過(guò)以上對(duì)橡膠塑煉工藝的介紹，我認(rèn)為最有效的塑煉方法應(yīng)該是低溫的塑煉，低溫的塑煉主要依靠的是機(jī)械力的作用，這樣的塑煉得到的塑煉膠質(zhì)量好。當(dāng)然在對(duì)橡膠的機(jī)械性能要求不是特別高的情況下，高溫的塑煉或者通過(guò)添加一些塑解劑的塑煉也是可以達(dá)到的，這樣塑煉效率會(huì)比較高。

［1］侯垣圻，橡膠雙螺桿塑煉機(jī)連續(xù)煉機(jī)理及有限元模擬研究．青島科技大學(xué):機(jī)械制造及自動(dòng)化．2009

［2］王冠中，呂柏源．橡膠塑煉機(jī)理及方法．《特種橡膠制品》．2007年6期