繆桂韶教授談煉膠流程

煉膠，包括塑煉、混煉、熱煉、回?zé)挼鹊龋�主要采用開煉機(jī)、密煉機(jī)進(jìn)行。

NR、CR通常采用開煉機(jī)窄輥距薄通適當(dāng)次數(shù)獲得符合要求的可塑度（范圍 ），滿足后續(xù)工序?qū)�混煉膠流動(dòng)性，以及成品物機(jī)性能的要求。NR引入“促M(fèi)”或“塑解劑”，CR采用“糊精水濁液（自制）”噴入，皆可加快塑煉過程。（注意：CR塑煉有 “構(gòu)型轉(zhuǎn)化”過程，控制的好便利于塑煉效果。）

例一：“NR/黃銅氣門嘴”直接粘合。

a法：NR先塑煉達(dá)到要求的可塑度A，隨后混煉，混煉膠可塑度達(dá)AA，粘合后達(dá)標(biāo)且附膠大于97%-100%。

b法：NR先塑煉僅達(dá)可塑度B（B<A），隨后混煉達(dá)可塑度BB（BB<AA），即使將此混煉膠再薄通達(dá)到“AA”可塑度，粘合力與附膠狀況都難以達(dá)到a法的水平，而且難以穩(wěn)定。更值得注意的是，混煉膠從“BB”薄通達(dá)到“AA”水平耗時(shí)要比a法長(zhǎng)好幾倍。
 

例二：CR/黃銅直接粘合（采用進(jìn)口粘合劑SW）。

CR若薄通恰當(dāng)，非均勻扯離粘接強(qiáng)度不低于6MPa（甚至可達(dá)10MPa），100%附膠；若薄通不足，僅約4MPa左右。
 

例三：NR空心胎（內(nèi)充氣飛機(jī)模型小輪胎）（借助粘合層將兩半邊達(dá)到一定硫化狀態(tài)（如約tc70）的半成品，在有“發(fā)氣劑”的狀態(tài)下粘合成整體輪胎。）

NR如果塑煉達(dá)不到恰當(dāng)?shù)目伤芏缺銋⑴c混煉，很難獲得厚度均勻，表面光滑無泡、無疤的成品，而且組合時(shí)容易造成粘合不佳而報(bào)廢。“粘合用膠”的塑煉與混煉相對(duì)更加講究煉膠技術(shù)，配方合理加上塑煉、混煉恰當(dāng)，即使“兩個(gè)半邊”硫化狀態(tài)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過tc100，都會(huì)粘得很好很好！

NBR、SBR、BR、EPDM、IIR，通常有不同“門尼粘度”的品牌供選用，難以借助薄通來獲取或增大“可塑度”，但在混煉前適當(dāng)薄通，或者包輥搗煉一段時(shí)間，改善其均勻性，減少“結(jié)聚”，也會(huì)改進(jìn)混煉膠與成品的質(zhì)量。
 

例四：先煉NBR母膠，后充NBR（成品邵A45-50度）

總方：NBR 100，“活/防”７，填料47，樹脂11，增塑劑27，硫/促3.6

密煉母膠方：NBR 100，“活/防”14，填料94，樹脂22，增塑劑54（總284）

成品混煉膠方：密煉母膠142，NBR50，硫/促3.6。

本方“增塑劑”量相對(duì)多，這樣先“密煉母膠”，存放一段時(shí)間，使用時(shí)再用開煉機(jī)充入另一半（50份）NBR并加入（硫/促），不但配合劑分散得好，產(chǎn)品表面光潔無串、珠泡，品質(zhì)穩(wěn)定，同鑄鋁件的粘合十分牢靠。

NBR若采用錦湖35LM，拜耳3445，過開煉機(jī)輥成薄片充入便可；若是JSR230S，最好先多薄通幾次才充入，否則質(zhì)量（尤其對(duì)粘合）便難以穩(wěn)定了。
 

例五：對(duì)NR/BR之類的并用膠

對(duì)于NR/BR并用膠配方，NR雖然先薄通到一定的可塑度，但NR/BR摻合至“包輥無洞”狀態(tài)畢竟要耗去相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，倒不如將塑煉好的NR先混入一定量的填料形成強(qiáng)韌的包輥膠之后再充入BR，這樣既好操作，又大大節(jié)省時(shí)間。

對(duì)于NR/SBR/BR并用，BR/SBR相容性好，易形成“無洞”包輥膠，混煉到一定水平后再充入薄通達(dá)標(biāo)的NR，也會(huì)相對(duì)省時(shí)又好操作。
 

CR/NR、CR/BR之類并用，往往在CR的混煉后期才充入薄通好的NR、BR（NR、BR不必參與CR的薄通過程），這樣既節(jié)省時(shí)間，成品的物機(jī)性能與質(zhì)量都不會(huì)差。

至于密煉機(jī)塑煉NR，密煉完后，開煉機(jī)繼續(xù)薄通一段時(shí)間會(huì)獲得更加均勻一致、物性更佳的效果。
 

混煉，人們都說是橡膠制品生產(chǎn)過程最關(guān)鍵的加工工序，對(duì)開煉機(jī)、密煉機(jī)影響混煉質(zhì)量的因素以及評(píng)價(jià)混煉加工性的諸多因素，教科書或者相關(guān)專著已有相當(dāng)?shù)恼撌觯瑢?duì)于關(guān)鍵而又復(fù)雜、千變?nèi)f化的“加料順序”，教科書之類常常簡(jiǎn)化地作一般性的介紹，文獻(xiàn)資料中也相對(duì)“迷糊”，經(jīng)常顯現(xiàn)“人云亦云”，“照抄可也”的色彩，換個(gè)角度看，或者“加料順序”有時(shí)恰恰是“保密成分”。

實(shí)踐中，許多配方對(duì)“加料順序”相對(duì)不必“嚴(yán)謹(jǐn)”，“無招勝有招”，“迷糊煉膠”也可獲得“合格產(chǎn)品”，也有不少配方，煉法不同，性能差異大，若不注重“加料順序”，便煉不出符合要求的混煉膠，有損后續(xù)工序的加工，生產(chǎn)不出合格產(chǎn)品（廢品率奇高！），其實(shí)就要認(rèn)真思辨、斟酌、試驗(yàn)、比對(duì)，提煉出最佳的“加料順序”，包括加料時(shí)機(jī)與時(shí)間，加料量與批次等等。要探索、擬定、確認(rèn)恰當(dāng)?shù)募恿享樞颍�不僅要認(rèn)識(shí)橡膠、配合劑各自的特性，更要好好著力認(rèn)識(shí)橡膠之間（并用膠），橡膠/配合劑之間，配合劑不同類別與品種之間的相互（加和、協(xié)同、對(duì)抗）作用，親和性、物理與化學(xué)反應(yīng)的能力與程度等等。人們不僅要強(qiáng)化這些方面的理論素養(yǎng)，更重要者在于多些實(shí)踐、比對(duì)、思辨、驗(yàn)證。這里主要對(duì)開煉機(jī)混煉舉些例子供作佐證、參考，至于“原因”或“理由”，不想也不適宜過多作評(píng)論，還是留給人們?nèi)?ldquo;體會(huì)與思考”吧。先“用其然”，暫不管“其所以然”，有條件情況下，逐步盡力“知其所以然”，從而更加理性地處理問題，解決問題，走向“運(yùn)用之妙，存乎于心”的境界，如果非要“知其所以然”或許要“等歷史很久！”
 

對(duì)于例一的b法，NR與炭黑煉母膠過早地“結(jié)合”，NR分子鏈所受剪切力變“弱”，更難斷裂，損害了NR對(duì)炭黑的“濕潤”，損害了“流動(dòng)性”，也損害了“膠料對(duì)銅的濕潤能力”，最終損害了粘合。

對(duì)于例二，除CR的可塑度之外，“直接粘合劑SW”的加入時(shí)機(jī)至關(guān)重要。a法加完炭黑/白炭黑并混煉一段時(shí)間之后才加入“SW”，非均勻扯離粘合強(qiáng)度≥6MPa（甚至可達(dá)10MPa），100%附膠；b法若先加“SW”，隨后加入炭黑/白炭黑，SW便會(huì)被“吸附”，甚至“反應(yīng)”而被“消耗”，粘合強(qiáng)度僅1MPa以至0MPa了。

 

例六：低硬度（高油用量）制品

對(duì)于常常借助“高油用量”獲取“低硬度”（如30-40度邵A）的橡膠制品，先加填料，最后（有時(shí)是在加硫化劑之后）慢慢加油的方法（簡(jiǎn)稱“后加油法”）往往比其它方法（例如，填料/油拌勻同加，填料與油間隔分批加入）煉得均勻，物機(jī)性能好且測(cè)試數(shù)據(jù)離散小，制品表觀狀況，以及“合模線”處“爛邊”的狀況都會(huì)大大改善。低硬度(邵A32±3度)/高撕裂強(qiáng)度（≥45KN/m）的NR（黑色）制品，先混入45份N220炭黑，后慢慢充入72份芳烴油而達(dá)標(biāo)，而且測(cè)試性能數(shù)據(jù)穩(wěn)定（附：硫化體系要認(rèn)真選定）。在例四采用的“后充膠法”對(duì)此亦行之有效。

對(duì)于含高份量“填料與油”的橡膠制品，先將“填料/油”高速攪拌均勻，然后混煉，無疑會(huì)比填料、油分別分批加入省時(shí)且均一了。又如：EPDM汽車異形熱風(fēng)膠管，含90-100份炭黑（如N330、N550、N660之類）及45-50份環(huán)烷油或石蠟烴油，混煉時(shí)“炭黑/環(huán)烷油”拌勻加入，即使隨后加長(zhǎng)混煉時(shí)間，增多薄通次數(shù)，其硫化膠試片表面仍難以消除“串珠泡”。但是，此混煉膠還要經(jīng)歷“回?zé)?rdquo;，“熱煉”，“擠出”等歷程，其硫化膠管達(dá)到“表面光滑無泡”。無疑混煉方法的確認(rèn)還是要參考其制品的“生產(chǎn)工藝歷程”。
 

例七：高門尼粘度EPDM為主材的橡膠制品

高門尼粘度的EPDM，如美DSM8340A，125℃ML為80；拜爾EPT9600，125℃ML為94。開煉機(jī)混煉輥溫要高，輥距要小，先（全部或適量）加油調(diào)低粘度，隨后才小量分批慢慢加入炭黑，比常見的“炭黑/油拌勻加入”或“間隔分批加入”適度地降低了粘度，利于對(duì)填料（如炭黑）的濕潤、混入、分散，物機(jī)性能相對(duì)優(yōu)越，相對(duì)穩(wěn)定。
 

例八：“NR/BR/炭黑混煉膠”與“炭黑母煉膠”

對(duì)于“NR50/BR50”并用膠的炭黑混煉方法。如“先摻后混”，“母煉膠摻合”，“NR沖稀法”，“BR沖稀法”，混煉膠的加工性能，成品性能很不相同，各有千秋，國內(nèi)外文獻(xiàn)相當(dāng)多。NR、BR對(duì)炭黑的親和力不同，炭黑更傾向于同BR結(jié)合。借助不同的炭黑加入方法，調(diào)整炭黑在不同膠相中的分布，而且達(dá)到均勻分散，便可獲得不盡相同的性能水平或性能平衡。例如“BR后沖稀法”，炭黑大部分以至全部先混入NR中，其后才加入BR進(jìn)行混煉，適度減低炭黑在BR相中的“濃度”，耐疲勞性能明顯優(yōu)越，而且又節(jié)省混煉時(shí)間。

由此聯(lián)想到“炭黑母煉膠”，尤其是“不煉炭黑膠”的工廠，對(duì)此應(yīng)認(rèn)真注意。有工廠外購“炭黑母膠”，其組成為（SBR 2/ 炭黑 6/油 2），恰恰是所生產(chǎn)“小車胎”存放時(shí)“表皮開裂”的罪魁禍?zhǔn)住Ｓ秩纾琋BR 70/N330 45/古馬隆 5/DBP 10~15份先外煉成母膠，使用時(shí)充入NBR 30 并加入“硫化體系”等，制品性能達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定。若改用NBR 50份先煉母膠，使用時(shí)充入NBR 50份并加“硫化體系”，硫化膠的硬度偏高，脆硬以致一折便斷。（對(duì)此，用自制的XT-307再生劑2份，使內(nèi)部過度結(jié)聚的炭黑散開并與后充入的50份NBR有效結(jié)合，恢復(fù)其性能而且更具柔韌性了。）由此不難明白，“炭黑母煉膠”中的炭黑以及與之相配的樹脂、油的用量，要認(rèn)真調(diào)試，裁定。這也就再次提醒人們，橡膠（以及樹脂/油）對(duì)填料的“濕潤”在混煉過程中起著相當(dāng)重要的作用。炭黑（或填料）的“結(jié)聚”，對(duì)隨后的加工，成品性能有著相當(dāng)大的“破壞能力”。
 

例九：含“白炭黑/偶聯(lián)劑/炭黑”的低硬度(邵A40度)IIR 制品

調(diào)好輥距、輥溫，IIR包輥且適度捏煉之后，試過如下三種混煉方法：

a法（白炭黑/偶聯(lián)劑）小量，慢慢加入，逐步加大“每次加入量”，每加完一次都多煉一段時(shí)間，加完后，左右割膠適度回?zé)挘�隨后才少量多次加入炭黑，所得混煉膠“斷面油潤、有光澤”柔韌有力、流動(dòng)性好，制品表面光潔無小串珠泡，分模線處“爛邊”可消除；

b法（白炭黑/偶聯(lián)劑）開始時(shí)加料過快、過多；

c法 先加炭黑，隨后才加（白炭黑/偶聯(lián)劑）；

采用b法、c法，都難達(dá)到a法的效果，有可能表明：IIR對(duì)不同填料之間的物理與化學(xué)的相互作用的“強(qiáng)度”不盡相同，各種橡膠亦如此，在混煉時(shí)的“加料順序”應(yīng)有所思辯。

據(jù)說，偶聯(lián)劑SI-69僅50%的加入量參與同白炭黑的反應(yīng)，而且往往需要約24小時(shí)的停放（反應(yīng)）時(shí)間，人們?cè)谑褂脮r(shí)要考慮及此。
 

例十：其它幾個(gè)例子

對(duì)CR而言，MgO宜單獨(dú)先加，不宜用St同時(shí)加入，以防“結(jié)聚”而分散不良。國產(chǎn)MgO一般不粘輥，日本產(chǎn)MgO用的量多又加得快時(shí)會(huì)粘輥。其實(shí)配以國產(chǎn)CC同加會(huì)大大改善。

NR中加入“萜烯樹脂”，適當(dāng)先冷輥加大剪切力使之碎化、散開，隨后升高輥溫使之熔融，進(jìn)一步均勻分散，其拉伸強(qiáng)度會(huì)大大提高。

SBR中混入“海泡石”（100份），冷輥煉會(huì)粘死輥，拉不下來；輥溫高于70℃煉便不粘輥了，這在其它填料中極其少見。

總之，混煉過程的“加料順序”變化無窮，其復(fù)雜性難以盡說，人們唯有多實(shí)踐、思辨，綜合總結(jié)出相對(duì)合理的方法，切忌“人云亦云”、 “照抄可也”。