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塑炼的机理和方法

发表时间:2022-11-16 11:53

在橡胶工业中,最常用的塑炼方法有化学塑炼法和机械塑炼法。化学塑炼法是借助某些助剂的化学作用,使生胶达到塑化目的。通常,在机械混炼过程中加入塑解剂提高塑炼效果的方法也归属于化学塑炼法。机械塑炼法主要是通过开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆式塑炼机等机械力发挥作用。依据塑炼工艺条件不同,机械塑炼又分为低温机械塑炼和高温机械塑炼两种方法。密炼机和螺杆式塑炼机的塑炼温度都在100℃以上,属高温塑炼,高温对助剂,阻燃剂的耐温性能要求较高;开炼机塑炼温度在100℃以下属低温塑炼。


塑炼过程是典型的力化学过程,同时存在机械力作用和氧化裂解作用。机械力作用是在机械力作用下,使橡胶分子链断裂,降低分子量。橡胶分子链在塑炼过程中,受机械的剧烈摩擦、挤压和剪切作用,使相互卷曲缠结的分子链很容易产生局部应力集中现象,当集中的应力值超过主链中该部位的键能时,便会造成分子链的断裂。氧化裂解作用是在塑炼过程中,橡胶分子链处于应力伸张状态,活化了分子链,促进了氧化裂解反应的进行。橡胶分子链在机械力作用下,断裂生成化学活性很大的大分子自由基,这些大分子自由基必然引起各种化学变化。塑炼过程中空气中的氧可以直接与大分子自由基发生氧化作用,使其产生氧化裂解反应,同时氧又可以作为活性自由基的终止剂。所以氧在塑炼过程中起着极为重要的双重作用。在塑炼过程中,机械力作用和氧化裂解作用同时存在。根据所采封用的塑炼方法和工艺条件的不同,两种作用各自起作用的过程不同,所产生的塑炼效果也不相同。


生胶经过塑炼后,分子量降低,黏度区庭婚下降,可塑性增大。生胶塑炼后获得可塑记录仪器中相性是橡胶分子链断裂、平均分子量降低造成的。塑炼时间延长,分子量下降,同时分子量分布变窄。这是由对高度的数字于机械力作用下大分子链中央部位受力和伸展变形**,其两端仍然保持一定的卷昨曲状态。分子链越长,中央部位受力越大,越容易断裂。胶料中的高分子量级分减少,要分子量低分子量级分含量基本不变,中等分子量相对分子质量分布与开炼机级分含量增加,使得分子量分布变窄。在塑炼时间的关系塑炼初期机械断链最剧烈,平均分子量随密A塑炼8min;B塑炼21min;C塑炼38min塑炼时间急剧下降,后逐渐趋于平缓,到一定时间后不再变化,此时的分子量为最低极限值。不同生胶的极限值不一样,天然橡胶为7万~10万,BR为40万,SBR、NBR的极限值介于NR和BR之间。

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