1、丁苯橡膠的塑煉和混煉宋嘯北京石油化工學院高063班摘要：簡單介紹了乳聚丁苯橡膠的塑煉和混煉方法。關鍵詞：丁苯橡膠塑煉混煉丁苯橡膠是產量最大的通用合成橡膠，是橡膠工業的骨干產品，它是合成橡膠第一大品 種，綜合性能良好，價格低，在多數場合可代替天然橡膠使用，主要用于輪胎工業，汽車部 件、膠管、膠帶、膠鞋、電線電纜以及其它橡膠制品。下面介紹丁苯橡膠的兩種加工技術 塑煉和混煉。丁苯橡膠的塑煉丁苯橡膠可以通過調節平均分子量來改善其加工性能，一般來說，丁苯橡膠的門尼粘度 多在3560之間。因此丁苯橡膠也可不用塑煉。但實際上經過塑煉后，可增進配合劑的分 散性，有助于提高產品質量。特別是海綿橡膠創品，丁苯橡膠

2、經過塑煉后，容易發泡，且泡 孔大小均勻。因此，丁苯橡膠與天然橡膠一樣，塑煉也是重要工藝之一。1.1塑煉與分子量分布丁苯橡膠的加工性能不僅受微觀結構如順式、反式及乙烯型等的影響，而且也受其平均 分子量與分子量分布的影響。經過塑煉后，橡膠分子量中的大分子發生解聚，使得平均分子 量降低，加工性能改善。研究表明丁苯橡膠比在相同條件下薄通的天然橡膠塑煉效果小，但 高粘度的丁苯橡膠有較明顯的塑煉效果。1.2塑煉條件對塑煉效果的影響丁苯橡膠塑煉時，煉膠機的輥筒轉速、速比、輥距及橡膠混度等各種條件對塑煉效果均 有影響。輥筒速比愈大，亦即前后輥筒平均轉速愈快，則塑煉效果亦愈大。此時也意味著橡膠通 過輥縫次數愈多

3、，塑煉效果愈好。另外根據煉膠機的塑煉條件，存在一定的極限粘度。隨著 輥筒平均轉速的增加，輥距的減小及橡膠溫度的降低極限粘度值也低。要想在某個極限粘度 以下進行塑煉時，需要變換塑煉條件以適應低極限粘度要求。輥筒大小對塑煉效果沒有多大影響，而輥距大小確有顯著影響。輥筒溫度愈低，塑煉效 果越大。輥距愈小，速比愈大，塑煉橡膠的門尼粘度愈低。1.3塑煉條件與凝膠生成塑煉溫度對丁苯橡膠的塑煉效果影響頗大，當塑煉輥溫超過120oC時，會迅速產生凝膠。 在150oC時凝膠生成可高達44.3%，一般認為，在這么高溫度下生成的凝膠屬于自動氧化類 型。凝膠含量與門尼粘度之間不一定成比例，在凝膠含量非常高時，會出現假

4、門尼現象，門 尼粘度反而會低。另外輥筒收縮性與凝膠含量關系也不大，與上述門尼現象相似。1.4塑煉對硫化橡膠的影響對不同塑煉程度的丁苯橡膠1502和丁苯橡膠1507進行溫煉，其硫化橡膠橡膠物理性能 要有所變化，研究結果表明，在塑煉過度時有降低抗張強度的趨向。丁苯橡膠的混煉丁苯橡膠混煉系指在其塑煉膠中均勻混入硫化劑、補強劑、軟化劑等配合劑的作業。混 煉膠質量對最終產品物理性能有直接影響，因此要認真操作。丁苯橡膠在設計時雖已考慮了 使其易于加工，但由于聚合溫度、乳化劑種類、結合苯乙烯含量及凝聚劑種類等制造條件的 變化，也會產生種種性質上的差別。因此日本工業標準(JIS)在丁苯橡膠的試驗方法中規定了

5、詳細的標準混煉方法。2.1 JIS規定的丁苯橡膠混煉方法丁苯橡膠膠料用試驗開放式煉膠機混煉，按下述操作順序進行。塑煉膠在輥距0.20 + 0.05毫米下薄通2次(不包輥)。放大輥距到1.4 + 0.1毫米，膠料包輥以后，進行左右交替3/4擱膠。加碩脂酸。均勻分批加入炭黑。當炭黑加入一半之后，將輥距放大到1.6毫米，左右3/4搗膠各 1次。然后加入剩余炭黑，待炭黑全部加完后，將輥距放大到1.9毫米，再從兩邊各搗膠1 次。在炭黑沒有全部混入橡膠之前，不能進進搗膠。從輥筒上落到煉膠機底盤上的炭黑應及時收集起來加到輥筒上。混煉No.3配方時，當硅酸鈣加入一半后即從兩邊各作3/4搗膠，然后將混煉膠料移到

6、 后輥筒上，繼續加完全部硅酸鈣后進行左右3/4搗膠3次，方轉入下一操作。輥距調到1.9毫米，加其它配合劑，向時要注意防止飛揚。從左右兩方進行3/4搗膠3次。從輥筒上將膠料刻下，輥距調到0.75 + 0.15毫米，再使整個膠料通過輥距6次。混煉膠在7毫米厚度下出片、過秤，重量誤差應在配方量的1%以內。混煉膠冷卻2小時后，用試驗開放式煉膠機在輥距0.200.05毫米下薄通10次，然 后將輥距調到1.4毫米使膠科包到前輥筒上，按3/4搗膠左右往返3次后下片，膠片收縮后 的厚度約為2.2毫米，放置16小時后送去硫化。所謂3/4搗膠是將膠料在輥筒工作面長度之3/4處切斷后，使膠落到底盤上，至輥縫間 無積

7、膠后再翻搗上去，這種操作左右交替一次約30秒鐘。在混煉No.10配方時要將輥距調到1.9毫米時再包輥，膠料進行不割膠的塑煉。2.2混煉條件對物理性能的影響前已述及，即使規定了丁苯橡膠的標準混煉方法，但實際上還會由于設備條件如煉膠機 的規格、輥筒速比、回轉速度等，以及人為因素如輥距、混煉溫度、混煉時間和加料順序等 的變化而產生硫化橡膠物理性能上的波動。分析其原因不外乎煉膠過程中使橡膠分子鏈斷 裂，配合劑分散不勻或配合劑中水分影響以及聚合物凝膠和結合凝膠(填充劑凝膠)的生成 等。一般來說，薄通得好時物理性能提高。另外，炭黑及白炭黑等配合劑中的水分會縮短焦 燒時間與加快硫化速度。在密煉機混煉時，混煉

8、溫度、混煉時間、轉子速度、上頂栓壓力以及加料方法等對配合 劑的分散性和加工性及硫化橡膠的物理性能等都有一定影響。在丁苯橡膠中混煉炭黑或白炭黑等活性補強劑時，由于混煉條件變化會生成結合凝膠。 一般是煉膠溫度提高則凝膠生成也多。將炭黑混煉膠薄片在不同溫度下加熱一小時生成的結 合凝膠量隨溫度提高而急劇增加。結合凝膠可提高膠料定伸強度與抗張強度，但凝膠量大時 會降低加工性能。2.3母煉膠法橡膠配合中某些用量較少的配合劑。例如著色劑或者混煉中容易飛揚而污染環境的炭 黑，以及難于混煉操作的油等，往往是將其預先與丁苯橡膠膠乳混合共凝聚成濕法母煉膠， 或者將丁苯橡膠(干膠)與配合劑用密煉機混煉制成干法母煉膠后

9、再行使用。在濕法母煉膠中 有著色劑母煉膠、木質素母爍膠，炭黑母煉膠、油母煉膠(充油橡膠)、高苯乙烯母煉膠等。 干法母煉膠有炭黑母煉膠、白填充刑母煉膠及著色劑母煉膠等。使用母煉膠的優點是配合劑分散性好，可提高混煉效率，節約電能，并防止因配合劑飛 揚而污染環境。濕法炭黑母煉膠比干法分散性好，各項物理性能亦好。3結語丁苯橡膠是橡膠工業的骨干產品，它是合成橡膠第一大品種，綜合性能良好，價格低， 在多數場合可代替天然橡膠使用，有著廣闊的發展前景，主要用于輪胎工業，汽車部件、膠 管、膠帶、膠鞋、電線電纜以及其它橡膠制品。參考文獻梅野昌，杉原喜四郎，等.丁苯橡膠加工技術M.化學工業出版社,1983,6.張洪林.乳聚丁苯橡膠的生產技術進展J .中國橡膠,2009,(08).周明,武愛軍，孫步均,賈剛治.乳聚丁苯橡膠改性技