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生胶的塑炼原理 一．塑炼的定义 通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方式，使橡胶由强韧的高弹性状态转变为柔软的塑性状态的过程。 塑性（可塑性）：橡胶在发生变形后，不能恢复其原来状态，或者说保持其变形状态的性质。 二．塑炼的目的和要求 1．塑炼的目的 减小弹性，提高可塑性；降低粘度；改善流动性；提高胶料溶解性和成型粘着性。 2．塑炼胶的质量要求 （1）可塑度要适当 应满足加工工艺要求，在此基础上应具有最小的可塑性。过度塑炼会降低硫化胶的强度、弹性、耐磨性等，而且会增加动力消耗。 塑炼程度：根据混炼胶工艺性能和制品性能的要求来确定。 如：供胶、浸胶、刮胶、擦胶和制造海绵等用途的胶料，要求的可塑度较大，生胶的塑炼程度要高些。供模压用的胶料，则要求可塑性宜小。 一般：胶管外层胶可塑度：0.3~0.35； 胶管内层胶：0.25~0.3； 胎面胶：0.22~0.24； 胎侧胶0.35左右； 海绵胶0.5~0.6 （2）塑炼均匀 三．生胶的增塑方法和原理 （一）增塑方法 1.物理增塑法：加入增塑剂 2.化学增塑法：化学塑解剂 3.机械增塑法：a.开炼机塑炼 b.密炼机塑炼 c.螺杆塑炼机塑炼 （二）塑炼原理 生胶的分子量与可塑性有着密切的关系。分子量越小，可塑性就越大。生胶经过机械塑炼后，分子量降低，粘度下降，可塑性增大。由此可见，生胶在塑炼过程中，可塑性的提高是通过分子量的降低来实现的。 η0—聚合物熔体的最大粘度；A—特性常数；MW—聚合物的重均分子量 1．机械塑炼过程机理 在低温下：在机械力作用下首先切断橡胶大分子链生成大分子自由基。 （机械力引发橡胶大分子的断链，氧作为自由基接受体，起着阻断自由基的作用。） R-R→2R R+O2→ROO ROO+R'H→ROOH +R' ROOH→分解成较小稳定分子 在高温下：机械力切断橡胶大分子生成自由基的几率减少。橡胶大分子在机械力的活化作用下，氧引发橡胶大分子的断链。 （机械力起到应力活化作用，氧作为自由基引发体，引发橡胶大分子的断链。） 链引发：RH+O2→R+HOO 链增长：R+O2→ROO ROO+R'H→ROOH+R' HOO+R'H→HOOH+R' R'+O2→R'OO 链终止：橡胶氢过氧化物不稳定，分解生成较小的大分子，连锁反应终止。 2．影响塑炼的因素： （1）机械力的作用 根据理论分析，机械力对橡胶分子的断链作用，可表示为：
式中ρ—分子链断链的几率；K1、K2—常数；E—分子链的化学键能；F0—作用于分子链上的力；δ—分子链断链时伸长长度；F0 δ—分子链断链时消耗的机械功； 低温塑炼要求尽可能地降低辊温和胶温。 （2）氧的作用 实验证明，生胶结合0.03%的氧就能使分子量减少50%；结合0.5%的氧，分子量由10万降到5000。生胶塑炼时，随着塑炼时间的延长，橡胶质量和丙酮抽出物（其中含有氧化合物）的含量不断增加，可见氧在塑炼过程中与橡胶分子起了某种加成作用，参与了橡胶的化学反应。 （3）温度的作用 存在双重影响：低温区（<110℃），随着温度升高，塑炼效果下降。——机械力作用 高温区（>110℃），随着温度升高，塑炼效果提高。——氧的氧化作用 （4）静电作用 塑炼过程中，胶料受到强烈的摩擦作用产生静电。静电积累产生放电现象，使空气中的氧活化变为原子态氧和臭氧，加速橡胶分子的氧化断链作用。 （5）化学塑解剂 a．接受型塑解剂（低温塑解剂）：苯硫酚、五氯硫酚等。 b．引发型塑解剂（高温塑解剂）：过氧化苯甲酰（BPO）、偶氮二异丁腈（AIBN）等。 c．混合型塑解剂（链转移型塑解剂）：促进剂M、DM和2，2’-二苯甲酰胺二苯基二硫化物等。
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