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密炼机混炼历程如何变化
 

    密炼机混炼历程分湿润、分散及捏炼三个阶段。这三个阶段可以用混炼时测得的电机负荷功率曲线加以分析,密炼机混炼历程随混炼时间的增加,功率出现两次峰值(6点及d点),胶料温度不断上升,容积从a点之后不断下降。这就从本质上反映了橡胶和配合剂混合的全过程。


    湿润阶段当密炼机中加人全部配合剂开始混炼后,功率曲线随即上升,然后下降。从功率曲线开始上升至下降达到第一个低峰时,所经历的混炼过程称为湿润阶段,其所对应的时间为湿润时间。在这个阶段中混炼主要表现在橡胶和炭黑混合成为一个整体。当开始混炼时由于所加人的炭黑中存有大量空隙,吸 附大量空气,总容积很大,约超过装料容积的30%,上顶栓的压 力和混炼作用力使胶料的容积迅速减小,上顶栓落在最低位置,功 率曲线出现第一次高峰。


    以后,随着橡胶逐渐渗人到炭黑 凝聚体的空隙之中,胶料容积继续下降,功率曲线也随之下降。当 功率曲线下降到最低点时,表明橡胶已充分湿润了炭黑颗粒表面, 与炭黑混合成为一个整体,变成了包容橡胶,湿润阶段结束。此 时,胶料容积也即趋于稳定。分散阶段混炼继续进行,功率曲线由C点开始再次上升 至第二个高峰点)的阶段称为分散阶段。


    此阶段的混炼作用主 要是通过密炼机转子凸棱和室壁间产生的剪切作用,使炭黑凝聚体 进一步搓碎变细,分散到生胶中,并进一步与生胶结合生成结合橡 胶。由于搓碎炭黑凝聚体消耗能量,结合橡胶的生成使胶料弹性渐 增,所以功率曲线回升。另一方面,在炭黑凝聚体被搓开、分散之 前,对胶料流动性来说,包容橡胶分子也起着炭黑的作用,因而炭 黑的有效体积分数增大,胶料黏度变大。


    随着炭黑凝聚体被逐渐分 开,炭黑有效体积分数逐渐减小,所以胶料黏度逐渐下降。当黏度 下降至使剪切应力与炭黑颗粒内聚力相平衡时,即功率曲线表现出 最大值时,可认为是分散过程的终结。捏炼阶段功率曲线上^点以后的阶段称为捏炼阶段或塑 化阶段。在此阶段中,配合剂的分散已基本完成,继续混炼可进一 步增进胶料的均化程度,但也会导致胶料受力发生化学降解而使胶 料的黏度继续降低,因此功率曲线缓慢下降。


    这个过程对于天然橡 胶尤为明显。在整个混炼过程中,由于挤压、摩擦和剪切作用,胶 料温度不断上升。只是在功率最低值点)前后上升暂时缓慢, 在超过第二功率峰值后,则上升到平衡值。在上述过程中,主要的混炼作用集中在前两个阶段。判断一种 生胶混炼性能的优劣,常以被混炼到均匀分散所需的时间来衡量。


    一般以混炼时间-功率图上出现第二功率峰的时间作为分散终结时 间,称为炭黑混人时间(BIT值),此值越小,表示混炼越容易。 有时第二功率峰值较为平坦,BIT值不易精确测定,亦可用测定混 炼胶的挤出物达到最大膨胀值的时间来表征炭黑-生胶的混炼性能。


    这种表示法更为精确,当混炼进行到分散阶段的终点时,胶料的压 出膨胀值上升到最高。这是因为此时胶料黏度降低到较小值,胶料 经压出后,松弛时间变短,因此立即表现出最大的膨胀值。

 
              
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