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橡胶制品生产中的几点实践与思考

时间:2019-10-09 08:22:47 浏览次数:149次
  一、混炼过程的“加料顺序”
 
  众所周知,混炼是橡胶制品重要的加工历程,奇怪的是,关于混炼过程中配合剂的加料顺序,文献资料中却相对“模糊”,通常显现的是“人云亦云”、“照抄可也”的状况。或许,因为它有时也恰恰是“保密内容”。实践中,许多配方,对“加料顺序”“相对不必严谨”,“无招胜有招”、“糊涂炼胶”倒也“生产正常”;但又无可否认,有不少配方,若不注重“加料顺序”,炼不出合乎要求的混炼胶,有损后续工序的加工,生产不出“合格产品”。下面仅就开炼机混炼举几个例证。至于“原因”或“理由”,不想多加评说,留给读者“体会与思考”。
 
  例1(NR炭黑胶)/(汽门嘴)黄铜直接粘合
 
  a)NR薄通达到(某个)塑炼胶可塑度,然后才加入炭黑,按步混炼,粘接力附胶量皆达标,测试数据稳定。
 
  b)NR薄通,在未达到要求的塑炼胶可塑度时便加入炭黑混炼,即使随后再通过薄通母炼胶使之先达到a)法混炼胶的可塑度(总能耗比a)法多近一倍),然后按步混炼,也难以达到a)法的粘接效果,数据亦相当分散。
 
  b)法中,NR过早同炭黑借助混炼而“结合”,使大分子链更难“断裂”,损害了流动性,损害粘接效果。
 
  例2(CR/炭黑)胶/黄铜直接粘合
 
  CR已薄通达到所要求的可塑度,然后
 
  注:如果薄通塑炼时加入少量“转型剂FH21O”,促使CR构型转化,塑炼更快,效果更佳。
 
  a)加完(炭黑/白炭黑)之类填料并适当捏炼之后才加入“直接粘合剂SW”,非均匀扯离粘接强度超过6MPa(最高可达到或超过1OMPa),附胶100%。
 
  b)先加“粘合剂SW”然后加入(炭黑/白炭黑),极端的情况便是非均匀扯离粘接强度不足1MPa,附胶近于O%。
 
  b)法中,炭黑、白炭黑吸附“粘合剂SW”,或相互接触、反应,使之过早地消耗,大大失去粘接效力。
 
  例3低硬度橡胶制品
 
  对于常常借助“高油量”获取“低硬度”(如邵尔A30°)的橡胶制品,先加填料/最后慢慢加油的方法(后加油法),往往比其它方法(例如,填料/油拌均同加,填料与油间隔或分批加入)炼得均匀,物机性能好,数据也比较集中。至少,制品的表观状况,合模线处出现“烂边”的情况皆大大改善。低硬度(32°±3°)/高撕裂强度(大于45kN/m)的NR制品,采用这种混炼方法才能达标且有稳定的测试数据;实践证明,对于“低硬度/均匀细密微孔”海绵,“后加油法”也是行之有效的炼胶方法。
 
  2005年年会作为“反向思维”例子提过的“后充胶法”,同样是这类“高油量/低硬度”橡胶制品的一种有效混炼方法。高粘度利于获取大的剪切力,有助填料分散。
 
  例4高门尼粘度EPDM为主材的橡胶制品
 
  对于高门尼粘度EPDM(例如荷兰DSM的8340A,ML125℃值为80;拜耳EPT9650,ML12℃值为94)为主材的配方混炼,除高辊温外,先(全部或适量)加油,调低粘度之后才小量分批加入炭黑,比之常见的(炭黑/油拌匀同加或间隔或分批加入)混炼方法,可获得相对优越、相对稳定的力学性能。
 
  适度先降低粘度,有利于对填料的润湿,有利于填料混入与均匀分散。
 
  例5含(白炭黑/偶联剂)与炭黑的低硬度(40°)IIR制品
 
  调好辊距、辊温,IIR包辊并适度捏炼之后:
 
  a)(白炭黑/偶联剂)小量,慢慢加入,逐步加大每次的“加入量”,每加完一批次,都要适量多炼一段时间,加完之后,左右割胶回炼,然后才加炭黑,所得混炼胶不仅“断面油润有光泽”、柔韧有力、流动性好,而且硫化制品亦表面光洁,无“小气泡”,合模线处“烂边”减少以至消除。
 
  b)方法同a),但(白炭黑/偶联剂)开始时加料过快,加入量过多,甚至,如
 
  c)先加炭黑,随后加(白炭黑/偶联剂),b)法与c)法皆难获得a)法的效果。
 
  应该注意,IIR对不同类填料之间相互作用强度不尽相同,必然影响混炼效果。
 
  例6(NR/BR/炭黑)混炼胶
 
  并用胶的炭黑加入方法(如,先掺后混,NR冲稀法、BR冲稀法、母炼胶掺合法)不同,所得混炼胶的加工性能、成品性能会有很不相同,这方面的国内外文献相当多。NR、BR对炭黑的亲和力不同,应依据所需要的(主要)性能(组合),选取合适的“炭黑加入方法”。借助不同的炭黑加入法,调整炭黑在不同胶相中的分布,并达到均匀分散,获取不尽相同的性能水平(或性能的平衡)。
 
  例如,求耐疲劳,炭黑大部分或全部先加入NR中,适度炼胶后才加入BR进行后续混炼(BR冲稀法),耐疲劳性能明显优于其它三种方法,而且相对节省混炼时间。
 
  总之,领悟与掌握“橡胶、配合剂相互之间的相互作用”,以及它对加工性能、物机性能、制品质量的效应,在实践中印证、调整,有助于恰宜地确认混炼过程的“加料顺序”。
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