10.2.2 Способы смешения

Процесс приготовления резиновых смесей называется смешением. Резиновые смеси приготовляют в резиносмесителях периодического и непрерывного действия, а также на вальцах. Во время смешения ингредиенты дробятся на микроскопические частицы и равномерно распределяются по всей массе, за счет перемешивания и диспергирования, образуя однородную резиновую смесь.

Процесс диспергирования ингредиентов в каучуке продолжается под действием стеарина, олеиновой кислоты и других диспергаторов при вылежке смесей благодаря диффузии. Поэтому для улучшения качества резиновых смесей продолжительность выдержки должна составлять 2–6 ч.

Во время смешения каучук взаимодействует с кислородом воздуха, что приводит к изменению молекулярного веса каучука и внутримолекулярным перегруппировкам вплоть до цис-транс-изомеризации.

При смешении между молекулами каучука и частицами сажи образуются химические или физико-химические связи, которые обусловливают прочность резины.

Периодические процессы смешения в резиносмесителях в основном осуществляются в одну или две стадии. При одностадийном смешении каждая закладка смеси готовится за один прием. При этом вулканизующие вещества и ускорители вводят в смесь в резиносмесителе в конце процесса смешения или на вальцах после выгрузки из смесителя.

При двухстадийном смешении вначале готовят резиновую смесь без вулканизующих веществ и ускорителей, называемую смесью. Затем ее гранулируют или листуют, опудривают и охлаждают. При втором цикле смешения в маточную смесь вводят вулканизующие вещества и ускорители, в результате чего получают готовую резиновую смесь.

При применении саженаполненных или сажемаслонаполненных каучуков двухстадийное смешение можно заменить одностадийным, что резко повышает производительность.

При двухстадийном режиме серу можно вводить в резиновую смесь на второй стадии смешения при низких температурах, что обусловливает повышение прочности и других показателей резин благодаря лучшему перемешиванию и предупреждение подвулканизации (подгорания) смесей. Поэтому резиновые смеси для протекторов на основе жестких бутадиеновых (СКД), бутадиен-стирольных и других каучуков с активными сажами приготовляют в две стадии. Однако по сравнению с одностадийным смешением при двухстадийном смешении усложняется технологический процесс, так как включаются дополнительные операции: гранулирование, пропудривание, охлаждение, транспортировка и хранение маточных смесей. Кроме того, при приготовлении резиновых смесей в резиносмесителях одного типа (например, 250-40) производительность при одностадийном смешении выше, чем при двухстадийном, так как сокращается продолжительность загрузки и разогрева маточной смеси. При применении на первой стадии смешения высокоскоростных резиносмесителей производительность при двухстадийном способе выше, чем при одностадийном.

В зависимости от состава, способа смешения и влияния различных факторов на качество резины составляют режим смешения, в котором указываются: начало и последовательность загрузки материалов в резиносмеситель; продолжительность перемешивания со­ставных частей смеси; температура смешения; продолжительность смешения одной закладки смеси и т. д.

При этом очень важно поддерживать постоянство температуры смешения путем строгого соблюдения времени загрузки материала, так как при выгрузке температура смеси понижается.

Непрерывные процессы смешения осуществляются в одном резиносмесителе непрерывного действия в одну стадию или могут комбинироваться с периодическими по многостадийной системе.