【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方設(shè)計(jì)的程序 確定膠料技術(shù)要求 基本試驗(yàn)配方 試驗(yàn)與整理資料 最佳配方 中試確定最佳工藝條件 生產(chǎn)配方 24 167。 2—2膠料的加工性能 一 、 粘度 （ 一 ） 粘度與可塑性關(guān)系 （ 1） 粘度大 ， 可塑性小 。 粘度過(guò)大 ， 可塑性過(guò)小 ， 混煉不均勻 ， 壓延布料易掉皮 ， 收縮率大 ， 壓?；y棱角不明 ， 膠片表面粗糙 。 （ 2） 粘度小 ， 可塑性大 。 粘度過(guò)小 ， 可塑性過(guò)大 ， 不易混煉 ， 壓延粘輥 ， 膠漿粘著力小 ， 成品性能低 。 （ 3） 粘度不均勻則可塑度不均勻 ， 工藝性能及硫化膠物理性能不一致 。 （ 二 ） 粘度的影響因素 （ 1） 溫度－－ 溫度升高 ， 粘度下降 。 （ 2） 外力作用 －剪切力和剪切速度上升導(dǎo)致粘度下降 。 ① 流動(dòng)速率慢 ， 流動(dòng)時(shí)間 ≥ 分子鏈松弛時(shí)間 ， 則流動(dòng)中 ， 因外力作用而伸張開的分子鏈邊滑動(dòng)邊收縮 流動(dòng)阻力 ， 與分子鏈?zhǔn)湛s運(yùn)動(dòng)的阻力疊加 。 ② 流動(dòng)速率高 ， 流動(dòng)時(shí)間 松弛時(shí)間 。 則伸展開的分子鏈來(lái)不及收縮或只部分收縮 ， 因收縮而引起的運(yùn)動(dòng)阻力下降 ， 粘度下降 。 25 （ 三 ） 膠料的粘彈性 （ 1） 受力時(shí)間對(duì)粘彈行為的影響 外力作用時(shí)間 膠料松弛時(shí)間 → 膠料主要性質(zhì)為彈性 ， 形變恢復(fù)量大 。 外力作用時(shí)間 膠料松弛時(shí)間 → 平穩(wěn)的流動(dòng)性質(zhì) ， 形變恢復(fù)量小 ， 出片光滑 。 （ 2） 溫度對(duì)粘彈行為的影響 溫度降低 ， 粘度增加 ， 表現(xiàn)出彈性行為； 溫度上升 ， 粘度下降 ， 表現(xiàn)出液體的平穩(wěn)的流動(dòng)性質(zhì) 。 （ 3） 橡膠結(jié)構(gòu)對(duì)粘彈性的影響 分子量增加 ， 彈性增加 ， 可塑性下降 → 難加工 。 分子量分布寬 ， 易加工 。 支化度高 ， 生成不溶凝膠 → 合成膠變硬 → 難加工 ， 硫化膠機(jī)械性能降低 。 如：天然橡膠 分子量大 ， 彈性高 ， 可塑性低 ， 難加工 → 必須塑煉 。 天然膠 、 丁苯膠 、 丁腈膠等分子量分布寬 ， 易于加工 。 順丁膠 ， 異戊二烯膠分子量分布窄 ， 不易加工 。 26 二、彈性記憶 橡膠流動(dòng)中存在可恢復(fù)彈性形變 ， 若松弛時(shí)間長(zhǎng) ， 觀察時(shí) ， 剩余可恢復(fù)形變大 ， 可觀察到形變恢復(fù) ， 好像記得發(fā)生過(guò)形變 ，力圖使形變恢復(fù)－ 彈性記憶效應(yīng) 影響因素： 生膠的彈性模量 ， 生膠的最大松弛時(shí)間 ⑴ 內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響 分子量大 ， 高分子量組分多 ， 長(zhǎng)支鏈多 ， 最大松弛時(shí)間延長(zhǎng) →顯著 。 ⑵ 生膠的種類 天然橡：分子間作用力較小 → 松弛時(shí)間短 → 彈性記憶效小 → 加工過(guò)程中膨脹率小 ⑶ 膠料的含膠量 ― 增加 → 彈性記憶效應(yīng)增加 。 27 彈性記憶 ⑷ 碳黑 、 軟化劑的含量 加入碳黑 、 軟化劑 → 彈性記憶效應(yīng)降低 → 彈性和壓出膨脹率降低 ⑸ 加工過(guò)程中的工藝條件 如：溫度上升 → 松弛時(shí)間變短 → 彈性記憶效應(yīng)下降 → 膨脹率減小 。 ① 壓出速度高 力作用時(shí)間小于松弛時(shí)間時(shí) ， 彈性記憶效應(yīng)提高 ，壓出膨脹 。 ② 壓出速度低 力作用時(shí)間大于松弛時(shí)間時(shí) ， 彈性記憶效應(yīng)不明顯 ，膠片光滑 。 降低彈性記憶效應(yīng)的措施 : ① 選擇彈性記憶效應(yīng)不顯著的膠料做原料 。 ② 調(diào)整配方 。 ③ 調(diào)整加工工藝參數(shù) 。 28 三、膠料的斷裂特性 bbed UU??d?beUbU－形變指數(shù) －理想生膠斷裂能量密度 －實(shí)際生膠斷裂能量密度 0II bb ??b?bI0I－斷裂伸長(zhǎng) －生膠被拉至斷裂點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)度 －生膠拉伸前的長(zhǎng)度 d? b?增加 → 加工性能好。 影響斷裂特性的因素： 分子量 ， 分子量分布 ， 支化度 。 分子量分布寬 ， 支化度低 ， 加工性能好； 分子量大 ， 支化度高 ， 加工性能不好 。 29 作業(yè)及思考題 為什么 SBS稱為熱塑性彈性體？生產(chǎn)中如何獲得良好的加工性能和使用性能？ 現(xiàn)代橡膠硫磺硫化體系由哪些成分組成？其作用分別是什么？ 橡膠防老劑有哪兩種類型？其作用機(jī)理如何？ 橡膠增塑劑有哪兩種類型？其作用機(jī)理如何？其選擇原則是什么？ 簡(jiǎn)述炭黑的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理。 30 167。 2－ 3 塑煉 一 、 塑煉的目的 塑煉 －－ 把具有彈性的生膠變?yōu)榫哂锌伤苄缘哪z料的工藝過(guò)程 。 目的 ： ① 使橡膠有恰當(dāng)?shù)目伤苄?。 ② 使橡膠性質(zhì)均勻 。 二 、 塑煉機(jī)理與塑煉效果 （ 一 ） 塑煉機(jī)理 生膠高粘度原因 ： 平均分子量很大。 降低粘度的方法－－－ 使橡膠分子鏈斷裂， ↓ 大分子長(zhǎng)度 。 塑煉方法 ： 在煉膠機(jī)中軋煉生膠，橡膠分子鏈在力和氧作用下斷裂。 塑煉中可加入化學(xué)塑解劑提高塑煉效果 －力 —化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。 分類： 低溫塑煉 ——機(jī)械降解為主，氧起穩(wěn)定游離基的作用。 高溫塑煉 ——自動(dòng)氧化降解作用為主，機(jī)械作用強(qiáng)化橡膠與氧接觸。 力或化學(xué)作用 31 低溫塑煉機(jī)理 ① 低溫塑煉時(shí) ， 機(jī)械力作用下 ， 橡膠分子斷裂 ， 形成游離基 。 ② 游離基與氧氣作用 ③ 過(guò)氧化物游離基與其它橡膠分子反應(yīng) 32 有化學(xué)塑解劑存在 ， 如：加入硫酚， 則橡膠大分子游離基與塑解劑作用： 低溫塑煉機(jī)理： 分子鏈在機(jī)械力作用下降解生成游離基 ， 氧氣穩(wěn)定了生成的游離基 ， 從而達(dá)到降低分子鏈長(zhǎng)度的目的 。 若有化學(xué)塑解劑存在 ， 則塑解劑起穩(wěn)定自由基的作用 。 33 高溫塑煉機(jī)理 ① 高溫塑煉：空氣中氧對(duì)橡膠分子的自動(dòng)氧化作用，形成大分子游離基 ② 氧氣充足時(shí)，大分子游離基繼續(xù)氧化 34 加入塑解劑 ① 引發(fā)劑型化學(xué)增塑劑 ， 如：過(guò)氧化苯甲酰 對(duì)生膠的自動(dòng)氧化起促進(jìn)作用 ： 自由基與橡膠分子作用奪取其活性氫原子 ② 混合型化學(xué)增塑劑 如：硫醇類 在有氧氣存在時(shí)最先起引發(fā)劑作用，然后又起游離基接受體作用： 高溫塑煉機(jī)理： 氧化裂解占主導(dǎo)地位，攪拌作用可強(qiáng)化橡膠與氧的接觸 化學(xué)塑解劑可引發(fā)、促進(jìn)氧化作用，穩(wěn)定游離基。 35 （二）塑煉效果 機(jī)械力作用 影響分子鏈斷裂幾率因素： ① 分子化學(xué)鍵能 ② 斷裂時(shí)作用于分子鏈的機(jī)械功 ③ 作用于分子鏈上力的大小 ④ 溫度 RTFEeK /11 0?? ????0F0F? － 分子鏈斷裂幾率； E －分子化學(xué)鍵能； －鏈斷裂時(shí)的機(jī)械力， －作用于分子鏈上的力， －鏈斷裂時(shí)伸長(zhǎng)長(zhǎng)度； K1－常數(shù)。 220 )( MMKF ?? ????? M － 作用于分子鏈上的剪應(yīng)力 （ τ ） ； －平均分子量 。 K2－常數(shù) 。 機(jī)械斷鏈規(guī)律： ① 大分子中央部分的鏈最先斷裂 ② 分子鏈愈長(zhǎng)愈易切斷 極限分子量 —機(jī)械斷鏈作用在塑煉初期最強(qiáng)烈 ， 分子量下降最快 ， 隨后漸趨平緩 ， 進(jìn)而達(dá)極限 ， 分子量不再隨變化 ， 該分子量稱極限分子量 。 36 氧化斷鏈作用 高溫塑煉 ， 氧化斷鏈起主導(dǎo)作用 ， 氧化對(duì)分子量最大和最小部分同樣起作用－不會(huì)出現(xiàn)分子量分布過(guò)窄現(xiàn)象 。 影響塑煉效果的因素 ⑴ 氧氣的含量 低溫塑煉 ， 起穩(wěn)定自由基作用；高溫塑煉 ， 起氧化斷裂