胶黏剂 | 常见的橡胶混炼工艺概述
橡胶混炼是一种将各种配合剂均匀地分散在橡胶中的过程，通过炼胶机机械力的作用，形成一个以橡胶为介质或者以橡胶与某些能和它相容的配合组分（配合剂、其它聚合物）的混合物为介质，以与橡胶不相容的配合剂（如粉体填料、氧化锌等）为分散相的多相胶体分散体系。
混炼工艺的具体技术要求是，要保证配合剂分散均匀，特别是炭黑等补强性配合剂要达到最好的分散度，以保证胶料性能一致。混炼后得到的胶料称为“混炼胶”，其质量对进一步加工和制品质量有重要影响。
天然橡胶是生胶塑炼的主要胶种，用开炼机和密炼机进行塑炼可以获得良好效果。通过采用低温（40～50℃）薄通（辊距0.5～1mm）塑炼法和分段塑炼法，以及温度宜在155℃以下、时间约在13min左右的塑炼方式，可以在塑炼的过程中使橡胶分子链得到松弛和可塑性均匀。使用促进剂M作为塑解剂可以提高塑炼效果，促进剂M对开炼机塑炼和密炼机塑炼都适用。
尽管天然橡胶具有良好的混炼性能，但是对混炼时间较敏感，混炼时间过短会导致混炼胶表面呈现颗粒状，造成压延挤出困难，混炼时间过长则会导致过炼。因此，在开炼机混炼时，辊温在45～55℃之间，前辊比后辊高5℃。在密炼机混炼时多采用一段混炼法，排胶温度在120℃以下。
丁苯橡胶（SBR）是一种聚苯乙烯丁二烯共聚物，在混炼时配合剂分散困难，电能消耗大，生热大，胶料质量受温度的影响较大。在制造丁苯橡胶胶料时，应针对其特点而规定混炼条件。开炼机混炼时，较适宜的方法是将配方中的炭黑制成母炼胶直接加入，对于掺用丁苯橡胶的胶料，在未加配合剂以前，要求丁苯橡胶和天然橡胶先混合均匀后再加入。
总的来说，混炼胶料时需要掌握具体的技术要求和操作工艺，以保证各种配合剂分散均匀，胶料性能一致，从而对进一步加工和制品质量产生积极的影响。
为了生产出优质的橡胶制品，混炼胶料是至关重要的一步。以下将分别介绍天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶和丁基橡胶的混炼工艺。
1·天然橡胶的混炼
天然橡胶在混炼过程中具有较好的流动性和可塑性，混炼温度控制在55～60℃左右，可使橡胶分子链在辊间不断拉伸和收缩，增强其分散性。混炼时间过长会产生凝胶，影响物理机械性能，因此一般控制在25～30min左右。配合剂的混合应均匀，混炼过程中应快速加入，以避免其沉淀。炭黑母炼胶作为填充材料，更好的增强剂和耐磨材料，在混炼过程中可采用加入母胶的方法，使其更好的分散。
2·丁苯橡胶的混炼
丁苯橡胶混炼时生热大，升温快，因此混炼温度应比天然橡胶适当低些。配合剂的混合需要更长的混炼时间，以保证均匀分散。混炼胶料应避免温度过高，在前辊55℃以下，后辊50℃以下为宜。掺30%的丁苯橡胶容量与天然橡胶相同，掺50%的丁苯橡胶容量可适当减少。混炼时可利用开炼机混炼包辊性较好的特点。若使用密炼机混炼，应采用两段混炼，容量应小些，以利于配合剂的均匀分散。混炼时间过长会产生凝胶，影响物理机械性能，需增加薄通次数和进行补充加工。
3·顺丁橡胶的混炼
顺丁橡胶混炼时，生胶呈破碎状，配合剂分散不良，易发生脱辊。混炼温度控制在40～50℃为宜，同时采用小辊矩和低辊温，能有效防止脱辊现象的发生。配合剂的混合难度较大，需要更长时间的混炼，在生产中可采用逆混法混炼，能节省大量的时间。混炼时需进行补充加工，以提高配合剂的分散效果。若采用密炼机混炼，容量可适当增加10%，混炼温度可适当升高，以利于配合剂分散。硫磺的用量要比其他二烯类橡胶低，硫磺迁移快，易产生喷霜现象。
4·丁基橡胶的混炼
丁基橡胶混炼时，可采用引料法和薄通法混炼。混炼胶料的温度控制在40～60℃，速比不宜超过1∶1.25，以防止空气卷入胶料中产生泡沫。配合剂的混合应分批少量加入，并在配合剂充分混入胶料后再进行切割。若采用密炼机混炼，可采用一段混炼和二段混炼、逆混法，装胶容量要稍大一些。混炼时间也要比天然橡胶长30%～50%左右，混炼温度控制在121℃以下为宜。在混炼过程中加入补强填充剂可产生最大的剪切力和较好的混炼效果，混炼过程中也需进行补充加工，以保证配合剂均匀分散。
综上所述，混炼胶料是制作橡胶制品的关键步骤，每种橡胶都有其特点和混炼工艺，掌握正确的混炼方法能生产出优质的橡胶制品。
在密炼机混炼高填充胶料时容易出现压散现象，为了解决这一问题，可以增大装胶容量或采用逆混法。丁基橡胶的内聚强度低，自粘性差，包辊性差，与其他橡胶在工艺上不相容，所以混炼加工前后要彻底清洗机台，以免混入其他生胶，影响胶料质量。
为了改善丁基橡胶的混炼效果，提高结合橡胶的比例，可对混炼胶胶料进行热处理。将热处理剂加入丁基橡胶中，并使之均匀，然后在高温下进行处理。丁基橡胶的混炼胶的热处理分为动态和静态两种。需注意配合剂分散困难，可用引料法或薄法解决。
氯丁橡胶的混炼工艺与其他合成橡胶不同，它不用硫磺硫化，而是用氧化锌、氧化镁等硫化。混炼时需注意生热、粘辊、焦烧等问题。混炼温度不宜过高，容量宜小，辊筒速比也不宜大，辊距应逐渐由大到小调节。氯丁橡胶的弹性状态温度在79℃以下，非硫调节型混炼时间可比硫磺调节型短20%左右。
为了避免氯丁橡胶在开炼机混炼时的升温过快，速比小于1∶1.2以下，冷却效果会更好。此外，减少炼胶容量也是保障操作安全，分散良好的办法。国内硫磺调节型氯丁橡胶的炼胶容量比天然橡胶应少20％～30%，才能正常操作。混炼温度应较低（排料温度一般控制在100℃以下），装胶容量比天然橡胶低（容量系数一般取0.50～0.55）。针对氯丁橡胶混炼易焦烧难分散的问题，利拿密炼机可有效降低氯丁橡胶在混炼加工时的焦烧现象，采用四菱双转子同向运转和密炼机上顶栓呈“X”曲线运动的先进技术。
乙丙橡胶的塑炼效果较差，缺乏粘性，因此混炼时采用窄辊距、先采用小辊矩使其连续包辊后再放宽辊距进行混炼加工。混炼鞋底橡胶时，装胶容量可比其它胶料高10%～15%。在混炼过程中，生胶包辊后再加入配合剂，混合均匀，辊温较低（前辊50～60℃，后辊60～70℃为宜）。采用高温（150～160℃）的密炼机混炼，可有助于填充剂和软化剂的分散及力学性能的提高。
丁腈橡胶混炼时发热量大，混炼工艺性能较差。对于粉状配合剂，湿润能力弱，配合剂难于分散。混炼时应该采用低温、小容量、小辊距慢加料的操作方法，以促进配合剂的均匀分散。如果使用密炼机混炼，应加强混炼室冷却，炭黑和酯类软化剂要分批交替加入，排胶温度不得高于130℃。硫磺在丁腈胶中的溶解度比较低，混合分散困难，应在混炼开始时加入。丁腈橡胶中丙烯腈含量的不同会对胶料的耐油性和耐寒性产生影响。
硅橡胶不需要塑炼即可混炼，一般采用开炼机操作。混炼中要保持低辊温（不超过50℃），混炼时间短。生胶加入时先包前（慢）辊，混炼吃粉时转包后辊，宜两面操作。混炼后的胶料要经过一定时间停放（＞24h），以利于配合剂分散，使用前必须回炼。使用过程中应该尽早使用，时间过久，硫化胶性能会降低。
氟橡胶的门尼粘度高、刚性大，磨擦生热量大，混炼加工比较困难。开炼机混炼氟橡胶时，应特别注意辊温控制在50～60℃，混炼开始时先使辊筒冷却，加入生胶薄通10次左右，形成均匀的包辊胶，然后加入配合剂，混炼时间通常不做严格规定，但要求尽可能快速。混炼后的胶料应该过去一定的时间（24h以上）停放，待配合剂分散均匀后回炼再使用。
聚丙烯酸脂橡胶的门尼粘度较低，可不塑炼直接进行混炼。混炼时应尽可能快速，配合剂应充分分散均匀，避免混炼过度。混炼后的胶料应该尽早使用，时间过久会降低硫化胶性能。
在开炼机混炼橡胶时，有时会出现粘辊的问题，同时前后辊的包裹也会带来操作困难。为了防止粘辊，建议辊温较低（30～50℃），而这样的辊温也有利于配合剂分散。在使用快速辊或高温辊时，前辊温度应该稍高一些。辊距应控制在2～3mm左右，薄通1～2次。同时，在混炼过程中加入配合剂，并且要保证分散良好，这样可以避免出现粘辊的情况。
和开炼机不同，密炼机混炼橡胶时不会出现粘辊的问题，并且可以缩短混炼的周期。不过，在操作时应采用低速混炼。对于ACM胶料，可以直接进行混炼，不需要进行塑炼处理。在混炼时可能会出现粘辊或脱辊的情况。为了避免这种问题，要避免辊温过高，可以开足冷却水，而且装胶量不可过高，大约为额定量的一半即可。此外，混炼时应把辊距调到最小位置，然后把硬脂酸压在辊筒上，最后调到正常的炼胶辊距。
在加入生胶后，要包辊并保持适当积胶。接着，可以加入小料，如防老剂等，再加入填料，如炭黑等。如果填料掉入接料盘中，可以重新加入辊筒中，直到完全混入胶中。填料加完后，可以把胶割下翻炼，打包卷。如果粘辊不好割下，可以停车割下，就不会粘辊了。割下胶料后，应该薄通5～10次，尽量混合均匀。薄通完成后，要把辊距调到合适位置，使辊筒上有适量积胶，然后加入硫化剂。硫化剂加完后，薄通打包，尽量混合均匀。加硫化剂时，辊温过高，胶料易焦烧，提前自硫化的风险增大。但如果辊温过低，又不利于硫化剂硬脂酸钠、钾等融化分散。一般控制温度在40～70℃左右为宜。
加入硫化剂混合均匀后，可以进行出片冷却。混炼胶存放1～24小时后，需要进行返炼一次，然后就可以使用了。而加有硬脂酸钠、钾的胶料存放期可在一个月左右。加有硬脂酸钠、钾又加有0.5份3号硫化剂的胶料在3天内用完为宜，否则可能焦烧。
在硫化时，应该快速装模，以防止胶料在高温模具中过早硫化，导致缺胶、气泡和裂口等问题。特别是在组合模操作中，更需要注意。装模完成后，加压时可慢些，以防加压太快胶料未充满模腔而被压出模外造成缺胶。加压后，要快速排气1～2次。在混炼、储存或硫化操作过程中，如果发生焦烧现象，会影响胶料的质量和表面光滑度，甚至影响到骨架的粘结。当对白炭黑使用硅烷偶联剂时，可以在混炼时加完白炭后再加硅烷，也可以把硅烷加入白炭中后再混炼。
总之，只要更多了解常用典型橡胶的独特性能，充分利用其混炼的工艺特点，更好地解决废橡胶的回收再生利用问题，降低橡胶的生胶价格，就可以进一步发展典型橡胶的应用领域和需求量。