【文章內容簡介】 過小影響設備利用率，并易造成過煉。適宜的裝膠容量是允許輥縫上方保持適當量的堆積膠，是膠料通過時形成波紋和折皺，夾裹粉劑進入兩輥間隙。B、 輥距 在裝膠容量合理的情況下，輥距一般為4～8mm。輥距過小使配合劑粉粒和橡膠分子接觸機會增多，使混入速度加快，但由于堆積膠多了，反而會使堆積膠以自身為軸心而打轉，失去應有的作用，使一部分粉劑停滯在堆積膠的表層。輥距太大又會減弱剪切效果，使配合劑不易分散。為使堆積膠數量基本上保持在適宜的范圍內，在配合劑不斷加入、膠料總容積不斷遞增的情況下，應逐步調厚輥距，以求適當。C、 輥溫 在開煉機混煉時，輥筒的劇烈剪切作用使橡膠摩擦生熱。這種摩擦作用在輥縫處最為劇烈，溫度也最高。通過輥縫后輥溫逐步下降，一直到第二次通過輥縫時又重新上升。高溫對開煉是不利的，因為溫度上升導致膠料軟化，剪切效果減弱，其后果是①容易引起焦燒；②有些低熔點配合劑熔化后結團，無法分散。為了避免因溫度過高而導致對混煉的不利影響，輥溫宜通過冷卻的方法保持在50～60℃之間。冷卻的途徑有二：①是延長膠料在包膠輥上的停留散熱時間，亦即加大前輥直徑，但這樣做會給操作帶來不方便，缺乏現實意義；②是往輥筒內通入冷卻水，采用這種措施，可消除總熱量的70～90%。輥筒的冷卻效果取決于筒體壁厚和內表面的加工情況，因此必須對輥筒內表面進行機械加工，選用合理的冷卻裝置及降低冷卻水水溫都有效。水溫不宜超過12℃，所以在夏季應該用深井水或制冷設備。改進輥筒內部冷卻結構也可以提高冷卻效果。為了便于操作，要求膠料包前輥，為此應使前后輥保持一定溫差。天然橡膠包于熱輥，因此前輥輥溫（55～60℃）應高于后輥輥溫（50～55℃）。多數合成橡膠易包冷輥，所以宜使前輥輥溫低于后輥。另外，鑒于合成橡膠的發(fā)熱量大于天然橡膠，前后輥的溫度應各低于天然橡膠5～10℃。D、 輥筒速比 設置速比使為了加強剪切作用，促進配合劑的分散?；鞜掃m用的速比范圍為1：～?？偟恼f來，速比應該適當。速比過大，則橡膠分子內摩擦增大，生熱加快，易于焦燒，且配合劑易被壓成硬塊或鱗片。速比過小，則起不到有效的剪切作用。E、輥筒轉速 轉速應適當，轉速過大，操作不安全；過小則混煉時間延長，影響煉膠機效率，一般控制在16～18r/min。F加料順序 加料順序是影響開煉機混煉質量的重要因素之一，加料順序不當，輕則影響分散均勻性，重則導致焦燒、脫輥或過煉。加料順序的先后，首先要服從配合劑所起的作用，同時也要兼顧用量的多少。配合量少、難分散的先加。用量多而易分散的后加。一般的加料順序如下：① 最先加入塑煉膠、母煉膠、再生膠，經一定時間的滾壓，俟其完全包輥。②接著加入促進劑和防老劑，它們的用量雖少，但分散要求高，故應先期加入。噻唑類和胍類促進劑都有增塑作用，先加有利于混煉操作。防老劑先加能防止高溫煉膠時發(fā)生熱老化現象。③由于氧化鋅在混煉時帶負電荷，混入比較困難，又容易導致膠凝和焦燒，故其加入順序也放在前面。④ 由于軟化劑（松焦油、松香）帶有潤滑性，不宜過早加入，以免脫輥。軟化劑的加入有助于減少加填充劑的劇烈生熱，但先加往往容易使填充劑結團（在混煉合成橡膠時，軟化劑加入量大，其加入順序在填充劑之后。而在天然橡膠中因用量少，習慣上放在填充劑之前）。松焦油和松香在接觸熱輥表面后會熔化粘接，故最好與粉料預混后加入。⑤ 各類補強填充劑和非補強填充劑由于投加量都比較大，要求分散良好?？梢约尤肷倭坑仓峄虿捎梅峙倭康耐都臃椒?。⑥ 為了防止在煉膠時出現焦燒，硫磺通常在末期加入。加時要降低輥溫及減少堆積膠（可在輥筒上切下部分膠料，待硫磺加完后再行并合）。加硫磺后的動作要快，操作時間要短。3）開煉操作 開煉過程大致如下：遵照分段加藥的原則，將生膠或塑煉膠、促進劑母膠或并用膠等沿大牙輪一側投入開煉機的兩輥縫隙中。此時宜將輥距控制在3～4mm，經滾壓3～4分鐘后，一般便能均勻連續(xù)地包于前輥，形成光滑無隙的輥膠。此時，可將膠全部取下，將輥距調寬到10～11mm，再把膠投入軋煉1分鐘左右。根據包輥膠的多少割下部分余膠，使包輥膠的上端保持一定量的堆積膠。此時便可開始投加配合劑，一般先加促進劑、防老劑、硬脂酸等小藥，隨后加難分散的氧化鋅，然后再加填充劑。加填充劑時應注意讓粉劑自然地進入膠中，與橡膠充分混合，而勿過早地采取割刀。同時要逐步調厚輥距，以使堆積膠數量保持在適宜的范圍內。待粉劑全部吃完后，投入割下的余膠，由中央割刀分往兩端，然后將液態(tài)軟化劑徐徐加入，繼續(xù)滾壓4～5分鐘（在填充劑和軟化劑用量都比較多的情況下，也可采用兩者分批交替投加的方法）。在滾壓的前半段時間，按前法由中央向兩端割刀，待全部混勻后，將膠割下一卷，減少堆積膠。加入硫化劑，此時應嚴禁割刀。待硫磺全部混入后再將余膠投入。到此各種配合劑已先后加畢，接下來就要進行翻煉，以進一步達到均勻。一般常用的翻煉方法有左右割刀、折扭、打三角包和割刀打卷等數種，其中比較有效的是“八把刀法”，即沿輥筒軸向平行的方向以450角卷切，左右個進行四次，翻煉時間約3～4分鐘。此外還有采用機械割刀法的，即在靠近前輥處安裝一架機械割刀，它能沿著輥筒表面左右來回往復移動，自動劃割膠料，使膠條落盤，然后再送入輥筒間隙繼續(xù)翻煉，如此周而復始，能取得較好的補充加工的效果。翻煉完畢后，再一次調節(jié)輥距到4～5mm，再用切落法補充翻煉2～3次，輥溫宜控制在45℃左右。密閉式煉膠機混煉 與開煉機混煉相比，密煉機混煉有如下優(yōu)點：① 膠料在密閉的密煉室內混煉，操作者不直接接觸機器的作業(yè)部位，操作的安全性較大；② 混合過程在密煉室中進行，粉塵飛揚的情況明顯改善；③ 投料、捏煉、加壓和排膠都是機械化的 ，減少了手工操作所占比例，降低了勞動強度；④ 能顯著縮短混煉時間，提高生產效率。密煉機混煉的缺點：① 混煉室溫度很高，容易使對溫度敏感的膠料焦燒；② 煉得的膠料形狀不固定，需經壓片機補充加工；③ 投資較大。1）影響密煉機混煉的工藝因素 影響密煉機混煉的工藝因素有裝料容量、加料順序、上頂栓壓力、轉子轉速、混煉溫度和混煉時間等。① 裝料容量 系指密煉機的實際投料容量。適當的裝料容量是獲得良好混煉效果的必要條件。裝料容量不足，膠料不能獲得必要的剪切力和捏煉,甚至造成空轉，導致混煉效果不好。設備利用率也降低；裝料過多，有一部分配合劑會停留在加料斗頸口處，更重要的是膠料充滿混煉室，無翻動回轉余地，破壞了轉子突棱后面膠料形成紊流的條件，導致混合不勻，并容易造成電動機超荷。因此，裝料量總是小于混煉室總容量，往往只占總容量的60～70%（由總容量乘以裝料系數所得）。粉料配合劑松散度大、密度小，在混煉初期配合劑和生膠總體積大于混煉室容量，隨后在混煉過程中，將逐漸縮小。最佳裝料量取決于生膠類型特征、所用填充劑和增塑劑的用量，以及設備特征。生膠類型和可塑度不同，裝料量也不同，可塑度大者裝膠量應大些。② 加料順序 加料順序對密煉操作很重要。一般，表面活性劑（如硬脂酸）應在橡膠塑煉之后、碳黑加入之前加入，或與碳黑同時加入；促進劑和硫化劑等則應在碳黑分散后加入，一般與軟化劑同時加入。因為這時膠料溫度已下降，否則可能產生焦燒。生膠、碳黑和軟化劑這三種主要物料的投料順序和加工時間特別重要。一般，生膠投料后應先加入碳黑，待碳黑在橡膠中分散后在加入軟化劑，以利于橡膠與碳黑之間的相互作用。但是在碳黑完全分散后加入軟化劑（增塑劑或油）會涂于金屬表面而潤滑，或使膠料破裂，減慢均勻混煉和分散混煉速度，延長混煉時間，增加能耗。最好的方法使用少量碳黑于軟化劑一起投料，配比通常為1～：1（重量份）；或者用逆混煉法，也可獲得較好效果。正確投入軟化劑，可消除打滑現象。功率穩(wěn)定升高，碳黑混入正常?；鞜挄r間縮短。③ 上頂栓壓力 上頂栓主要作用是將膠料保持在轉子的混煉工作區(qū)域內，給膠料造成局部壓力，防止膠料在室壁和轉子的表面上滑動，防止膠料進入加料斗頸部，離開混煉區(qū)。上頂栓壓力不足，會引起膠料滑動，延長混煉時間。適當 提高上頂栓壓力能減少混合物內的空隙，增加橡膠與轉子表面之間接觸力，從而縮短混煉周期，提高混合效果。混煉開始時，提高壓力能加快生膠吃粉速度，促進分散?；鞜捊Y束時，上頂栓基本保持在底線處，偶爾碰到大塊混煉膠時抬起一點，此時上頂栓起搗錘作用。上頂栓壓力的作用與裝膠料量有關。裝膠量不足，上頂栓壓力則不能充分發(fā)揮作用。增加上頂栓壓力，會使膠溫升高，混煉功率增大。④ 轉子轉速 提高轉子轉速是強化混煉過程有效的措施之一。密煉機的平均剪切速率與轉子轉速成正比。隨著剪切速率增大，總剪切變形量增大，則均勻混煉加快。提高密煉機轉子轉速，電機功率亦隨之增大，大體上與轉子轉速成正比。提高轉子轉速會使膠溫升高，導致膠料黏度和剪切應力降低，不利于分散混煉。因此為平衡混煉速度和分散效果，轉子實際轉速應適當選擇。⑤ 混煉溫度 混煉過程中由于摩擦作用，膠溫不斷變化。為了很好的控制混煉溫度，必須有效的降溫。膠料冷卻的主要問題是膠料導熱性差。只有膠料與冷卻表面接觸部分才能得到冷卻。因此膠料冷卻效果與轉子幾何形狀有關。冷卻的方法通常是加大密煉機冷卻水流速、流量和降低水溫（控制在12～14℃）。新型密煉機采用密煉機夾套和轉子雙重冷卻，效果顯著。采用50～60℃的循環(huán)冷卻水冷卻時混煉效果最佳。實際上最佳溫度范圍即為橡膠正常包輥的溫度范圍。⑥ 混煉時間 密煉機混煉比開煉機短的多。因為混煉在整個密煉室內進行，而不是象開煉機那樣僅僅在兩輥間進行。時間長短與填充量的多少有關，填充量高的，所需時間長。另外混煉時間跟轉子轉速和上頂栓壓力也都有關，必須盡量縮短輔助時間和投料時間。混煉時間增長，能改善配合劑分散，但時間過長容易造成過煉，另外要注意時間過長也會造成“熱歷史”的增長。2）密煉操作 混煉在密煉室中進行。操作開始，按加料順序和混煉方法先后將料和配合劑從裝料口加入，經上頂栓加壓，壓入混煉室中，進行混煉。混煉完畢后，開放下頂栓，將膠料排至壓片機加硫磺（如采用兩段混煉的話，則壓片后需經冷卻停放）。密煉操作的加料順序通常是：橡膠（生膠、塑煉膠、并用膠或再生膠等） 固體軟化劑（硬脂酸等） 防老劑、促進劑、氧化鋅 補強填充劑 填充劑 液體軟化劑 排膠 壓片機加硫磺、超速促進劑（如促進劑TMTD）。根據混煉中間有無停放，密煉操作可分為一段混煉和兩段混煉。A、 兩段混煉 兩段混煉是指混煉作業(yè)分兩個階段來完成的密煉機混煉方法，在兩段之間，膠料要經過出片（或造粒）、冷卻與停放。因為混煉作業(yè)所需時間相當長，所以采用兩段混煉較為理想。起主要優(yōu)點如下：① 可顯著提高膠料的分散均勻性和硫化膠的物理機械性能；② 可縮短混煉時間；③ 可減少由持續(xù)高溫引起的焦燒傾向，這對容易生熱和焦燒的膠料（如氯丁橡膠）來說尤為重要。采用兩段混煉時，通常一段與塑煉合在一起，采用較高（160℃，甚至更高）的溫度，以利于使未塑煉橡膠與塑解劑作用，縮短混煉前的塑煉時間。B、 一段混煉 一段混煉是指混煉作業(yè)一次完成的密煉機混煉方法，膠料毋需中間停放。其優(yōu)點是可以省卻一、二段之間的壓片與冷卻停放，節(jié)省停放一段膠所占之面積。缺點是所得膠料的可塑度較低，填充劑不易均勻分散，而且由于混煉周期較長，容易造成早期硫化。為時混煉膠膠料生產趨向合理，形成連續(xù)化生產線，最好用密煉機一段混煉，隨后采用螺桿壓出機補充加工。3）壓片和造粒 密煉膠料的溫度往往高達120～130℃，且呈不規(guī)則塊狀，因此需進行壓片和造粒，其作用如下： ①降低膠料溫度，以利加硫磺操作，防止焦燒； ②完成加硫磺作業(yè)；③加硫磺后的翻煉可起到精煉作用；④使成一定形狀，以利冷卻和堆垛。4）混煉膠的冷卻、停放和保管A、冷卻 經出片（或造粒）的膠料，其下片溫度仍可達80～90℃。橡膠是熱的不良導體，在這樣的溫度下存放，容易導致焦燒，因此必須經過強制冷卻。 冷卻方式有三種：自然空氣冷卻，室溫空氣強制冷卻和室溫水強制冷卻。B、停放 膠料冷卻后還要經過停放，以便達到下述目的： ①使膠料恢復疲勞，松弛混煉時所受的機械應力； ②減少膠料收縮； ③使配合劑在停放過程中繼續(xù)擴散，以促進均勻分散；④ 使橡膠與碳黑之間進一步生成結合橡膠，提高補強效果。C、濾膠 膠料在配煉時可能夾入某些雜質，為此應根據產品要求進行濾膠。一般濾膠在濾膠機中進行。D、膠料保管 混煉膠應妥善管理，否則也可能出現質量問題，如輕度焦燒等。 膠料在儲存期間，必須控制溫度和縮短貯存時間，以避免焦燒。發(fā)收膠料，應登記入帳，按照先后次序使用。對容易發(fā)生焦燒或庫存性能不穩(wěn)定的膠料要區(qū)別對待，不僅要單獨存放，經常翻倒，以便及時散發(fā)內部余熱，而且要盡快使用。對易焦燒的膠料每隔2～3天翻動一次，對一般膠料每隔6～7天翻動一次。對返回的膠料，尤其是邊角料，要分開保管，不得與原膠片互混。在計劃安排上，應做到準確、減少積壓、縮短周期時間。 夏季氣溫較高，尤其要注意管理。常用降溫保管方法有：用隔離劑、冷卻水制冷循環(huán)；建立地下膠庫或空調膠庫貯存膠料；也可用水幕膠庫，即膠庫四壁設有噴水管，水噴到麻袋片上，以降溫。總之，貯存時應注意以下幾點：a、 膠庫保持通風，膠料不受陽光直接照射，室內溫度宜低些，注意夏季降溫；b、 膠料堆放不宜過高，并定時翻動，以利散發(fā)內部熱量；c、 存放時間不宜過長。(四)各種橡膠的混煉特性 各種橡膠具有不同的粘彈性特性和流變性能。在機械應力和溫度場中，它們所產生的結構化作用和降解作用也極不相同。為了達到良好的混煉改性效果，必須根據各種橡膠的特點制訂適宜的混煉工藝和規(guī)程。 （一）天然橡膠 天然橡膠具有良好的混煉性能，包括良好的包輥性、較高的生膠強力和初粘性、良好的塑性和并用性以及對配合劑的較大的浸潤性（氧化鋅和硫磺除外），吃粉較快。但天然橡膠對混煉時間很敏感，時間過短，混煉膠表面會呈現顆粒狀，造成壓延、壓出困難；混煉時間過長，又會導致過煉，嚴重時由于可塑度過分增大而粘輥，所以掌握混煉膠可塑度是一個關鍵。開煉機混煉，輥溫在45～55℃之間，前輥比后輥高5℃。密煉機混煉時，多采用一段混煉法，排膠溫度在140℃以下。（二） 異戊橡膠 異戊橡膠容