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软化剂在胶料混炼时的影响
来源: | 作者:长虹 | 发布时间: 208天前 | 113 次浏览 | 分享到:
软化剂,又称增塑剂或操作油,用于改善橡胶的操作性能。天然橡胶对软化剂依赖性较小,而合成橡胶如丁苯橡胶则需更多操作油。软化剂类型、加油顺序和时间对炭黑分散度有显著影响。芳族成分多的软化剂能提高分散度,但色泽和老化问题需考虑。加油顺序和时间需谨慎选择,以确保最佳分散效果和混炼效率。

      软化剂又称增塑剂或操作油,用以改善橡胶的操作性能。天然橡胶工艺性能较好,对软化剂操作油依赖性较小,一般用一些松焦油即可。合成橡胶,特别是丁苯橡胶,因其工艺性能不如天然橡胶,操作油用量随之增大,其重要性也越加显著。软化剂在橡胶胶料中的用量少者5份,多者可达40份。品种主要有石油系软化剂、植物油系软化剂、煤焦油系软化剂和酯类增塑剂等四大类。

     ① 软化剂类型对分散度的影响 炭黑及其他填充剂在胶料中的分散极为重要,软化对其分散度有着重要影响。一般来说,不管何种软化剂,其中芳族成分增多会提高分散度。因为芳族烃类油不仅与橡胶相容性最好,而且与炭黑的芳族结构或醌式结构具有类似性,二者相容性也大,在炼胶机剪切力作用下,易使炭黑分散,炭黑种类和油类芳族成分对炭黑分散率的影响见图3-10。

由图可见,以芳族类油的分散度最高,环烷类油次之,链烷类最低。如果操作油类芳族成分相同,而黏度不同,则对炭黑的分散度影响不大。有时也用苯胺点来表示操作油的芳族成分含量,苯胺点越低,芳族成分越多,与橡胶及崁黑相容性也越高,填料混人时间与油类苯胺点的关系见图3-11。

      但是,芳族油类色泽差,对浅色物品不利,且对丁萃橡胶等老化不利,所以一般多用低级芳族类油作软化剂,也能获得较好分散效果,只是混炼技术应处理得法。

      ② 加油顺序对分散度的影响 加油顺序和炭黑用量对分散度的影响如图3-12所示。在崁黑用量(50份)相同条件下,最后加油者分散度较高,最初加油者分散度较低;若加油顺序相同都是最后加油,则以炭黑用量多者(75份)分散度较高。因为胶料黏度会随炭黑用量增加而增大,有利于分散。混炼时剪切力一般难以直接测定。一般空隙间区剪切应力的平均值等于压力(垂直应力)的1/3。据测定,加油顺序不同,则密炼机中垂直应力也不同。

    先加炭黑后加油者产生压力最大,同时加人炭黑和油者次之,而先加油后加炭黑者则最小。因为,油类操作剂会降低胶料黏度,而不利于炭黑分散。因此,为提高分散度,必须先加人炭黑后加人油,而且应将炭黑和油分开加人。这是混炼操作中的一项工艺原则。

     ③ 加油时间对分散度的影响 在明确先加炭黑后加油的原则以后,确定加油时间十分重要。一般来说,加油过早,有时会出现崁黑分散不良,加油过迟,则会在胶料内部产生滑溜现象,延长混炼时间,引起混炼不良。如果所用炭黑的粒径较大,如大于快压出炉黑,加油时间限制较小;若所用炭黑粒径较小,如高耐磨炉黑和超耐磨炉黑等,用量又在50份以上时,则必须谨慎对待。根据研究,在保证分散前提下,以尽早加油比较合理。由表3-19可见,加油过早(低于0.25min)者分散不良,加油时间大于0.5min 后分散度显著提高,但推迟加油时间到2min,分散度也几乎没有变化。

      此外,加油方法有时也很重要。如果用油量较多,则宜分批加入,否则会迟延混炼时间,分批加油会缩短混炼时间。

      一般说,固体蜡类软化剂的混人性较差,故最好在投料前加热熔化。如前所述,软化剂应避免与粉状填充剂一起投加,以防结团。目前较多采用填充剂全部混人后再加软化剂的方法,但油类软化剂也可与部分填料一起加人。