胎面膠門尼粘度對胎面擠出尺寸的影響

勞龍龍，楊京輝，李 濤，袁金琪

[特拓（青島）輪胎技術(shù)有限公司，山東 青島 266100]

門尼粘度又稱轉(zhuǎn)動（門尼）粘度，由門尼粘度儀測得，可以反映橡膠加工性能的好壞、相對分子質(zhì)量的高低及相對分子質(zhì)量分布的寬窄[1-3]。門尼粘度高，其相對分子質(zhì)量高、相對分子質(zhì)量分布寬，可塑性低，膠料不易混煉均勻及擠出加工[4-6]；門尼粘度低，其相對分子質(zhì)量低、相對分子質(zhì)量分布窄，膠料易粘輥[7-8]。門尼粘度過高或過低對橡膠制品部件的擠出尺寸均有一定影響。

由于密煉生產(chǎn)的膠料門尼粘度有一定的波動，而門尼粘度會影響輪胎胎面的擠出尺寸，本工作研究胎面膠門尼粘度對胎面擠出尺寸的影響，以保證胎面的合格率。

1 實驗

1.1 主要設(shè)備

三復合冷喂料擠出機，德國特勒斯特公司產(chǎn)品，上、中、下擠出機螺桿直徑分別為120，250和150 mm；輔線包括收縮輥道、輸送輥道、冷卻水箱和接取裝置等。BB430型密煉機，日本神戶制鋼所產(chǎn)品。

1.2 試驗方案

密煉生產(chǎn)4批相同配方胎面膠，通過調(diào)整膠料塑煉工藝控制門尼粘度[9]，研究胎面膠門尼粘度對胎面擠出尺寸的影響。

研究參考我公司現(xiàn)有標準：門尼粘度[ML（1＋4）100 ℃] 62±5，胎面寬度（230±2）mm，胎肩厚度（8.0±0.2）mm。膠料門尼粘度控制范圍為：第1批 77～78，第2批 70～71，第3批63～64，第4批 56～57。

1.3 試驗步驟

（1）使用同批次膠料時，同批膠料平均分為2份，同時供膠；使用不同批次膠料時，每批膠料平均分為2份，按照每批2份同時供膠，保證擠出機喂料充足，壓力穩(wěn)定。

（2）不同批次膠料采用相同工藝參數(shù)擠出生產(chǎn)相同規(guī)格的胎面。

（3）生產(chǎn)過程中要求使用相同的操作人員，通過調(diào)整生產(chǎn)輔線速度保證用每批門尼粘度膠料生產(chǎn)的胎面總寬度一致，記錄擠出時的胎面寬度和各部位厚度。

2 結(jié)果與討論

2.1 擠出機各特征數(shù)據(jù)的相關(guān)性

擠出機螺桿轉(zhuǎn)速影響擠出機吐出量、壓力、電流及擠出溫度等特征數(shù)據(jù)的變化，從而影響胎面擠出尺寸。

胎面翼膠、冠膠和基部膠分別由上、中和下擠出機擠出，其中Φ250擠出機在不同螺桿轉(zhuǎn)速下的特征數(shù)據(jù)如表1所示，各特征數(shù)據(jù)的相關(guān)性如圖1—3所示，其中，y1，y2，y3分別為Φ250擠出機的吐出量、壓力和電流，x為擠出機螺桿轉(zhuǎn)速。

表1 Φ250擠出機在不同螺桿轉(zhuǎn)速下的特征數(shù)據(jù)

從圖1—3可以看出，Φ250擠出機螺桿轉(zhuǎn)速與其特征數(shù)據(jù)基本呈線性關(guān)系，且螺桿轉(zhuǎn)速與吐出量、壓力及電流的線性相關(guān)因數(shù)（R2）分別為0.998 9，0.958 3和0.965 7，試驗數(shù)據(jù)的有效性能夠得到保證。

圖1 Φ250擠出機螺桿轉(zhuǎn)速與吐出量的相關(guān)性

2.2 工藝參數(shù)

2.2.1 擠出機溫度控制參數(shù)

Φ250三復合冷喂料擠出機溫度控制參數(shù)為：螺桿 85 ℃，機筒后 85 ℃，機筒前 85 ℃，機頭85 ℃，口型盒 110 ℃。

2.2.2 口型板數(shù)據(jù)

胎面口型板開槽設(shè)計如圖4所示，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 胎面口型板基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

圖4 胎面口型板開槽設(shè)計

2.2.3 擠出工藝參數(shù)

口型代碼 T230A，預口型代碼 A01，轉(zhuǎn)速12.3 r·min-1，線速度 15 m·min-1。

2.3 不同門尼粘度膠料擠出胎面尺寸

不同門尼粘度膠料擠出胎面的尺寸見表3。

從表3可以看出：門尼粘度較低的同配方膠料在同樣擠出寬度下擠出的胎面厚度較小；門尼粘度相差6個門尼值的膠料擠出的胎面各部位厚度均在公差范圍以內(nèi)，胎面尺寸合格；門尼粘度相差14個門尼值的膠料擠出的胎面各部位厚度超出公差范圍，胎面尺寸不合格。

表3 不同門尼粘度膠料擠出胎面的尺寸 mm

膠料門尼粘度低，可塑性好，在同樣壓力的作用下，膠料擠出后變形量小，膨脹率小。

圖2 Φ250擠出機螺桿轉(zhuǎn)速與壓力的相關(guān)性

圖3 Φ250擠出機螺桿轉(zhuǎn)速與電流的相關(guān)性

同時使用門尼粘度為56～67和70～71的膠料擠出胎面，在w1和w2分別為230，180 mm時，t1，t2，t3，t4分別為8.07，8.09，6.95和6.60 mm?？梢缘贸?，搭配使用門尼粘度高和低的膠料，擠出胎面尺寸可以控制在標準值±0.2 mm以內(nèi)。

實踐證明，機頭壓力的穩(wěn)定性、口型開型比的合理性、生產(chǎn)輔線的拉伸量等也會影響擠出胎面尺寸的穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

（1）對于相同配方的胎面膠，門尼粘度越低，相同擠出寬度下擠出胎面厚度越小。

（2）高門尼粘度與低門尼粘度膠料搭配使用，可有效控制擠出胎面尺寸的合格率，避免出現(xiàn)大量返回膠。

（3）門尼粘度相差6個門尼值的膠料擠出胎面各部位的厚度在公差范圍以內(nèi)，對膠料生產(chǎn)時門尼粘度的控制有一定的指導意義。