深圳澳佛特橡膠制品有限公司混煉車間

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混煉是指為了提高橡膠制品的物理機械性能,改善加工成型工藝,降低生產成本,需要在生膠或塑料膠中加入各種配合劑,如填充劑、補強劑、促進劑、硫化劑、防老劑、防焦劑等,這些配合劑有固體、液體等材料,將所加入的各種配合劑分散均勻,確保膠料的性質一致。所以在煉膠機上使各種配合劑均勻地分散到生膠或塑煉膠中的工藝過程稱為混煉,經混煉制成的膠料稱為混料膠。

混煉過程包括四個階段:混入、分散、混合、塑化。生膠或塑料膠在煉膠機中受到剪切和拉伸的作用產生流變和斷裂、破碎,與配合劑充分接觸,使其混入。這一過程稱為潤濕階段或吃粉階段。混入橡膠后的配合劑在機械力的作用下,進一步被破碎成微小尺寸的細粒,同時增加接觸面面積并進一步提高混合均勻性。所以又稱微觀分散。各種配合劑在生膠或塑煉膠中均勻分布的過程。所謂混合,是指僅增加配合劑在膠料中的分布均勻性,而不改變其粒子的尺寸大小。所以,這一過程又稱為宏觀分散或簡單混合。橡膠分子在機械力-化學作用下繼續斷裂,使粘度下降,實現均勻混合。這些過程不是孤立進行的,而是同時發生。[1]

通常對配合劑的檢驗內容主要有純度、粒徑、水分、機械雜質含量、灰分及揮發分含量、酸堿度以及液體配合劑的粘度等。具體依配合劑類型不同而異。生膠或塑煉膠除了檢驗其化學成分和門尼粘度外,還應該檢驗物理機械性能。

當配合劑中含有較多水分或低揮發物雜質時,使得配合劑容易結團,不僅使篩選困難,而且在混煉時容易被壓成大塊凝聚物而不易分散,使得膠料或半成品硫化時內部容易產生氣泡,造成廢次品。所以需要除去或減少其中水分或低揮發物雜質。干燥設備有干燥室、真空干燥箱、螺旋式連續干燥機等。

當配合劑的粒度及粒度分布達不到標準,或者其中含有機械雜質,如沙粒、木屑、小金屬器件以及配合劑本身的大顆粒和結團等。因為這些雜質的混入,會降低硫化膠的物理機械性能,容易損壞設備。常用的設備有振動篩、鼓式選篩機、螺旋選篩機等。

將個別的一些配合劑(短時間難以混煉均勻、生熱量多、能耗大的)以比較大的比例事先與生膠或塑煉膠單獨混合制成組分比較簡單、高濃度的母煉膠[5]。將某些配合劑,如促進劑、氧化鋅、硫磺等,預先與液體軟化劑混合制成膏狀混合物,使得配合劑容易分散,降低粉狀配合劑的飛揚,改善勞動條件。

配合劑的稱量是制備膠料前準備工作最主要的工序之一。稱量是否準確,對膠料的加工性能和產品質量都起著重要的作用。因此必須做到細致、不錯不漏、準確無誤。配合劑的稱量和投料有兩種方式:手工稱量投料和自動稱量投料。前者適用于技術程度不高的中小規模生產,后者適用于技術程度高的大規模生產。

混煉可采用開煉機、密煉機和螺桿連續混煉機。用開煉機混煉時要求手工操作熟練,勞動強度大,且不安全。用密煉機混煉操作安全,勞動強度小,是目前應用最普遍的。混煉要求配合劑均勻分散于生膠中,形成膠態分散體,以使硫化膠具有最佳性能。同時對混煉膠料的可塑度也有一定要求,使之能符合后工序的要求。有一段和二段混煉法。前者是在橡膠中逐步添加配合劑。后者是先加入軟化劑和粉末狀填充劑進行第一階段的粗混煉,膠料經冷卻和放置一定時間后,再加硫黃和促進劑進行第二段混煉。

將橡膠(生膠)與各種配合劑(見橡膠配合)在煉膠機內混合均勻的橡膠加工工藝。為了能夠將粉狀配合劑加入橡膠中,生膠須先經塑煉,提高其塑性及流動性。混煉過程是橡膠加工最基本的過程,加入配合劑后的混煉膠料的質量,對半成品的工藝性能和成品質量均具有決定性影響。