橡膠的塑煉及混煉 
　　陳秦陽

前 言

隨著改革開放的不斷深入，我國的各行業(yè)都得到了迅速的發(fā)展,，橡膠工業(yè)也不例外,。但是有些企業(yè)由于缺乏必需的技術人員和熟練的操作工人往往又限制了他們的發(fā)展。因此迅速培養(yǎng)這些企業(yè)的技術人員和提高操作工人的生產技能是當務之急,。

眾所周知,，橡膠加工工業(yè)是一門專業(yè)性很強的技術性工作。它不但需要技術人員除具有較高的業(yè)務水平外,，同時還應具備廣闊的其他學科領域的知識,。不斷地消化吸收國內外橡膠工業(yè)的新技術、新工藝和新原材料,。只有這樣才能設計出比較經濟的,、最佳綜合平衡性能的配方,。但是，這僅僅是橡膠加工的一半,，而另一半則是由操作工人來完成,。如果有好的 配方，而沒有操作工人來圓滿的完成配料,、混煉,、壓出、壓延以及硫化等等一系列工序,。那么再好的配方也無法生產出好的產品,。因此，提高操作工人的業(yè)務水平是提高產品質量的有力保證,。只有技術人員和操作工人的完善結合,，才能使我國的橡膠加工工業(yè)上升到一個新的水平。

作者通過十幾年的工作實踐經驗,，著重討論利用開煉機對橡膠的塑煉,、混煉等方面的問題。

一,、橡膠的塑煉

對于橡膠制品來說,，要求生膠具有一定的可塑度。例如,，對于模壓工業(yè)制品的橡膠要求生膠可塑度在0.25～0.35左右,。對于壓延、壓出,、海綿膠,、膠漿等膠料的可塑度要求在0.4～0.6左右。如果升膠達不到所需的可塑度,，會給混煉帶來很大的困難,，同時無法保證制品的質量。因此,，對于門尼粘度較高的生膠必須進行塑煉,，并獲得所需的可塑度，保證其后各項工序的順利進行,?？伤芏冗^高或過低會對橡膠加工和制品有何不良影響呢?如果生膠混煉不足，可塑度達不到要求,，則混煉困難,，會發(fā)生脫輥等現象;另外膠料的收縮率增大。生膠過度塑煉則混煉膠的硬度,、拉伸強度下降,，則耐介質耐老化性能下降。所以,，按照不同的制品要求,，來搞好生膠的塑煉，是非常重要的,。

并非每種生膠都要進行塑煉,。這是視橡膠塑煉特性、門尼粘度等等情況而定,。一般情況下,，門尼粘度(ML100℃1+4)在80以下的除特殊用途的膠料外可不必進行塑煉，在混煉以前薄通幾次就可以進行混煉了,。門尼粘度(ML100℃1+4)80以上的生膠則要進行塑煉,，但也不完全是這樣。如氟橡膠盡管它的門尼粘度為65～180,，但它的分子鏈剛性大,，性質穩(wěn)定，生膠經長時間的塑煉,，不但粘度下降極少,，有時還會增大。所以,，氟橡膠不經塑煉可直接進行混煉,。

從國內橡膠加工工業(yè)來看，目前主要塑煉的是不飽和天然膠和硬丁腈膠,。對于三元乙丙膠,、丁基膠、氯丁膠,、順丁膠和丙烯酸酯膠,，如果用于模壓制品則不需進行塑煉，可直接進行混煉,。但對于壓延,、壓出、海綿制品,，為了保證制品的收縮率小,，制品表面光滑，即使不需塑煉就可以混煉的生膠,，也要進行多段塑煉,，以提高生膠的可塑度，生產出合格的制品,。近年來,，從國外進口的軟丁橡膠如日本丁腈240S,、俄羅斯的CKH-26等，因其門尼粘度值較低,。一般不必進行塑煉,，而直接進行混煉。

下面就天然膠和丁腈膠的塑煉方法和注意事項略加表速,。

天然膠由于它的生膠門尼粘度值大,，機械強度高，如果不經塑煉則混煉十分困難(這里主要指1#～5#煙片膠),。所以,，天然膠在混煉以前必須進行塑煉，以便得到適宜的可塑度,。

天然橡膠由于是結晶性橡膠,，尤其在冬季如果不解除結晶，那么會給切膠帶來很大的困難,，并且損害設備,。所以在切膠以前，要進行烘膠,。烘膠一般在烘膠房進行,，溫度約為60℃左右，時間48小時為宜,。

生膠自烘房取出后,，首先清除生膠表面的雜質，然后用切膠機切成約5公斤左右的小塊備用,。最好將膠塊用隔離劑隔開,，以免相互粘連，并保持清潔,。切好的膠塊需要破膠,，一般工廠是在煉膠機上進行。以14寸煉膠機為例,，首先調窄擋板(工作面約占輥筒長度的2/3),，調小輥距(0.5㎜)，目的是防止煉膠機負載過大,，而發(fā)生“跳閘”和損壞設備,。然后將膠塊一塊一塊地靠大牙輪一端投入煉膠機中，裝膠量約為20公斤左右,。裝膠時應側身對著煉膠機或站在煉膠機側面,，以防止膠彈出傷人，與此同時打開冷卻水,。破好的生膠要及時塑煉,，不要長時間停放,。因為停放時間一長，生膠會重新粘成一團,。還要重新進行切膠,、破膠比較麻煩。

塑煉時,，將生膠放入塑煉機中，任其自然通過輥距直接落入料盤中,，不要包輥,。反復進行，時間約為30分鐘左右,，輥溫控制在50℃以下,。如果溫度過高，則會出現假可塑度現象(一旦塑煉膠冷卻后,，又會發(fā)生復原現象),。為了避免這種現象，輥筒溫度越低越好,，同時機械剪切力增大利于橡膠大分子降解,，從而獲得塑煉效果。

在塑煉開始后的前十分鐘內,，天然橡膠塑煉效果十分明顯,。隨著時間延長可塑度增加會減慢。如果這個時候停止混煉,，在混煉的時候,，會很快的反映出來：塑煉膠不易包輥，即使是包輥,，表面也是不平滑,，粉料不能加入。這個時候要對塑煉膠進行重新薄通塑煉,。直至獲得滿意的效果,。

從以上情況看，盡管時間不斷延長,，天然膠可塑度增長沒有前十分鐘內效果顯著,。但不等于說只塑煉十分鐘就行了。相反,，以后的塑煉是十分必要的,。否則混煉時會增大勞動強度及延長混煉時間，混煉膠的質量也無法保證,。

塑煉程度的高低,，質量的好壞,，有操作經驗的人通過肉眼就可以觀察到。塑煉好的生膠表面平整光滑,，是半透明的,。這個時候，生膠就基本上達到了可塑度,。如果經驗不足,，也可放寬輥距(2～3㎜)，使其包于前輥,。生膠如果表面不光滑,，則說明塑煉還不夠，如果表面光滑,，說明塑煉好了,。當然，塑煉不夠還得重新塑煉,，直至獲得滿意的塑煉效果,。

塑煉好的生膠輥距放寬至2～3㎜下片。膠片長80公分,、寬40公分,、厚0.4公分。自然冷卻,，然后打隔劑待用,。也可將下好的膠片直接用磅秤秤好混煉膠所需的數量。塑煉好的生膠一般停放8小時后使用,。

丁腈膠,，這里主要指硬丁腈膠，初始門尼粘度90～120,，可塑性及工藝性能極差,，如果不經塑煉，則混煉無法進行,。其生膠韌性大,、塑煉生熱大，故塑煉特別困難,。丁腈膠的塑煉與天然膠比較,，塑煉時溫度比天然膠還要低(約40℃)，裝膠容量要少15公斤左右(是天然橡膠的70%),。丁腈橡膠隨著丙烯腈含量的增加,，混煉越容易。通常情況下，丁腈-26,，丁腈-40這些用于模壓制品的丁腈膠料,，生膠經一段塑煉就可以了，時間約40分鐘,。特殊要求的丁腈橡膠要進行多段塑煉,，以便獲得滿意的可塑度。對于丁腈-18,，經過一段塑煉,，可塑度只有0.18左右，這對于橡膠制品來說,，可塑度太低了,，必須要進行多段塑煉。再經過35分鐘塑煉的丁腈膠-18,，可塑度可達0.23左右，基本滿足加工要求,。

塑煉丁腈膠和塑煉天然膠的方法基本一致,。通常采用的是低溫薄通法和分段塑煉法。塑煉好的生膠表面光滑發(fā)亮,，包輥以后表面沒有大大小小的窟窿,。

在塑煉過程中，影響生膠塑煉效果的因素固然很多,。但對于具體操作人員來說,，無外乎是煉膠機的溫度、輥距,、時間,、裝膠容量和操作熟練程度的影響。

實踐證明,，輥溫越低,，塑煉的效果越好。但在實際操作中,，輥筒的冷卻又受到各種客觀原因的限制,，不可能完全達到理想的效果。因此,，多采用分段塑煉法來彌補其不足,。也可采用冷風循環(huán)爬架裝置來加快膠片的冷卻，提高塑煉效果,。

輥距越小,，塑煉效果越好。生膠在較小的輥距下通過輥筒。一方面,，生膠所受的剪切力大,，使橡膠大分子迅速降解;另一方面，膠片越薄散發(fā)熱量也越快,。這對塑煉效果是大有好處,。我們曾做過對比試驗，輥距0.5㎜和輥距1㎜相比較,，輥距越大,，塑煉時間越長，大約長10分鐘左右,。且沒有小輥距的塑煉質量好,。

同樣，裝膠量的多少,，也直接影響了生膠的塑煉效果,。可以想象,，裝膠量多生膠通過輥縫間的時間長,，在同樣的塑煉時間內，裝膠量少的要比裝膠量多的塑煉效果好,。有些操作人員在塑煉時貪圖快,，裝膠量大大高于規(guī)定要求，這是十分錯誤的,。裝膠量太多,，首先設備承受不了，超負荷運轉下,，極易發(fā)生“跳閘”同時也增加了損害設備的危險性;其次,，塑煉時間延長，即加大了勞動強度,，塑煉膠質量也不好,。所以，裝膠量要視設備和膠種而定,，不可任意加大裝膠量,。通常情況下，合成膠的裝膠量要比天然膠少20%左右,。

有些合成膠在合成時質量不穩(wěn)定,，每塊膠的質量差異比較大。有操作經驗的人一眼就可看出哪一塊塑煉時所需時間相對短一些,，哪一塊膠塑煉時時間要長一些,。有經驗的操作人員在塑煉時往往不太注意時間的概念，而以塑煉效果為依據。合成質量不好的生膠,，塑煉時間往往大于所規(guī)定的時間,。我們有一個不太成熟的經驗，以丁腈-26為例,，如果生膠塊發(fā)烏,，那么這塊膠就容易塑煉。如果生膠發(fā)白則塑煉就不太容易,。至于以上兩種膠塊是不是丙烯腈含量不同呢?還是合成時的其他問題,，我們沒有做過這方面的測試，不能妄下結論,。塑煉時只是感覺到發(fā)白的生膠“水分”較大,，生膠通過輥縫比較困難，這樣就增加了混煉時間,。如果采用相同的混煉時間,，混煉膠的質量肯定不好。國產三元乙丙膠同樣存在上述問題,，混煉時發(fā)烏的生膠容易包輥,，發(fā)白的生膠包輥就比較困難。有的生膠要經過近20分鐘左右才能包輥,，無形中混煉時間就延長了,。

二,、橡膠的混煉

混煉是橡膠加工過程中最重要,、最復雜的工序之一。同時也是最容易產生質量波動的工序之一,?；鞜捘z質量的高低直接影響了制品質量。因此搞好橡膠的混煉是至關重要的,。

作為一個煉膠工如何搞好橡膠的混煉呢?我認為出除嚴格掌握各個膠種的混煉特性,、加藥順序等等必備知識外，還要勤動腦,、勤思考,、用心煉膠。只有這樣才是一個比較合格的煉膠工,。

在混煉過程中要保證混煉膠的質量應做到以下幾點：

1,、各種用量少、但作用大的配合劑要充分混煉均勻,，否則會引起膠料焦燒或硫化不熟,。

2、要嚴格按照混煉工藝規(guī)程、加料順序進行混煉,。

3,、混煉時間要嚴格掌握，時間不能過長或過短,，只有這樣才能保證混煉膠的可塑度,。

4、對用量大的炭黑和填充劑不要隨意拋撤,，一定要用完,。而且要把料盤打掃干凈。

影響混煉膠質量的因素固然很多,。但具體表現在配合劑分散不均,、噴霜、焦燒等方面,，這些都是可以目測到的,。

配合劑分散不均勻除膠料表面有配合劑的粒子外，用刀割開膠片,，膠料斷面也會發(fā)現有大小不等的配合劑粒子,。混煉均勻的膠料,，斷面處是光滑的,。對于配合劑分散不均勻現象如果經多次返煉還不能解決，這輥膠就要報廢了,。所以煉膠工在操作過程中要嚴格遵守工藝規(guī)程,，并不時地從輥筒的兩端和中間部位取膠片觀察配合劑是否分散均勻。

噴霜,，如果不是配方設計的問題,，那么就是在混煉過程中加藥順序不當引起的，或者是混煉不均勻,，配合劑結團引起的,。所以在混煉過程中要嚴格把關，避免這類現象的發(fā)生,。

焦燒,，是混煉過程中最應注意的問題之一。膠料焦燒以后,，表面或內部局部具有彈性的熟膠粒,。如果焦燒輕微的話，可以通過薄通的方法來解決,。若焦燒嚴重,，則膠料報廢,。從工藝因素看，膠料的焦燒主要是溫度的影響,，如果膠料溫度過高,，生膠、硫化劑,、促進劑就會在混煉過程中發(fā)生反應,，即焦燒。一般情況下,，混煉時裝膠量過大,，輥筒溫度太高，都會使膠料溫度升高,，導致焦燒,。當然，加料順序不當,，硫化劑和促進劑同時加入也容易引起焦燒,。

硬度的波動也是影響混煉膠質量的一個重要因素。同一硬度的膠料,，往往混煉出的硬度不一樣,，有些甚至相差甚遠。這主要因為膠料混煉不均勻,、配合劑分散不好造成的,。同時，炭黑少加或多加也會引起膠料硬度的波動,。另一方面,，配合劑秤量不準同樣也會引起膠料硬度的波動。如硫化劑,、促進劑炭黑的多加,，膠料硬度變大,。軟化劑,、生膠稱量多，而炭黑等少加,，則膠料硬度變小,。混煉時間過長,，則膠料硬度變小,。混煉時間太短,，膠料就變硬,。所以說,，混煉時間不要太長和太短?；鞜捥L,，除膠料硬度變小外，膠料的拉伸強度下降,，扯斷伸長率上升,，耐老化性能下降等等。同時也增大了操作人員的勞動強度,，空耗了能源,。

所以，混煉只要能夠使各種配合劑在膠料中充分分散,，并保證獲得所需的物理機械性能和壓延,、壓出等工藝操作的要求就行了。

作為一個合格的煉膠工即不但有很強的工作責任心,，同時,，還必須熟悉各種生膠和原材料。即不但了解它們的作用和特性,，還要能夠在無標簽的情況下,，準確說出他們的名稱，尤其是外觀差不多的配合劑,。比如,，氧化鎂、氧化硝和氫氧化鈣,、高耐磨炭黑,、快壓出炭黑和半補強炭黑以及國產丁腈—18、丁腈—26,、丁腈—40等等,。

橡膠的混煉。一般單位和工廠大都采用開放式煉膠機,。它的最大特點是,，靈活機動性大，對于橡膠變種頻繁,、硬質膠,、海綿膠等的混煉特別適用。

用開煉機混煉,，加藥順序就顯得特別重要了,。通常情況下，生膠沿壓輪一端投入輥縫間,，輥距控制在2㎜左右(以14寸煉膠機為例)滾壓5分鐘,。生膠成光滑無隙膠片包在前輥上,，輥筒上有一定量的堆積膠。堆積膠大約占生膠總量的1/4,，接著加入防老劑,、促進劑，并搗膠數次,。這樣做的目的是使防老劑和促進劑在膠中分散均勻,。同時，防老劑先加入能防止高溫煉膠時發(fā)生的熱老化現象,。而有些促進劑對膠料有增塑作用,。隨后加氧化鋅。加炭黑時開始要加入極少量的,，因為有些生膠一加炭黑就脫輥,。如若有脫輥跡象，則停止加炭黑,，待膠料重新光滑的包在輥筒上,，再加入炭黑。加炭黑的方法有多種,。主要有：1,、將炭黑沿輥筒的工作長度全面加入;2、往輥筒中間部位加炭黑;3,、緊靠檔板一端加入,。我認為，后兩種加炭黑的方法比較可取,，即是脫輥也只脫膠一部分,，不可能全部脫輥。膠料脫輥以后,，炭黑易被壓成片狀,，再上輥以后不容易分散。特別是混煉硬質膠時,，硫黃壓成片狀,，在膠中特別難以分散。無論是返煉,、薄通都不能改變膠片存在的黃色的“麻”點,?？傊?，加炭黑時要少加、勤加,。不要圖省事將炭黑全部倒在輥筒上,。加炭黑的初期是“吃料”最快的時候,。此時不要加軟化劑，待加入一半炭黑后,，加入一半軟化劑,，這樣又可使“吃料”加快。另一半軟化劑,，同剩余的炭黑一起加入,。在加粉料的過程中要逐步放寬輥距使埋積膠保持在適當的范圍內，讓粉料自然進入膠中與橡膠最大限度的混合,。在這個階段,，嚴禁割刀，以免影響混煉膠的質量,。在軟化劑過多的情況下,，也可將炭黑與軟化劑制成膏狀加入。硬脂酸不可過早加入,，過早易引起脫輥,，最好是在輥筒還有部分炭黑時加入，硫化劑也應該在后期加入,。有些硫化劑還要在輥筒上還有少許炭黑時加入,。如硫化劑DCP。如果待炭黑全部吃完后,，再加DCP就會受熱熔化成液狀,，落入料盤。這樣,，膠料中的硫化劑份數就會減少,。從而影響了混煉膠的質量，很可能造成硫化不熟,。所以,，硫化劑要在適當的時候，視不同的品種適時加入,。待各種配合劑全部加完后,，就要進一步翻煉，使膠料混煉均勻,。通常翻煉操作方法有“八把刀”,、“三角包”、“打卷”,、“薄通”等方法,。

“八把刀”是沿輥筒平行方向以45°角割刀，左右各四次,。剩下來的膠扭轉90°后加入輥筒,。目的是膠料在縱,、橫方向受到滾壓，利于混煉均勻,?！叭前笔墙栎佂仓Γ谄渖洗虺扇切蔚哪z包,，“打卷”是一手割刀,，一手將膠料卷成筒狀，然后投入輥中,。這樣做的目的是為了使膠料混煉均勻,。但是，“三角包”,、“打卷”不利于膠料散熱,，易造成焦燒，且勞動強度大,，所以這兩種方法都不宜提倡,。翻煉時間5～6分鐘。

膠料翻煉完后,，要對膠料進行薄通,。實踐證明，膠料薄通對配合劑在膠料中的分散是非常行之有效的,。薄通方法是將輥距調整在0.1～0.5㎜,，將膠料投入輥筒中，任其自然落入料盤,。待其落完后,，再將膠料扭轉90°上輥。如此反復進行5～6次,。如果膠料溫度過高,，則要停止薄通，待膠料冷卻后再薄通,，以防膠料焦燒,。

薄通完畢，放寬輥距到4～5㎜,。膠料上車前,，先將膠料撕下一小塊投入輥中，目的是沖開輥距,，避免大量膠料入輥后,，使煉膠機猛烈受到較大力的作用，而損壞設備。膠料上車后,，要全部通過輥縫一次,，然后再包于前輥,，繼續(xù)翻煉2～3分鐘,，及時下片、冷卻,。膠片長80公分,、寬40公分、厚0.4公分,。冷卻的方法有自然冷卻和冷水槽冷卻,，這要視各單位的條件而定。同時,，要避免膠片與土,、砂粒等污物接觸，以免影響混煉膠的質量,。

在混煉過程中要嚴格控制輥距,。不同生膠的混煉和各種硬度膠料的混煉所需溫度都不相同，所以,，要根據具體情況來掌握好輥筒溫度,。

有些煉膠工人存在以下兩種不正確的想法：1、認為混煉時間越長,，膠的質量就越高,。實際情況并非如此，其原因前文已經作過敘述,。2,、認為輥筒上方堆積膠少粉料加的快，混煉速度就會加快,。其實不然,，如果輥筒間沒有堆積膠或堆積膠太小，粉料易被壓成片狀落入料盤,，這樣除對混煉膠質量有影響之外,，還要重新打掃料盤，再次將落入的粉料加入輥筒間,，如此反復多次,，大大延長了混煉時間，且增大了勞動強度,。當然,，如果堆積膠太多，粉料混入速度就會減慢?？梢姸逊e膠太多或太少對混煉都是不利的,。所以說，混煉時輥筒間要有一定量的堆積膠,?；鞜挄r粉料一方面靠機械力的作用擠入膠中，另一方面,，膠料在機械力的作用下易形成折子,，粉料極易隨著折子而被卷入膠中。其結果是混煉時間縮短,，勞動強度減小,，且混煉膠質量好。

以上兩點,，希望能引起煉膠人員的注意,。

轉自： 橡膠技術網 ，橡膠行業(yè)門戶網站,！