濕法混煉橡膠新材料工藝技術(shù)的開發(fā)進(jìn)展

摘 ?要：本次研究為分析濕法混煉橡膠的技術(shù)開發(fā)進(jìn)展。橡膠是傳統(tǒng)化工材料，現(xiàn)代應(yīng)用也十分普遍，其生產(chǎn)技藝也一直是化工生產(chǎn)中的重點(diǎn)技術(shù)。通過對(duì)濕法混煉進(jìn)行分析，為我國的技術(shù)進(jìn)步帶來借鑒與幫助。

關(guān)鍵詞：濕法混煉;技術(shù)優(yōu)勢(shì);開發(fā)進(jìn)展

橡膠是很重要的化工材料，主要的生產(chǎn)方法是濕法混煉，這種方法誕生于1997年的德國，而我國后續(xù)引入了此項(xiàng)技術(shù)。最早引入的是東北助劑公司，其主要生產(chǎn)橡膠促進(jìn)劑。這種方法自引入后一直受到重點(diǎn)關(guān)注，如華南理工的王煉石教授、許春華教授都在持續(xù)關(guān)注著這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步。在本次研究中，對(duì)濕法混煉橡膠工藝技術(shù)的開發(fā)進(jìn)展做出了介紹，對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行有效普及。

1.濕法混煉橡膠的定義及主要技術(shù)應(yīng)用

首先需要進(jìn)行說明的是混煉是橡膠膠料加工中的重要工序，混煉是通過多種配合劑均勻混合，最后制成混煉膠料，而這種膠料是橡膠產(chǎn)品的原料?？梢哉f在橡膠生產(chǎn)中，原料性能直接關(guān)系到橡膠產(chǎn)品的加工性能等?；谶@種情況，混煉工藝也是橡膠加工中最為重要的工序，也是消耗最大的工序。

在本次研究中，對(duì)于濕法混煉的定義引用了許春華教授的定義。其定義濕法混煉技術(shù)為“經(jīng)過預(yù)先加工的炭黑、白炭黑等填料制成水分散體，在液態(tài)下與橡膠膠乳充分混合，再經(jīng)凝聚、脫水、干燥等過程生產(chǎn)橡膠混煉膠的方法?！?/p>

而作為重要填充劑之一就是白炭黑分散體，這種材料的制備是通過白炭黑和水及處理劑均勻的分散，在具體的分布中為了確保這項(xiàng)技術(shù)的使用，應(yīng)該滿足以下各種條件：

首先白炭黑要具有雙親性能，而且要保證白炭黑的沉降小于一定數(shù)值，進(jìn)而確保白炭黑能夠融合于乳膠粒子，進(jìn)而在材料中均勻分布。其次為引入生物酶，生物酶可以促進(jìn)蛋白質(zhì)分解，這種蛋白質(zhì)可以分解為溶于水的小分子物，而這種融化模式可以保證白炭黑補(bǔ)強(qiáng)藥劑可與橡膠材料發(fā)生反應(yīng)，這種反應(yīng)的幾率越大越好;然后當(dāng)白炭黑加入到乳膠中時(shí)，無論是機(jī)械和外表都應(yīng)該具有穩(wěn)定性，也就是機(jī)械物體外表不能和材料反應(yīng)產(chǎn)生絮凝，穩(wěn)定存儲(chǔ)后預(yù)留時(shí)間確保攪拌，進(jìn)而能夠保證白炭黑的充分混合。

總體來說，濕法混煉技術(shù)將會(huì)是未來的應(yīng)用主要趨勢(shì)，在我國的應(yīng)用中，已經(jīng)開始采用物理方式和化學(xué)方式結(jié)合，讓白炭黑更好的融入到橡膠材料中，而為了更好的讓絮凝工段實(shí)用，這個(gè)階段采用新型的無酸工藝，整體工藝都是可以有效的減少廢水和用水消耗，同時(shí)減少用地面積。在我國當(dāng)代的橡膠生產(chǎn)中，自動(dòng)化模式已經(jīng)進(jìn)入到生產(chǎn)線中，這種轉(zhuǎn)換已經(jīng)變成從傳統(tǒng)的農(nóng)機(jī)模式轉(zhuǎn)向全自動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)模式，這種模式可以有效的節(jié)約成本和能源，更加環(huán)保，在排放中也控制的更加得力，是技術(shù)的革命性突破，也是我國研究濕法混煉的重要里程碑，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)于我國的市場發(fā)展也有著十分重要的幫助。筆者對(duì)其主要技術(shù)進(jìn)行分析，也為后續(xù)的濕法混煉工藝的進(jìn)展分析帶來鋪墊。

2.濕法混煉的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）節(jié)能且環(huán)保

根據(jù)前文的介紹，濕法混煉與干法混煉的對(duì)比就是簡化了整個(gè)加工程序，而由于工序簡化，減少了投入且節(jié)省了成本，在對(duì)資源的利用中實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)資源的重復(fù)利用，這種模式相比于傳統(tǒng)技術(shù)要更加節(jié)能且環(huán)保，對(duì)于相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)而言也更加具有意義。根據(jù)我國權(quán)威統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，濕法混煉節(jié)省了大約三成的能源消耗，對(duì)于未來的技術(shù)進(jìn)步及發(fā)展也有著十分重要的幫助。

（2）促進(jìn)綠色輪胎生產(chǎn)

現(xiàn)有綠色輪胎的定義就是相比于傳統(tǒng)輪胎增加了白炭黑的填充，通過增加這種材質(zhì)，可以減少輪胎阻力，進(jìn)而降低汽車的能源消耗，減少汽車的有害排放。濕法混煉的最大優(yōu)勢(shì)就是增加了白炭黑的添加，其在液態(tài)條件中增加白炭黑的添加量，這種方法要比傳統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用具有更大優(yōu)勢(shì)。對(duì)于綠色輪胎而言，白炭黑的加入改善了傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，也為當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)步體現(xiàn)。

（3）增強(qiáng)產(chǎn)品性能

橡膠自身存在一定評(píng)定等級(jí)，不同評(píng)定等級(jí)的橡膠性能存在區(qū)別。濕法混煉中會(huì)提高橡膠的等級(jí)，主要原因就是由于通過濕法混煉中材料中的很大量的分子未經(jīng)塑煉，這樣就讓橡膠保證了最大的延伸性能，彈性和其他性能也有顯著提高。當(dāng)這類指標(biāo)都得到有效進(jìn)步后，橡膠等等級(jí)也明顯提高，最后讓產(chǎn)品性能也得到了顯著提升。

3.濕法混煉技術(shù)的開發(fā)進(jìn)展概述

（1）炭黑混煉

橡膠加工工藝中最早所采用的是炭黑，將炭黑作為其中的填充材料，具體的方法為直接將炭黑加入到填料液中，而乳膠凝聚器采用高壓方式注射，讓炭黑和乳膠融合起來，這種方法是最早的濕法混煉技術(shù)。而這種方法防切割性及耐磨性較好。炭黑在我國的橡膠混煉中應(yīng)用比較多，我國應(yīng)用炭黑主要是三個(gè)領(lǐng)域：首先水介質(zhì)分散程度得到提升，其次為脫水處理技術(shù)的進(jìn)步，最后為一體化生產(chǎn)模式。我國對(duì)于炭黑加入混煉的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟，也是我國這部分技術(shù)的成果。

（2）白炭黑混煉

前文對(duì)綠色輪胎進(jìn)行了介紹，白炭黑填充的橡膠輪胎也被稱為綠色輪胎。而白炭黑在濕法混煉中可以在水中擴(kuò)散，這種方法能耗和污染較小，效果也更好。濕法混煉中增加了白炭黑材料，也為其作為輪胎應(yīng)用解決了對(duì)應(yīng)的技術(shù)難題?，F(xiàn)有的白炭黑的濕法混煉技術(shù)主要分為三種：乳液共沉法，乳液凝聚法和凝膠法。其中乳液共沉法是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的工藝，通過分散劑、偶聯(lián)劑和防沉劑，這些白炭黑均勻的分布在水中，進(jìn)而不斷的和乳膠融合。其他兩種方法也是通過各種方式將白炭黑和乳膠融合在一起。其中凝膠法是最新的技術(shù)，代表了最新的技術(shù)理念。

（3）其他添加物混煉

不僅僅碳物質(zhì)，其他的物質(zhì)也可以加入到濕法混煉中，而其他的填充物也已經(jīng)應(yīng)用在具體的方法中，例如高嶺土和稀土等填充物都已經(jīng)開始應(yīng)用到具體的分布中，這種填充物也可以作為濕法混煉中的材料，在此處同樣需要介紹一種其他材料，也就是石墨烯材料，石墨烯和橡膠結(jié)合，可以直接通過濕法混煉中填充到，改善了兩種材料的結(jié)合性，并不需要有機(jī)溶劑的添加，這種材料綠色性能更好，而石墨烯作為填充材料，更需要采取多種方法來進(jìn)行分析，也是未來濕法混煉中的發(fā)展方向。

結(jié)論

我國對(duì)濕法混煉技術(shù)進(jìn)行了重大研究，也取得了一定突破，同時(shí)也取得了一定的成就。在研究中對(duì)于濕法混煉橡膠技術(shù)進(jìn)行了研討，當(dāng)然在未來此項(xiàng)技術(shù)同樣需要有效進(jìn)步，本文進(jìn)行的介紹也希望為我國的濕法混煉技術(shù)帶來幫助。

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作者簡介：王志國，1987·6-男，漢，山東省泰安市東平縣，技術(shù)工程師助理工程師.研究方向，橡膠輪胎配方設(shè)計(jì)及工藝管理。