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混煉膠常見問題及解決方案

日期:2024-12-23 13:05
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摘要: 混煉膠常見問題及解決方案 混煉膠常見問題及解決方案 1 硫黃分散不均,有麻點(diǎn)(凝集物)現(xiàn)象 這是一個(gè)既老又新的問題,我們的前輩理應(yīng)解決了的問題現(xiàn)在又舊事重提。 將入庫的硫黃放置在水泥板上,從防潮的角度看不是好辦法,一定要將它放在席子或墊板上,在計(jì)量前將其過篩是預(yù)防產(chǎn)生結(jié)塊的有效方法,這時(shí)不必用太細(xì)的篩子,用40目或20目的即可,只要能將粉末狀硫黃中的結(jié)塊打碎就可以了。另外,在一次硫黃添加量較少的情況下,在開煉機(jī)上面邊過篩邊添加為好,在這種場...

混煉膠常見問題及解決方案

混煉膠常見問題及解決方案
1
 硫黃分散不均,有麻點(diǎn)(凝集物)現(xiàn)象

這是一個(gè)既老又新的問題,我們的前輩理應(yīng)解決了的問題現(xiàn)在又舊事重提。

將入庫的硫黃放置在水泥板上,從防潮的角度看不是好辦法,一定要將它放在席子或墊板上,在計(jì)量前將其過篩是預(yù)防產(chǎn)生結(jié)塊的有效方法,這時(shí)不必用太細(xì)的篩子,用40目或20目的即可,只要能將粉末狀硫黃中的結(jié)塊打碎就可以了。另外,在一次硫黃添加量較少的情況下,在開煉機(jī)上面邊過篩邊添加為好,在這種場合,即使篩目粗一些也是可以的。

在使用傳統(tǒng)的方法時(shí),先將盛在盤子中的硫黃擱在一邊,再放入等容積的輕質(zhì)碳酸鈣或白呈粉,攪拌均勻后在開煉機(jī)上進(jìn)行添加,雖然這是一種簡便的做法,但沒有痹燴更好的方法。此處簡單介紹一下什么是白呈粉,將牡蝠殼、貝殼堆放在室外的水泥板上,任其風(fēng)吹曰曬雨淋,放置2-3年后,里面的有機(jī)物質(zhì)被分解除去,成為雪白的只有鈣成分的物質(zhì),將其粉碎后就是白呈粉,該粉料除了可用于橡膠外,還可用于其他方面。

在配合了大量硬質(zhì)陶土的橡膠中,不知是何種原因造成硫黃分散不均。盡管人們想出了許多辦法,但仍未奏效。我們將配合了與硫黃等質(zhì)量份的硬質(zhì)陶土之母煉膠用捏和機(jī)進(jìn)行混合,再用該公司自制的40L捏煉機(jī)(轉(zhuǎn)速約為30rpm /m in)進(jìn)行約1h的混和,使用這樣的母煉膠,未發(fā)現(xiàn)硫黃顆粒,可以說這是僥幸成功的實(shí)例。

自制的硫黃母煉膠是供該公司本身使用的。但是,公司內(nèi)所有橡膠一旦都使用母煉膠的話,則其用量會(huì)過大,品種繁多,需要專門加工母煉膠的煉膠機(jī),這樣做費(fèi)時(shí)費(fèi)力。于是,除了目前尚未發(fā)生問題的混煉膠及允許有少許硫黃顆粒的混煉膠外,只對確實(shí)有需要的膠料才使用硫黃母煉膠。我們使用含100質(zhì)量份橡膠,50質(zhì)量份硫黃的母煉膠,因此,母煉膠中含有三分之一的硫黃,相當(dāng)于三倍的硫黃添加量。

制備母煉膠用的橡膠,起始是使用NR,但一到冬季,橡膠就變硬,不易切成小塊。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們采用NR50份,BR50份進(jìn)行共混,使該問題得以解決。

現(xiàn)在市場上已有硫黃母煉膠出售,使用非常方便,雖然成本略有提高,但可根據(jù)其性價(jià)比來決定是否采用。

另外,還有一種稱之為多硫化物(東洋化學(xué)公司制造)的樹脂狀硫黃,該硫黃為黃色脆塊,在開煉機(jī)上熔融后再分散到橡膠中去,常被用于膠球等橡膠制品。

用密煉機(jī)煉畢的膠料排到壓片機(jī)上時(shí),其溫度可達(dá)到140℃以上,若膠料處于高溫狀態(tài)下添加硫黃,則會(huì)有一部份硫黃在橡膠中熔融,成液態(tài)狀,如果硫黃以液態(tài)分散于橡膠中是沒有問題的,但是一旦膠料在壓片機(jī)上由于冷卻作用使膠溫下降,熔融的硫黃就會(huì)成為塊狀,以結(jié)塊的形式進(jìn)入膠料中,形成象火柴頭大小的硫黃顆粒。這樣一來,硫黃顆粒就不會(huì)進(jìn)行更進(jìn)一步的分散,而以小塊形狀存在于膠料中,即使重新煉膠也不會(huì)改變。因此,要等到橡膠溫度降到70℃以下時(shí)再添加硫黃為宜。

市場上出售的硫黃粉,有200目與300目之分。300目的粒子細(xì),人們往往認(rèn)為它分散性良好而喜歡采用。但是是否確實(shí)如此要通過試驗(yàn)來加以證明。

我們在試驗(yàn)中對100質(zhì)量份的NR進(jìn)行塑煉,(盡量采用當(dāng)片膠或SM RSL),向該塑煉膠中添加3質(zhì)量份硫黃。然后再將該膠料投入試驗(yàn)用開煉機(jī)上,將輥距調(diào)至*小狀態(tài)。把包在前輥上的膠片切下,膠片收縮,得不到表觀良好的膠片。為此,可停下煉膠機(jī),在包在前輥上的膠片上貼一張約10 cm見方的玻璃紙,然后切下該膠片,這樣即可防止膠片收縮,制成顯微鏡用試片,若用400倍左右倍率的顯微鏡即能夠觀察到硫黃粒子。按照300目硫黃的性價(jià)比其作用已不言而喻,該文作者認(rèn)為,就橡膠制品的多半用途而言,采用200目的硫黃即能滿足要求。

30多年前橡膠用硫黃粉末的原料是從硫黃礦山中采集的硫黃,統(tǒng)稱為礦物硫黃;現(xiàn)在用的硫黃幾乎全部是從石油精煉中得到的回收硫黃,礦物硫黃的結(jié)晶粒子大且柔軟,容易粉碎;回收硫黃由于結(jié)晶粒子小且堅(jiān)硬,因而難以粉碎。由于回收硫黃的硫黃粉容易結(jié)塊,所以要添加微量的防粘劑。另外,也有面向輪胎廠的一種添加了3%操作油的包裹硫黃。眾所周知,硫黃在NBR中分散性較差,制造黑色制品時(shí)并不怎么引人注意,但在制造淺色橡膠制品時(shí)會(huì)出現(xiàn)黑褐色斑點(diǎn),十分難看。也許這是一個(gè)老問題,但現(xiàn)在可以從市場上購買硫黃母煉膠,如果具有要求洽談中不能解決,可試用以下方法。

NBR投入開煉機(jī),添加硫黃混煉,輥筒溫度上升,硫黃溶解于橡膠之中。然后將該膠料出片冷卻,到**天重新再用開煉機(jī)回?zé)挘闯R?guī)方法添加各種配合劑,未尾添加硫化促進(jìn)劑均勻混煉,若采用該方法可****。

2硫黃噴霜

橡膠中的硫黃向其表面遷移并在表面形成結(jié)晶,這種現(xiàn)象稱之為噴霜。不論是未硫化膠或硫化膠都會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。未硫化膠發(fā)生噴霜時(shí),對膠料的粘接會(huì)帶來困難,導(dǎo)致粘接**;若噴霜現(xiàn)象嚴(yán)重,在制造模壓制品或移模注片制品時(shí),噴出的硫黃會(huì)滯留在橫具的凹陷部,這樣,容易形成缺膠。這是由于硫黃在短時(shí)間內(nèi)不能溶解于橡膠中造成的。

防止未硫化橡膠噴霜的**項(xiàng)措施是減少硫黃的配合量,但減少硫黃配合量后,硫化膠的彈性模量會(huì)急劇下降,硬度也降低。因此,減少硫黃配合量要慎重。該文作者認(rèn)為半成品膠料的硫黃配合量可降低到2份這樣的臨界點(diǎn)。

假如不減少硫黃量,則可以通過添加不溶性硫黃來解決該問題。若不能把全部硫黃換成不溶性硫黃,可將一半硫黃置換成不溶性硫黃。這樣幾乎可達(dá)到預(yù)期的目的。

以上方法,適用于面向外加工的工廠所用的未硫化膠。外加工工廠,不會(huì)象作者本公司的工廠那樣嚴(yán)格管理,入庫的原材料經(jīng)過數(shù)曰后仍存放在庫房里未使用,尤其存放在寒冷的庫房里,這樣會(huì)誘發(fā)噴霜,產(chǎn)生不溶性硫黃的效果。

硫化后的橡膠制品經(jīng)過一段時(shí)間后也會(huì)發(fā)生噴霜。作為預(yù)防措施,在計(jì)劃減少硫黃配合量以前,就應(yīng)該留意完全硫化問題。硫化溫度、硫化時(shí)間是否適宜,不要寄希望于考慮稍微延長一點(diǎn)硫化時(shí)間為好。但是無論如何,高溫短時(shí)間硫化是不合適的。

橡膠制品在硫化后應(yīng)避免曰光直射與急劇冷卻,應(yīng)注意存放在自然通風(fēng)的地方。在這種情況下,在容器上蓋上由帆布等制成的布套,這樣可以防止噴霜現(xiàn)象的發(fā)生。在硫化后產(chǎn)生的噴霜現(xiàn)象中,不溶性硫黃是不起作用的。

與噴霜稍有不同的是,冬季橡膠膠漿中會(huì)出現(xiàn)肉眼看得見的硫黃結(jié)晶,若用放大鏡看,則能清楚地看出這是一些斜方晶體。一旦有這樣的結(jié)晶產(chǎn)生,在用毛刷涂布膠漿時(shí)會(huì)在毛刷的端部附著結(jié)晶體,在膠漿涂面上形成凹痕;而用涂膠機(jī)進(jìn)行涂膠時(shí),則在刮膠刀的刀刃部位形成結(jié)晶,像一條條縱向膠痕。

防止措施是,在硫黃配合中加入相當(dāng)于硫黃所需量半數(shù)的不溶性硫黃,在使用膠漿時(shí)僅從膠漿槽中取所需的量,暫時(shí)不用的膠漿存放在膠漿槽內(nèi),慢慢攪拌以備待用。

3膠料焦燒

混煉膠的焦燒多見于梅雨季節(jié)開始。由于有了門尼粘度計(jì)及硫化儀,不論是新煉的混煉膠還是返煉膠料都能隨時(shí)進(jìn)行測定,這樣就能防止膠料焦燒。在大批量生產(chǎn)混煉膠的工廠里,沒有必要進(jìn)行**測定,僅對規(guī)定要注意的膠料可采用一種測定方法。以下介紹防止焦燒的方法。

首先要減少硫化促進(jìn)劑的配合量,但這樣會(huì)導(dǎo)致橡膠制品的物理性能下降,了解這一點(diǎn)是非常重要的,硫化促進(jìn)劑單獨(dú)使用的情況很少,多半是采用二種、三種促進(jìn)劑并用的方式。一旦配合出了問題,就不能防止膠料焦燒,一般來說,通用橡膠用的主促進(jìn)劑為曝pill類或次磺酞胺類促進(jìn)劑。主促進(jìn)劑DM是萬能型促進(jìn)劑;促進(jìn)劑M的焦燒性高,次磺酞胺類促進(jìn)劑雖然有耐焦燒性,但由于硫化的起步速度慢,所以要根據(jù)膠料使用要求進(jìn)行選擇。橡膠技術(shù)網(wǎng),肌類、秋蘭姆類系輔助促進(jìn)劑。在盛夏高溫季節(jié),輔助促進(jìn)劑要減量使用,而主促進(jìn)劑則盡量不減少其配合量。

10-20質(zhì)量份的再生膠加入通用橡膠中,經(jīng)共混后制成的膠料,具有防止焦燒的作用。另外,對共混膠料,要考慮設(shè)計(jì)加成性配方,在研究焦燒性與硫化膠物理性能的基礎(chǔ)上作一些必要的修正。

在配合白炭黑膠料中,要添加二甘醇、聚乙二醇、有機(jī)胺助促進(jìn)劑SL等。但添加以上配合劑過量的話也會(huì)導(dǎo)致焦燒,因此必須加以注意。標(biāo)準(zhǔn)的配合量應(yīng)該是(與白炭黑相比)二甘醇與聚乙二醇(分子量為400)60%,有機(jī)胺促進(jìn)劑SL2.5%。

在配合方面盡管如上所述,作了許多探討,但是如果仍不能防止焦燒時(shí),可添加防焦劑(硫化延遲劑)。硫化延遲劑是無水鄰苯二甲酸及苯甲酸類的有機(jī)酸、亞硝基化合物及鄰苯二甲酞胺等有機(jī)合成化合物。因亞硝基二苯胺具有污染性,所以不能用于淺色橡膠制品。

防焦劑在延遲硫化的同時(shí),也減慢了硫化速度,因?yàn)樗鼤?huì)降低交聯(lián)度,所以不要大量使用。根據(jù)該作者的經(jīng)驗(yàn),用量不應(yīng)超過0.4%。如果必須超過0.4%,則首先應(yīng)該減少硫化促進(jìn)劑的用量。不宜使用高促進(jìn)劑,高防焦劑的配合方法。

以下就操作工序中防止焦燒應(yīng)注意的問題作一介紹,就每批混煉膠料而言,在原有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,設(shè)定焦燒時(shí)間的范圍,在此范圍內(nèi)不斷調(diào)整解決。例如,設(shè)定為門尼焦燒時(shí)間,125℃ , MS、1525m in.

對混煉膠可用水冷、風(fēng)冷或兩者并用的方式使膠片冷卻到室溫。即使是壓延卷取的膠料,如果存在焦燒的危險(xiǎn),可對其進(jìn)行邊風(fēng)冷邊卷取,或者按一定長度裁斷后再進(jìn)行風(fēng)冷。按照需要也可以用空調(diào)房、冷藏庫進(jìn)行貯存。

對多數(shù)需返煉的膠料,首先將需返煉的膠料投入熱煉機(jī)上熱煉,在確認(rèn)該膠料未發(fā)生焦燒的情況后,再添加新的混煉膠進(jìn)行混煉,若操作程序與此相反,則會(huì)導(dǎo)致全部膠料焦燒。

4有異物混入膠料的混煉

在煉膠時(shí)有時(shí)會(huì)混入導(dǎo)物,這樣的膠料就不能使用,其原因有多種多樣,沒有定論,需要區(qū)別對待。

在生膠中有用取乙烯薄膜包裝的,也有未包裝的。用聚乙烯薄膜包裝的橡膠極少混入異物,未包裝的橡膠在運(yùn)輸過程中容易粘上砂土等異物。另外,在用托板運(yùn)輸?shù)南鹉z中*近發(fā)現(xiàn),托板的木片會(huì)嵌入橡膠,這類附著在橡膠上的異物必須用鋼絲刷除去。

RSS3號(hào)或4號(hào)等大多數(shù)生膠是由小橡膠園生產(chǎn)的,所以經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)在生膠片之間夾雜著殘枝、枯葉、死亡的昆蟲等,若用鋼絲刷除去當(dāng)然好。但若未能**干凈,就投入煉膠機(jī)。這樣,由于相當(dāng)一部分異物會(huì)在煉膠時(shí)落到存膠盤上,因此這類異物要收集起來丟棄。無論如何,將這些生膠作為高等級(jí)的橡膠使用是不合適的。

過去,為了除去生膠中的異物系采用濾膠機(jī)過濾或手工方法去除異物。所謂手工方法,就是將生膠塑煉后,把煉膠機(jī)輥距調(diào)節(jié)為約lmm,再進(jìn)行薄通,再把薄通出來的膠片置于強(qiáng)烈光線的照射下,由人工通過肉眼觀察將異物除去。由于濾膠法與手工方法都會(huì)降低生膠的韌性、使硫化膠的彈性模量下降,因此有必要加以注意。另外,由于現(xiàn)在的勞務(wù)費(fèi)用相當(dāng)高,租金等費(fèi)用也據(jù)高不下,采購雜質(zhì)較少的一、二級(jí)上等生膠是明智的。

生膠被雨淋濕后會(huì)產(chǎn)生霉變,輕度霉變尚無大礙,若嚴(yán)重的話,生膠會(huì)產(chǎn)**白現(xiàn)象,即使用煉膠機(jī)塑煉也不會(huì)使之塑化,會(huì)產(chǎn)生與焦燒膠料相同的狀態(tài)。這樣,只有將霉變部分的生膠切掉廢棄方可避免。

即使是SBR,也會(huì)發(fā)生熱硬化物混入的情況。在生產(chǎn)過程中把生膠堆放在煉房烘膠時(shí),靠近烘房壁的生膠,因長時(shí)間烘烤形成熱硬化,演變成黑褐色的樹脂狀物,這些樹脂狀物會(huì)從生膠包上脫落下來,混入生膠中。在此情況下,**的辦法是將樹脂化部分切除。

5橡膠共混不均

天然橡膠與合成橡膠或合成橡膠與合成橡膠的共混是人們經(jīng)常議論的話題,進(jìn)一步講,就是塑料與橡膠的共混。如果用密煉機(jī)共混,在操作工藝上沒有多大的麻煩,一下子就能混合。但是,這樣共混的膠料批量小,而且也有不能用密煉機(jī)煉的橡膠。這樣一來,就必須用開煉機(jī)進(jìn)行混煉,以下就用開煉機(jī)混煉的方法作一敘述。

一般的操作程序是先將硬質(zhì)橡膠A放在開煉機(jī)上煉,然后再投入軟質(zhì)橡膠B進(jìn)行共混。如果反之,混煉出來的膠料就象豆腐渣一樣。

若想得到質(zhì)量好的共混膠料,應(yīng)該首先完成薄通橡膠B。再將硬質(zhì)橡膠A放入開煉機(jī),并將橡膠B按硬質(zhì)橡膠A5%質(zhì)量份投入開煉機(jī)中,并不斷地用煉膠用小刀反復(fù)切割,這一步至關(guān)重要。然后再投入10%質(zhì)量份軟質(zhì)橡膠B進(jìn)行混煉。再繼續(xù)依次增加軟質(zhì)橡膠B的投放量,直至混煉完畢。當(dāng)觀察到混煉膠的顏色及透明度達(dá)到要求后,即可判斷共混完成。當(dāng)高苯乙烯樹脂及聚乙烯與橡膠共混時(shí),首先要將融熔點(diǎn)高的樹脂投入煉膠機(jī)中,這時(shí)是否將輥筒溫度設(shè)定在某一較佳范圍內(nèi),由于多數(shù)情況下不甚清楚設(shè)定溫度的**點(diǎn),所以較好一邊對輥筒加熱,一邊添加少量的樹脂進(jìn)行觀察。如果溫度低,則樹脂會(huì)七零八落地落入接膠盤中,如果過一會(huì)兒再添加樹脂,則會(huì)有一定比例的樹脂附著在輥筒上。其中附著在輥筒上的樹脂呈橡膠狀,像包卷在輥筒上一樣。這時(shí),再將剩余的樹脂添加到煉膠機(jī)上,達(dá)到整體均勻后,即可停止加熱。停止加熱的理由是要防止兩點(diǎn)一是若超過以上溫度,樹脂的粘度就會(huì)過度下降,共混的膠料因熱老化而被著色。此時(shí),即使停止加熱,由于煉膠機(jī)已進(jìn)行過預(yù)熱,故煉膠機(jī)輥筒溫度不會(huì)迅速下降。

向包卷在煉膠機(jī)輥筒上的樹脂添加5%左右的薄通了的橡膠,再進(jìn)行充分的共混,依照前述之方法,依次逐步增加投膠量并繼續(xù)充分共混。如果一次投入的生膠太多,會(huì)導(dǎo)致失敗,因此要多加注意。共混完成后,通過觀察混煉膠的顏色與透明度即可判斷共混是否成功。如果是用電加熱的煉膠機(jī),則可進(jìn)行高融點(diǎn)的樹脂與橡膠的共混。

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