密炼过程中，物料发生哪些关键物理和化学变化？
时间: 2025-07-28 16:53:29     来源: 广东昶丰科技有限公司

密炼过程中，物料（主要是生胶和配合剂）会发生一系列关键的物理和化学变化，这些变化共同决定了混炼胶的性能，具体如下：

一、主要物理变化

1. 生胶的塑化与黏度降低

生胶（如天然橡胶、合成橡胶）在转子剪切、挤压和摩擦生热作用下，分子链被拉伸、松弛甚至部分断裂，从原本的高弹性状态转变为可塑状态，黏度显著降低，便于后续与配合剂混合。

2. 配合剂的分散与混合

固体配合剂（如炭黑、白炭黑、氧化锌）的团聚体被剪切力破碎，逐渐分散到生胶基质中，形成均匀的分散体系。

液体配合剂（如操作油、增塑剂）通过浸润作用渗透到生胶分子链之间，降低分子间作用力，进一步辅助固体配合剂的分散。

3. 物料的形态与温度变化

物料从块状、颗粒状逐渐融合为连续的胶料整体，密度和均匀性提升。

摩擦生热和机械剪切使物料温度快速升高（通常可达100-160℃），温度升高又反过来促进生胶软化和配合剂溶解/分散。

二、主要化学变化

1. 生胶分子的轻度交联或断链（非硫化）

在高温和剪切作用下，部分生胶分子链可能发生氧化断链（尤其是不饱和橡胶），或因自由基作用产生少量分子间交联，但此阶段交联程度极低，远未达到硫化（交联固化）程度，主要目的是调整分子量分布以改善加工性。

2. 配合剂与橡胶的化学吸附

炭黑、白炭黑等填充剂表面的活性基团（如羟基）与橡胶分子链发生化学吸附或氢键作用，形成“结合橡胶”，增强填充剂与橡胶的界面结合力，这是提升橡胶强度的关键。

防老剂、促进剂等小料可能与橡胶分子或其他配合剂发生初步化学作用（如防老剂抑制橡胶氧化）。

3. 避免过早硫化（焦烧）

若配方中含硫化剂（如硫磺），密炼过程需严格控制温度，防止硫化剂提前发生交联反应（焦烧），否则会导致胶料报废。因此，部分工艺会将硫化剂在密炼后期或开炼阶段加入，减少密炼时的化学风险。

综上，密炼过程以物理变化（塑化、分散、混合）为主，化学变化为辅，核心是通过物理作用实现物料均匀化，并为后续硫化等工序奠定基础，同时需严格控制化学变化（如避免焦烧）以保证胶料质量。