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            關于橡膠塑煉知識



            生膠的塑煉原理

            一.塑煉的定義

            通過機械應力、熱、氧或加入某些化學試劑等方式,使橡膠由強韌的高彈性狀態轉變為柔軟的塑性狀態的過程。

            塑性(可塑性):橡膠在發生變形后,不能恢復其原來狀態,或者說保持其變形狀態的性質。

            二.塑煉的目的和要求

            1.塑煉的目的

            減小彈性,提高可塑性;降低粘度;改善流動性;提高膠料溶解性和成型粘著性。

            2.塑煉膠的質量要求

            (1)可塑度要適當

            應滿足加工工藝要求,在此基礎上應具有最小的可塑性。過度塑煉會降低硫化膠的強度、彈性、耐磨性等,而且會增加動力消耗。

            塑煉程度:根據混煉膠工藝性能和制品性能的要求來確定。

            如:供膠、浸膠、刮膠、擦膠和制造海綿等用途的膠料,要求的可塑度較大,生膠的塑煉程度要高些。供模壓用的膠料,則要求可塑性宜小。

            一般:膠管外層膠可塑度:0.3~0.35;

            膠管內層膠:0.25~0.3;

            胎面膠:0.22~0.24;

            胎側膠0.35左右;

            海綿膠0.5~0.6

            (2)塑煉均勻

            三.生膠的增塑方法和原理

            (一)增塑方法

            1.物理增塑法:加入增塑劑

            2.化學增塑法:化學塑解劑

            3.機械增塑法:a.開煉機塑煉 b.密煉機塑煉 c.螺桿塑煉機塑煉

            (二)塑煉原理

            生膠的分子量與可塑性有著密切的關系。分子量越小,可塑性就越大。生膠經過機械塑煉后,分子量降低,粘度下降,可塑性增大。由此可見,生膠在塑煉過程中,可塑性的提高是通過分子量的降低來實現的。

            η0—聚合物熔體的最大粘度;A—特性常數;MW—聚合物的重均分子量

            1.機械塑煉過程機理

            在低溫下:在機械力作用下首先切斷橡膠大分子鏈生成大分子自由基。

            (機械力引發橡膠大分子的斷鏈,氧作為自由基接受體,起著阻斷自由基的作用。)

            R-R→2R

            R+O2→ROO

            ROO+R'H→ROOH +R'

            ROOH→分解成較小穩定分子

            在高溫下:機械力切斷橡膠大分子生成自由基的幾率減少。橡膠大分子在機械力的活化作用下,氧引發橡膠大分子的斷鏈。

            (機械力起到應力活化作用,氧作為自由基引發體,引發橡膠大分子的斷鏈。)

            鏈引發:RH+O2→R+HOO

            鏈增長:R+O2→ROO

                         ROO+R'H→ROOH+R'

                         HOO+R'H→HOOH+R'

                         R'+O2→R'OO

            鏈終止:橡膠氫過氧化物不穩定,分解生成較小的大分子,連鎖反應終止。

            2.影響塑煉的因素:

            (1)機械力的作用

            根據理論分析,機械力對橡膠分子的斷鏈作用,可表示為:

            f62f7775c04649d9b217742c8f5690d5.png

            式中ρ—分子鏈斷鏈的幾率;K1、K2—常數;E—分子鏈的化學鍵能;F0—作用于分子鏈上的力;δ—分子鏈斷鏈時伸長長度;F0 δ—分子鏈斷鏈時消耗的機械功;

            低溫塑煉要求盡可能地降低輥溫和膠溫。

            (2)氧的作用

            實驗證明,生膠結合0.03%的氧就能使分子量減少50%;結合0.5%的氧,分子量由10萬降到5000。生膠塑煉時,隨著塑煉時間的延長,橡膠質量和丙酮抽出物(其中含有氧化合物)的含量不斷增加,可見氧在塑煉過程中與橡膠分子起了某種加成作用,參與了橡膠的化學反應。

            (3)溫度的作用

            存在雙重影響:低溫區(<110℃),隨著溫度升高,塑煉效果下降!獧C械力作用

            高溫區(>110℃),隨著溫度升高,塑煉效果提高!醯难趸饔

            (4)靜電作用

            塑煉過程中,膠料受到強烈的摩擦作用產生靜電。靜電積累產生放電現象,使空氣中的氧活化變為原子態氧和臭氧,加速橡膠分子的氧化斷鏈作用。

            (5)化學塑解劑

            a.接受型塑解劑(低溫塑解劑):苯硫酚、五氯硫酚等。

            b.引發型塑解劑(高溫塑解劑):過氧化苯甲酰(BPO)、偶氮二異丁腈(AIBN)等。

            c.混合型塑解劑(鏈轉移型塑解劑):促進劑M、DM和2,2’-二苯甲酰胺二苯基二硫化物等。

             



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