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塑煉是指橡膠加工的一個(gè)工序,指采用機(jī)械或化學(xué)的方法,降低生膠分子量和粘度以提高其可塑性,并獲適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性,以滿足混煉和成型進(jìn)一步加工的需要。
塑煉過程是使橡膠大分子鏈斷裂,分子鏈由長(zhǎng)變短而使分子量分布均勻化的過程。在塑煉過程中導(dǎo)致大分子鏈斷裂的因素主要有兩個(gè):
一是機(jī)械破壞作用;
二是熱氧化降解作用。低溫塑煉時(shí),主要是由于機(jī)械破壞作用,大分子在強(qiáng)烈的機(jī)械力作用下發(fā)生斷鏈;高溫塑煉時(shí),熱氧化降解作用占主導(dǎo)地位。
塑煉可分為機(jī)械塑煉法和化學(xué)塑煉法。機(jī)械塑煉法主要是通過開放式煉膠機(jī)、密閉式煉膠機(jī)和螺桿塑煉機(jī)等的機(jī)械破壞作用。化學(xué)塑煉法是借助化學(xué)增塑劑的作用,引發(fā)并促進(jìn)大分子鏈斷裂。這兩種方法在生產(chǎn)實(shí)踐中往往結(jié)合在一起使用。
開放式煉膠機(jī)是一種傳統(tǒng)的塑煉設(shè)備。生膠在煉膠機(jī)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)輥筒間,憑借前后輥相對(duì)速度不同(常用速度比為1:1.25~1.27)所產(chǎn)生的剪切力使橡膠大分子斷裂,從而達(dá)到增塑的目的。此法效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大,僅小型企業(yè)中仍有使用。多數(shù)工廠采用密閉式煉膠機(jī)(即密煉機(jī))進(jìn)行塑煉。密煉機(jī)的主要工作部分為密煉室,內(nèi)裝兩個(gè)帶突棱的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。橡膠在密煉室中受到轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與室壁之間的劇烈機(jī)械作用而降解,從而達(dá)到提高塑性的目的。通常在密煉機(jī)塑煉時(shí)還加入增塑劑(如五氯硫酚等)以縮短塑煉時(shí)間,提高塑煉效率。
塑煉膠的可塑性直接影響橡膠制品的性能,它主要根據(jù)混煉膠工藝性能和制品性能要求來確定。一般來說,涂膠、浸膠、刮膠、擦膠用的膠料可塑性宜高些;模壓用的膠料可塑性宜低些;供壓出用的膠料,則介于兩者之間。
膠加工工藝中所說的硫化壓力是指,膠料在硫化過程中,其單位面積上所承受的壓力。一般,除了膠布類制品外,其他橡膠制品在硫化時(shí)均需施加一定的壓力。硫化壓力的作用主要有以下幾點(diǎn):
1)防止膠料在硫化成形過程中產(chǎn)生氣泡,提高制品的致密性。
2)給膠料的充模流動(dòng)以動(dòng)力,使其能夠充滿模腔。
3)提高膠料與簾布的附著力以及制品的耐曲撓性能。
4)提高硫化橡膠(即制品)的物理力學(xué)性能。
通常,硫化壓力的選取需要考慮幾個(gè)方面的因素,即膠料的配方、膠料可塑性的大小、成形模具的結(jié)構(gòu)形式(填壓式、注壓式、注射式等)、硫化設(shè)備的類型(平板硫化機(jī)、注壓硫化機(jī)、注射硫化機(jī)、帶有抽真空的硫化機(jī)等)和制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。硫化壓力選取的一般原則是:膠料質(zhì)軟者壓力宜小、質(zhì)硬者壓力宜大;薄壁制品壓力宜小、厚壁制品壓力宜大;制品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單者壓力宜小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜者壓力宜大;制品力學(xué)性能要求高的壓力宜大,相反宜小一些;硫化溫度較高時(shí),硫化壓力可以小一些,硫化溫度較低時(shí),硫化壓力可以大一些。
硫化壓力的大小,要在硫化設(shè)備的系統(tǒng)壓力范圍內(nèi),結(jié)合經(jīng)驗(yàn)或通過試生產(chǎn),根據(jù)制品質(zhì)量情況予以設(shè)定。
通常在工程應(yīng)用中,為了提高生產(chǎn)效率,在許可的范圍內(nèi),通過采用提高硫化溫度來縮短硫化時(shí)間。
由此可知,提高硫化溫度可以縮短硫化時(shí)間。采用高溫硫化的工藝方法有注射硫化和電熱式平板硫化,兩者均可選用160℃甚至更高一點(diǎn)的溫度進(jìn)行硫化。近年來,工業(yè)也有采用高溫硫化的趨勢(shì),另外,以共熔液體為加熱介質(zhì)的連續(xù)硫化工藝,也開始采用高溫硫化。在橡膠注射成形工藝中,由于膠料已經(jīng)過螺桿的預(yù)熱和塑化,所以可采用較高的硫化溫度(如175~183℃),而對(duì)橡膠的返原或過硫化影響較小。例如,對(duì)三元乙丙橡膠當(dāng)設(shè)定160℃進(jìn)行模壓成形,其正硫化時(shí)間為60min,如果改為200℃注
射成形,其硫化時(shí)間僅為4min。使用通用橡膠制作小型制品,其硫化時(shí)間可為l-2mm。
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