1.塑炼

(1)塑炼方法和原理塑炼的实质就是使橡胶大分子链断裂、大分子链由长变短、平均相对分子质量降低的过程。促使大分子链断裂的因素有机械破坏作用和热氧化裂解两种作用。机械破坏是指在机械作用下，使大分子链断裂；热氧化裂解是指氧对橡胶分子的化学降解作用。在机械塑炼过程中，这两种作用同时存在。根据所采用的塑炼方法和工艺条件的不同，它们各自所起作用程度的不同，所表现的塑炼效果也不一样。

在橡胶胶黏剂生产中，最常使用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法主要是通过开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机等的机械破坏作用，降低生胶的弹性，获得一定的可塑性；化学塑炼法是借助某些化学药品的化学作用，使生胶达到塑化目的。

机械塑炼法中，开炼机塑炼时的温度一般在80℃以下，属于低温机械塑炼方法。开炼机塑炼所得塑炼胶质量好，收缩小，适用于胶料品种变化多、耗胶量少的工厂。密炼机和螺杆塑炼机塑炼，塑炼排胶温度都在120℃以上，甚至高达160～180℃，属于高温机械塑炼。采用密炼机塑炼生产效率高，劳动强度低，动力消耗少，适于胶种变化少、耗胶量较大的工厂。螺杆塑炼机生产效率更高，耗电量更少，一般用于胶料品种少、耗胶量大的工厂。

化学塑炼法是指在塑炼过程中，为了提高塑炼效果而加入塑解剂的方法。塑解剂在低温下塑炼时，起终止型作用；在高温下塑炼时，起引发型作用。塑解剂一般可分为3种类型：①用于低温塑炼的自由基接受体型，如硫酚等；②用于高温塑炼的自由基引发型，如各种过氧化物；③既可用于低温塑炼，又可用于高温塑炼的混合型，如促进剂M、DM等。

另外，在塑炼时由于橡胶与机械摩擦产生静电，电压可达2000～6000V，个别情况可达15000V。在这样高的电压下，辊筒与堆积胶之间常发生火花放电，产生臭氧，从而使橡胶分子产生臭氧裂解，这也加速了塑炼效果。

(2)塑炼机械与工作原理

①开炼机塑炼开炼机类型不同构造亦有差别，但基本结构相同。开炼机塑炼是最早的塑炼方法，主要工作部分是两个速度不等、相对回转的空心辊筒。当胶料加到两个相对回转的辊筒上面时，借在生胶与辊筒表面之间的摩擦作用，把生胶带入两个辊筒的间隙中，由于辊筒的挤压作用和拉撕作用，使生胶受到强烈的剪切作用和化学作用，这样反复多次便可达到塑炼的目的。

②密炼机塑炼密炼机依密炼室内转子横截面几何形状的不同分椭圆形转子密炼机、三角形转子密炼机和圆筒形转子密炼机3种类型。橡胶工业中应用最广泛的为椭圆形转子密炼机。密炼室是密炼机的主要工作部分，内有两个以不同速度相对转动的转子，进行塑炼或混炼。炼胶时，生胶或其他物料从加料斗加入以后，首先落入两个相对回转的转子上部，在上顶栓的压力下及摩擦力的作用下被带入两个转子的间隙中，受到捏炼作用。然后由下顶栓的突棱将胶料分开为两部分，分别随着转子的回转通过转子表面与密炼室正面壁之间的间隙，在此受到强烈的机械剪切撕捏作用后，到达密炼室的上部。在转子不同速度的影响下，两股胶料以不同的速度汇合在两转子上部，然后又进入两转子间隙中，如此循环反复进行。由此可见，在密炼机中，全部胶料在整个密炼室中同时受到机械捏炼作用，因而胶料摩擦生热大，温度较高（一般为120～140℃，随着转子转速提高，上顶栓压力增大，温度可高达160℃以上），使橡胶受到剧烈的氧化裂解作用，促使生胶塑性增大。

2.混炼

混炼是指在炼胶机上将各种配合剂均匀地混到生胶（塑炼胶）中的过程。混炼胶的质量对胶料进一步加工和成品的质量有着决定性的影响，即使配方很好的胶料，如果混炼不好，将会出现配合剂分散不均匀，胶料可塑度过高或过低，易焦烧、喷霜等，使后续工艺不能正常进行。而且还将导致制品性能下降。混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。开炼机混炼适用于制造小批量胶料的工厂，有时也用于一些特殊胶料的制造；密炼机混炼则广泛用于大中型企业。

（1)开炼机混炼

①混合过程开炼机混炼胶操作顺序可分为3个阶段，即包辊、吃粉和翻炼。包辊是指加入生胶的软化阶段；吃粉是指加入粉剂的混合阶段；翻炼是指吃粉后使生胶和配合剂达到均匀分散的阶段。操作方法有三角包、八把刀、捣胶等。

②辊距与填料容量辊距小，剪切力大，有利于配合剂的分散。但辊距小，使堆积胶量增大，又使胶料难以进入辊间。适宜的辊距一般为4～8mm，使两辊间保持适宜的堆积胶量，便于粉剂的吃入。

③辊筒的转速和速比转速过小混炼效率低，过大操作不安全，一般控制在16～18r/min。速比大，剪切力大，利于配合剂分散，但生热快，易于焦烧，而且配合剂易被压成硬块或鳞片。速比过小，则不能使配合剂有效地分散。适宜的速比一般是1:(1.1～1.20)。

④辊温辊温主要影响橡胶在开炼机上的包辊性，各种橡胶的开炼机混炼温度可参阅有关文献。通常，为了便于操作橡胶都是包在前辊上，但是不同的橡胶包辊性不同，天然橡胶包热辊，而多数合成橡胶包冷辊。所以，在混炼天然橡胶时应使前辊温度高于后辊，混炼合成橡胶时应使前辊温度低于后辊。

⑤混炼时间混炼时间应根据炼胶机转速、速比、混炼容量及配合剂的用量决定。在保证混炼胶质量的前提下，要求采用最短的混炼时间。时间过长不但生长效率低，而且胶料会发生“过炼”，导致胶料的物理机械性能下降。

⑥加料顺序这是影响开炼机混炼质量的一个重要因素，加料顺序不当会导致分散不均匀、脱辊、过炼，甚至发生焦烧等质量问题。加料顺序应根据配方中配合剂的特性及用量来考虑。一般原则是：用量少、难分散的配合剂先加；用量多、易分散的配合剂后加；硫黄或临界温度低、活性大的促进剂须待其他配合剂完全混合均匀后，或将胶料冷却后再加。通常加料顺序为：橡胶（再生胶或各种母炼胶）→固体软化剂→小料（促进剂、活性剂、防老剂）一补强剂、填充剂→液体软化剂→硫黄→超促进剂→薄通→捣胶下片。液体软化剂一般待粉剂吃尽后再加，以防粉剂结团和胶料打滑。若补强剂、填充剂和液体软化剂用量较多时，可交替加入，以加速混合分散。以上为一般加料顺序，对于特殊胶料要有特殊的操作法，如硬质胶的硫黄用量高达30～50份，如果后加则难以在短时间内分散均匀，混炼时间加长，会导致焦烧，因此要先加硫黄，最后加入促进剂母胶或油膏，这样既可使二者得到均匀地分散，又可防止焦烧。

(2)密炼机混炼

密炼机的混炼过程可分为3个阶段，即湿润、分散和捏炼。操作方法一般分为一段混炼法和两段混炼法两种。此外，由于广泛地使用合成橡胶，又发展起来一种逆混法。

①一段混炼法是指经密炼机一次完成混炼，然后压片制得混炼胶的方法。它适用于全天然橡胶或掺用合成橡胶比例不超过50％的胶料。一般混炼操作中，为使胶料温度不至于剧烈升高，一般采用慢速密炼机（20r/min)。其加料顺序为：生胶（塑炼胶）→小料→补强剂、填充剂（用量多时可分两次加入）→油类软化剂→排料→冷却→加硫黄及超促进剂。

②两段混炼法是指通过密炼机两次完成混炼而压片制成混炼胶的方法。这种方法适应于合成橡胶含量超过50％的胶料。此法是为了改进两种并用橡胶的掺合和填充剂的分散而采用的。第一段混炼与一段混炼法一样，只是不加硫黄和活性大的促进剂。一段混炼完后下片冷却，停放一定的时间（一般为4h以上），然后再进行第二段混炼。第二段混炼是对第一段混炼的补充加工，胶料第二次通过密炼机进一步混炼均匀后排料到压片机上再加硫化剂，翻炼后下片。为了使各种配合剂更好地在橡胶中分散，提高生产效率，通常第一段混炼使用中、快速密炼机；第二段混炼采用慢速密炼机，以便在较低温度下加入硫化剂。分段混炼法每次炼胶时间较短，混炼温度较低，配合剂分散更均匀、胶料质量较高。

③逆混法逆混法的加料顺序与常规方法相反，其顺序为：配合剂→生胶（或塑炼胶）→小料、软化剂→加压→混炼→排料。逆混法的优点是充分利用装料容积，减少混炼时间（因所有配合剂都一次加入，减少了上顶栓的升降次数）。

3.切片和溶解

混炼胶的溶解一般在带有强力搅拌的密封式溶解器中进行：首先将混炼胶剪成细碎的小块（最好刚混炼完毕即切片），投入溶解器中，倒入大部分溶剂，待胶料溶胀后搅拌8～24h（室温）使之溶解成均匀的溶液，再加入剩余的溶剂调配成所需浓度的胶液。根据所用橡胶的特性，也可以将仅塑炼的生胶和各种配合剂不经混炼而直接加入溶剂中溶解，但这样制成的胶液一般贮存稳定性较差。