密煉機(jī)橡膠配方與膠料各工藝性能之間的關(guān)系是怎樣的？
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添加時間：2023-08-04
密煉機(jī)、橡膠配方與膠料各工藝性能之間的關(guān)系！大神看了都說沒毛??！
不同的橡膠產(chǎn)品對膠料的物性都有不同的要求，同時密煉機(jī)混煉這些產(chǎn)品時膠料的工藝性能（加工性能）也需要不同的要求。所謂的工藝性也就是密煉機(jī)混煉橡膠產(chǎn)品的過程不能達(dá)到理想的狀態(tài)，做出來的橡膠產(chǎn)品也就很難做到性能理想化、經(jīng)濟(jì)效益最大化。一句話，無論你要求橡膠產(chǎn)品有什么樣的物性要求，也不管你的要求是高還是低，如果工藝性能無法滿足要求（實(shí)現(xiàn)要求的過程無法滿足），那么你就很難順利的去生產(chǎn)。不多贅述，和大家一起談?wù)撁軣挋C(jī)對橡膠混煉中工藝性能受配方的影響及關(guān)系。
一、混煉性能
1.各種成分對混煉效果的影響
主要分析配方中各種填料、化學(xué)藥品、操作油等配合成分混入橡膠中的難易性、分散性。它主要由這些配合成分與橡膠之間的互溶性的高低、浸潤性的大小來決定。
膠料混煉工藝設(shè)計(jì)的好壞評價方法之一就是各種成分是否可以在橡膠中能夠迅速的分散；混煉效果的好壞，則可以通過各種成分在橡膠中能否均勻分散其中來衡量。這兩個指標(biāo)都主要取決于配合成分與橡膠之間的互溶性、浸潤性。
“互溶性”這個詞大家可能會認(rèn)為橡膠那么大的分子怎么可能溶解在各種配合成分里很多配方里，應(yīng)該是配合成分溶解在橡膠里才對。其實(shí)，所謂的溶質(zhì)、溶劑也是相對的，量少的慣稱為溶質(zhì)，量多的則為溶劑，習(xí)慣性的認(rèn)為溶質(zhì)溶解在溶劑中，如果“溶質(zhì)”的量比“溶劑”的量大很多的話，那就是“溶劑”溶解在“溶質(zhì)”中。所以，也就可以理解為互溶性了。為了能讓膠料達(dá)到多種綜合性能都很優(yōu)異的效果，很多配方用到的橡膠都不止一種，可能2、3、4、5種橡膠并用，這就涉及到這些橡膠之間的互溶性（也許橡膠之間的互溶性大家更好理解一些）?；鞜捄蟮哪z料如果電鏡圖片里顯示各相之間沒有明顯的分離、橡膠之間、橡膠與各配合成分之間分散的非常均勻那就表明互溶性好，否則互溶性就差。互溶性差的配方體系所對應(yīng)的膠料的各種物性也就不能得到好的體現(xiàn)。
其實(shí)，橡膠配合體系是不能像鹽溶于水那樣做到分子級的互溶性，一是因?yàn)橄鹉z是由不同分子量的高分子復(fù)雜體系組成，二是各種配合成分也不是簡單的小分子化合物，三它們是固相之間的溶解性。橡膠對配合劑的浸潤性也許更能清楚的解釋混煉工藝及效果的好壞。
橡膠對配合成分的浸潤性高低主要決定于配合成分自身的特性，當(dāng)然與橡膠的性質(zhì)也有關(guān)系。有機(jī)的、非極性的大多數(shù)化學(xué)樣品（塑解劑、分散劑、操作油等軟化劑、防老劑、硫化體系等)都易溶解在橡膠里，被橡膠浸潤。無機(jī)的氧化物、鹽類、各種土等則不易被橡膠浸潤。相似相容原理也解釋了這些現(xiàn)象。
各種有機(jī)化學(xué)藥品，塑解劑、分散劑、塑分、防老劑、促進(jìn)劑、SA包括各種硫化都易混入橡膠中，而且加入的量比較少，這里就不對它們多加分析。
填料一般可以分為親水性的和疏水性的兩種。氧化鋅、氧化鎂等無機(jī)氧化物及硫酸鋇、硫酸鎂、輕鈣、重鈣等鹽類由于是極性的、親水性的，在混煉時容易產(chǎn)生負(fù)電荷，而橡膠也存在同樣的情況，所以二者便會相互排斥，所以難以分散橡膠之中。陶土、云母、滑石粉、高嶺土等雖然也是無機(jī)的、極性的，與橡膠之間的形成的界面親和力小，雖不易被橡膠浸潤，但是由于這些材料的粒徑比較大且結(jié)構(gòu)性比較低，混入橡膠的速度還是比較快的，分散的效果也可以接收，但補(bǔ)強(qiáng)性都比較差。
白炭黑雖然是親水性的，但它的粒徑非常小、結(jié)構(gòu)性高、視密度小、易飛揚(yáng)，且容易產(chǎn)生靜電，使得它很難混入橡膠中。炭黑是最典型的疏水性填料，容易被橡膠浸潤，非常容易混入橡膠中并均勻分散其中。另外，由于炭黑的粒徑小、結(jié)構(gòu)度高，混煉時生熱性強(qiáng)，高填充量下混入橡膠就比較困難，所以炭黑不適合高填充量。選用結(jié)構(gòu)性低、粒徑大的炭黑可以減小生熱高、吃粉慢等缺點(diǎn)，填充量可以增大些。
為了能讓這些親水性填料也能容易混入橡膠中并能有好的分散性且還可以發(fā)揮更好的補(bǔ)強(qiáng)性，需要對這些填料進(jìn)行表面改性來提高它們與橡膠間的親和力。配方中，我們常見到的加入的硅烷偶聯(lián)劑、SA等都有這方面的作用。最有效的方法還是在生產(chǎn)這些填料的時候直接對其進(jìn)行表面處理。
烷烴油、環(huán)烷油、芳烴油、DOP、DBP等軟化劑的加入可以改善混煉效果。油的加入能加快這些填料混入膠料里，但是分散的效果會打折扣。橡膠吸油的速度會直接影響混煉時間和混煉效果。油品的粘度比重常數(shù)越高、芳香烴含量越高、分子量越小，則越容易被橡膠吸收。
2.配合體系對開煉時的包輥性的影響
橡膠的包輥性對膠料的分散效果也有很重要的影響。包輥性是橡膠具有流變特性的一個典型的表現(xiàn)。要想讓膠料有良好的包輥性，最重要的是設(shè)置合理的溫度和橡膠的配合體系。當(dāng)橡膠能緊緊地、均勻地、平整地、包裹在輥筒上，而不是出現(xiàn)脫輥、破邊、掉渣、粘輥等，配合成分才能容易混入橡膠、分散效果才會好。一般地，具有自補(bǔ)強(qiáng)性、可結(jié)晶、強(qiáng)度高的原材料橡膠的包輥性會比較好些，如NR等。相反，如果原材料橡膠的自身強(qiáng)度如果很差，則包輥性就會比較差，如BR等。
配方體系中的滑石粉、云母、SA、防護(hù)蠟會使膠料有托輥的傾
不同的橡膠產(chǎn)品對膠料的物性都有不同的要求，同時密煉機(jī)混煉這些產(chǎn)品時膠料的工藝性能（加工性能）也需要不同的要求。所謂的工藝性也就是密煉機(jī)混煉橡膠產(chǎn)品的過程不能達(dá)到理想的狀態(tài)，做出來的橡膠產(chǎn)品也就很難做到性能理想化、經(jīng)濟(jì)效益最大化。一句話，無論你要求橡膠產(chǎn)品有什么樣的物性要求，也不管你的要求是高還是低，如果工藝性能無法滿足要求（實(shí)現(xiàn)要求的過程無法滿足），那么你就很難順利的去生產(chǎn)。不多贅述，和大家一起談?wù)撁軣挋C(jī)對橡膠混煉中工藝性能受配方的影響及關(guān)系。
一、混煉性能
1.各種成分對混煉效果的影響
主要分析配方中各種填料、化學(xué)藥品、操作油等配合成分混入橡膠中的難易性、分散性。它主要由這些配合成分與橡膠之間的互溶性的高低、浸潤性的大小來決定。
膠料混煉工藝設(shè)計(jì)的好壞評價方法之一就是各種成分是否可以在橡膠中能夠迅速的分散；混煉效果的好壞，則可以通過各種成分在橡膠中能否均勻分散其中來衡量。這兩個指標(biāo)都主要取決于配合成分與橡膠之間的互溶性、浸潤性。
“互溶性”這個詞大家可能會認(rèn)為橡膠那么大的分子怎么可能溶解在各種配合成分里很多配方里，應(yīng)該是配合成分溶解在橡膠里才對。其實(shí)，所謂的溶質(zhì)、溶劑也是相對的，量少的慣稱為溶質(zhì)，量多的則為溶劑，習(xí)慣性的認(rèn)為溶質(zhì)溶解在溶劑中，如果“溶質(zhì)”的量比“溶劑”的量大很多的話，那就是“溶劑”溶解在“溶質(zhì)”中。所以，也就可以理解為互溶性了。為了能讓膠料達(dá)到多種綜合性能都很優(yōu)異的效果，很多配方用到的橡膠都不止一種，可能2、3、4、5種橡膠并用，這就涉及到這些橡膠之間的互溶性（也許橡膠之間的互溶性大家更好理解一些）?；鞜捄蟮哪z料如果電鏡圖片里顯示各相之間沒有明顯的分離、橡膠之間、橡膠與各配合成分之間分散的非常均勻那就表明互溶性好，否則互溶性就差。互溶性差的配方體系所對應(yīng)的膠料的各種物性也就不能得到好的體現(xiàn)。
其實(shí)，橡膠配合體系是不能像鹽溶于水那樣做到分子級的互溶性，一是因?yàn)橄鹉z是由不同分子量的高分子復(fù)雜體系組成，二是各種配合成分也不是簡單的小分子化合物，三它們是固相之間的溶解性。橡膠對配合劑的浸潤性也許更能清楚的解釋混煉工藝及效果的好壞。
橡膠對配合成分的浸潤性高低主要決定于配合成分自身的特性，當(dāng)然與橡膠的性質(zhì)也有關(guān)系。有機(jī)的、非極性的大多數(shù)化學(xué)樣品（塑解劑、分散劑、操作油等軟化劑、防老劑、硫化體系等)都易溶解在橡膠里，被橡膠浸潤。無機(jī)的氧化物、鹽類、各種土等則不易被橡膠浸潤。相似相容原理也解釋了這些現(xiàn)象。
各種有機(jī)化學(xué)藥品，塑解劑、分散劑、塑分、防老劑、促進(jìn)劑、SA包括各種硫化都易混入橡膠中，而且加入的量比較少，這里就不對它們多加分析。
填料一般可以分為親水性的和疏水性的兩種。氧化鋅、氧化鎂等無機(jī)氧化物及硫酸鋇、硫酸鎂、輕鈣、重鈣等鹽類由于是極性的、親水性的，在混煉時容易產(chǎn)生負(fù)電荷，而橡膠也存在同樣的情況，所以二者便會相互排斥，所以難以分散橡膠之中。陶土、云母、滑石粉、高嶺土等雖然也是無機(jī)的、極性的，與橡膠之間的形成的界面親和力小，雖不易被橡膠浸潤，但是由于這些材料的粒徑比較大且結(jié)構(gòu)性比較低，混入橡膠的速度還是比較快的，分散的效果也可以接收，但補(bǔ)強(qiáng)性都比較差。
白炭黑雖然是親水性的，但它的粒徑非常小、結(jié)構(gòu)性高、視密度小、易飛揚(yáng)，且容易產(chǎn)生靜電，使得它很難混入橡膠中。炭黑是最典型的疏水性填料，容易被橡膠浸潤，非常容易混入橡膠中并均勻分散其中。另外，由于炭黑的粒徑小、結(jié)構(gòu)度高，混煉時生熱性強(qiáng)，高填充量下混入橡膠就比較困難，所以炭黑不適合高填充量。選用結(jié)構(gòu)性低、粒徑大的炭黑可以減小生熱高、吃粉慢等缺點(diǎn)，填充量可以增大些。
為了能讓這些親水性填料也能容易混入橡膠中并能有好的分散性且還可以發(fā)揮更好的補(bǔ)強(qiáng)性，需要對這些填料進(jìn)行表面改性來提高它們與橡膠間的親和力。配方中，我們常見到的加入的硅烷偶聯(lián)劑、SA等都有這方面的作用。最有效的方法還是在生產(chǎn)這些填料的時候直接對其進(jìn)行表面處理。
烷烴油、環(huán)烷油、芳烴油、DOP、DBP等軟化劑的加入可以改善混煉效果。油的加入能加快這些填料混入膠料里，但是分散的效果會打折扣。橡膠吸油的速度會直接影響混煉時間和混煉效果。油品的粘度比重常數(shù)越高、芳香烴含量越高、分子量越小，則越容易被橡膠吸收。
2.配合體系對開煉時的包輥性的影響
橡膠的包輥性對膠料的分散效果也有很重要的影響。包輥性是橡膠具有流變特性的一個典型的表現(xiàn)。要想讓膠料有良好的包輥性，最重要的是設(shè)置合理的溫度和橡膠的配合體系。當(dāng)橡膠能緊緊地、均勻地、平整地、包裹在輥筒上，而不是出現(xiàn)脫輥、破邊、掉渣、粘輥等，配合成分才能容易混入橡膠、分散效果才會好。一般地，具有自補(bǔ)強(qiáng)性、可結(jié)晶、強(qiáng)度高的原材料橡膠的包輥性會比較好些，如NR等。相反，如果原材料橡膠的自身強(qiáng)度如果很差，則包輥性就會比較差，如BR等。
配方體系中的滑石粉、云母、SA、防護(hù)蠟會使膠料有托輥的傾
