在橡膠帶化學(xué)力和結(jié)合橡膠共同作用下的混煉工藝法,實質(zhì)上是一種化學(xué)力的過程,即輸送帶廠家在混煉生產(chǎn)過程中,橡膠的機械力與化學(xué)因素共同作用,使得橡膠與配合劑得到均勻分散,制備更加優(yōu)質(zhì)的加工膠料,由于機械力的作用不僅是使橡膠大分子鏈斷裂,使粒狀配合劑分散來將橡膠與配合劑機械性的混合在一起,而且更重要的則是可以促使混煉膠形成多相的結(jié)構(gòu),從而使混煉膠發(fā)生根本性變化,在沒有機械力的作用下,如果采用溶劑法或膠乳法制備相同組分的運輸皮帶膠料,則不能形成結(jié)合橡膠的結(jié)構(gòu),如果將這樣的膠料在機械力作用下,就可以形成結(jié)合性膠帶結(jié)構(gòu),隨之其性能也就大大提高;
當(dāng)在現(xiàn)場混煉作業(yè)時,聚酯運輸帶的橡膠分子能夠與活性填料的粒子表面產(chǎn)生物理和化學(xué)的牢固結(jié)合,使得一部分橡膠結(jié)合在炭黑粒子的表面,生成不溶于有機溶劑的橡膠,即炭黑凝膠,簡稱為皮帶結(jié)合橡膠,其形成原因有幾種可能,一是橡膠分子通過范德華力吸附在炭黑表面顆粒上,二是橡膠分子在煉膠時,通過大分子自由基與炭黑粒子表面的活性部位相結(jié)合,或是炭黑聚集體破裂后生成活性的新表面直接與橡膠分子反應(yīng)而結(jié)合,三是橡膠分子纏結(jié)在已和炭黑顆粒結(jié)合的分子中或與之發(fā)生的交聯(lián),坤碩輸送帶生產(chǎn)廠家經(jīng)過多重實驗數(shù)據(jù)分析,其主要與下述幾個因素有關(guān):
(1)花紋橡膠帶填料的粒子大小、結(jié)構(gòu)性、表面活性及用量一般來說,粒子小,比表面積大,結(jié)構(gòu)性高,活性大的填料容易生成結(jié)合橡膠,隨著填料用量的增加,生成結(jié)合橡膠的數(shù)量也增加,而粒子粗,表面活性低的填料幾乎不會生成結(jié)合性橡膠;
(2)高強度傳送帶中活性大的橡膠,比如天然橡膠和其他二烯類橡膠等,容易與填料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成結(jié)合橡膠,活性較小的飽和橡膠例如丁基橡膠和乙丙橡膠等則難以生成結(jié)合橡膠;
(3)礦用運輸帶的混煉時間長,則生成結(jié)合橡膠的數(shù)量相對地增多,但在混煉周期中,初期結(jié)合膠的生成速度較快,以后就會逐漸減慢,直至在很長時間后甚至延長停放周期才會趨于穩(wěn)定,一般來說提高工業(yè)橡膠皮帶混煉的溫度,都能增加結(jié)合橡膠的生成量,因此,在高溫混煉時結(jié)合橡膠生成量都會比較多,提高溫度對于促進飽和橡膠生成結(jié)合膠則具有非常重要的作用,因此,橡膠帶廠家對飽和橡膠通常采用高溫進行混煉,并且在混煉后進行熱化學(xué)處理,以增加優(yōu)質(zhì)結(jié)合橡膠的生成量;
經(jīng)過實踐分析統(tǒng)計橡膠帶結(jié)合膠的作用效果主要體現(xiàn)為以下兩個方面:
一是可以有助于輸送皮帶的炭黑在混煉過程中的破碎和均勻的分散,但在混煉過程的初期,即炭黑橡膠團塊被破碎和分散之前,如過早生成過多的結(jié)合橡膠,由于它包覆在炭黑聚集體外而形成了硬度較大的硬膜,反而會使這種高濃度炭黑橡膠團塊難以進一步破碎和分散,所以對于不飽和度高的二烯類橡膠,尤其是天然橡膠,混煉初期應(yīng)嚴(yán)格控制混煉條件,盡量避免混煉溫度過分升高,以便炭黑與橡膠之間只發(fā)生有限的結(jié)合,但對于飽和的或不飽和度低的丁基橡膠和乙丙橡膠等,則在混煉初期就必須利用較高的加工溫度,才能保證生成合適產(chǎn)量的結(jié)合膠;還可以有利于提高炭黑的分散度和加快分散混合速度,待炭黑聚集體被破碎和分散后,即混煉后期,再進一步提高混煉溫度,便可以生成更多的結(jié)合橡膠,對于尼龍運輸帶混煉用膠起到一定的穩(wěn)定作用,由于已被分散均勻的炭黑粒子的外表面包覆了一層硬度較大的結(jié)合橡膠膜,可以起到了一種溶劑化隔離作用,防止炭黑分散顆粒再次附聚,從而起到穩(wěn)定混煉膠質(zhì)量的作用;
二是有助于提高耐熱輸送帶硫化膠的物理機械性能,因為結(jié)合橡膠能在膠料中起補強作用,可提高硫化膠的定伸應(yīng)力、耐磨性和降低滯后的生熱性等,這對飽和的合成橡膠如丁基橡膠和乙丙橡膠等尤為重要,化學(xué)作用的因素在混煉中也起著重要的作用,要使粒狀配合劑能均勻而穩(wěn)定地分散于圓坑型運輸帶之中,主要取決于該配合劑粒子的表面活性,這些活性的配合劑粒子與橡膠在接觸界面上會產(chǎn)生一定的化學(xué)結(jié)合力,使其體現(xiàn)出比較高的穩(wěn)定性,另外,混煉膠在不活潑的氣體中反應(yīng),其膠料的拉伸強度比在空氣中混煉所得的拉伸強度要高,這是因為橡膠與配合劑之間的相互作用不受氧元素的影響,可有利于在環(huán)行橡膠輸送帶的膠料中形成更加穩(wěn)固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因此,在無氧條件下進行混煉和加工會顯著改善工業(yè)皮帶膠料及其熱硫化作用后的制品性能。