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对废旧轮胎的翻新利用是轮胎资源循利用极其重要的环节。如果翻胎质量不高，反而造成宝贵橡胶资源的浪费。翻修轮胎的质量，主要包括胶料质量和工艺质量两大部份。下面我就关于改进“炼胶工艺，提高胶料质量 ”的问题谈点个人看法供同行参考。
一、 影响混炼胶质量的主要因素
我国翻胎用胶都采用多胶种并用，主要是天然胶(NR)、顺丁胶(BR)、及丁苯胶(SBR)等。首先我们必须明确多胶种并用，由于各胶种的分子量及其分布、结构及活性不同。从热力学角度看，大多并用胶是不相容的。即使相容性较好的胶，由于分子量大，相互缠绕，阻力大，流动性差也难混容。再有混炼胶中的助剂有的也是不相容的，如炭黑、氧化锌。为了提高并用胶及助剂的共混和分散程度，必须借助外力帮助。影响胶料共混的主要因素有：
1、并用胶的性能及相容性对胶料性能的影响。
为获得高度稳定的并用胶体系，主要是通过合理配方和加工实现的。由于橡胶分子量大，相互扩散 ，加之分子链段的位移，就形成了过度层，特别是多胶种合炼时由于高强度剪切力的作用，使大分子被切断产生极为活泼的自由基。这些长链自由基一部份与氧结合生成较短的聚合物，另一部份则互相结合形成新的共聚物，这些聚合物的溶解度参数介于原来两种橡胶高分子之间，它在并用胶中起着桥梁作用，提高了并用胶相容性。另一方面在实际并用胶中，加有补强炭黑和硫化体系，经过炼胶使并用胶相结构趋于细小。通过硫化使不同胶相间产生交联，使微观多相形态得以固定下来。由此可见，尽管存在热力学不相容性，但经过合理的配料和加工，使橡胶分子结构细微而又能产生共硫化，使并用胶变得切实可行。
2、炭黑及配合剂对并用胶性能的影响
(1)炭黑对并用胶结构的影响。根据炭黑在胶料中的混炼机理：炭黑首先为橡胶所湿润，在混炼机剪切力的作用下，使炭黑粒团内部的炭黑不断移至粒团表面，再为橡胶所湿润包围，相继使炭黑在橡胶内分散开。当炭黑加入并用胶内混炼时，首先为粘度小的橡胶所湿润，并在其中进行分散，随着炭黑的混入和分散，该胶的粘度相应增加，致使两种橡胶粘度差值减小，因而使橡胶结构变得细小起来，这对胶料物理机械性能的提高是有利的。
(2)炭黑在并用胶中的分配对胶料性能的影响。因炭黑的补强作用与选用胶种有关，如天然胶在伸长变形时能产生结晶，具有自补强性质。而顺丁胶、丁苯胶等非结
性橡胶就不具备这一性质，必须添加补强剂补强，以改善提高物理机械性能，这就要求补强炭黑有个适宜的量。同时也说明等量并用胶中，炭黑在两胶中并不是等量分配，而是有个合理分配比才能使两胶性能达到平衡。比如NR/BR(50/50)并用，炭黑在BR中的配量应大于60%，否则BR的性能就成为薄弱环节。因非自补强性橡胶需用较多炭黑补强，才能显示良好的物性。
影响炭黑在并用胶中分配的因素有;①橡胶的粘度;②炭黑与橡胶的亲和力;③并用胶的混炼方法。比如NR/BR并用由于BR分子链柔软性大，极易湿润炭黑，故表现出较大的亲和力。同时炭黑对橡胶中不饱和双键有坚强的结合力，因此不饱和度高的橡胶对炭黑亲和力大。当天然胶与各种不饱和度高的橡胶并用时，炭黑大部份集中到不饱和度高的橡胶中，这对并用胶的物性也是有利的。
当炭黑与顺丁胶结合量增加，门尼粘度增大，相应炭黑进入NR中的量也增加。当两胶门尼粘度相等时，炭黑进入亲和力较大的BR中就较多。
氧化锌对并用胶性能的影响。氧化锌与并用胶难于互溶，它加入NR/BR并用胶中主要进入NR内或两胶界面处。这主要是氧化锌在混炼时与硬脂酸反应生成的硬脂酸锌与NR中的蛋白质成份形成复合物。由于硬脂酸锌会促进硫化，因此氧化锌过于集中一胶相易产生局部过硫，造成两种胶硫化不均。
3、并用胶共硫化的影响。
要提高并用胶的物理机械性能，一方面要通过加工使胶相结构细小;另一方面增加胶相之间的结合强度。翻修胎常用二烯类橡胶并用。
如：NR/BR;NR/SBR;NR/BR/SBR等。由于硫磺和促进剂在二烯类橡胶中溶解度差别较小，有着共同的硫化机理。硫化时都是通过双键或a次甲基上氢原子的脱离而与促进剂、硫磺体系作用形成的硫键为主的交联键，存在着共硫化的特点。但是也要注意到：合成胶一般与硫磺作用小于天然胶，硫化速度相对迟缓。为了更好地实现共硫化，一方面选用好促进剂，尽量做到硫化速度相匹配，矫健平衡，照顾到两种胶的特性，如NR/BR并用就应选用有等同硫化速度的促进剂如：CZ,‘NS‘,NOBS等。另一方面通过合理加工使橡胶结构细微化，再经硫化后获得性能优异的并用胶。
二、改进塑、混炼工艺，提高胶料质量
改进炼胶工艺。前面讲了影响混炼胶质量的主要因素，要提高混炼胶质量，我们必须有针对性地采取相应措施，耒加以改善。正确的塑炼和混炼工艺是胶料发挥最佳性能的基本保证。近年我国多数翻胎厂对炼胶都进行了大量改进试验，但多偏重提高生产效率，忽视了炼胶质量。
1、坚持科学合理的塑炼工艺
在NR/BR或NR/SBR并用胶中BR,SBR在生产过程中已控制了生胶的初始可塑度勿须塑炼，但NR必须塑炼。前面我讲了为了有效使胶相结构细微化，才有利于共硫化，有利于炭黑及助剂的合理分配。为此必须通过加工，使两胶的粘度(或分子量)相近，才有利于互容，促使两相结构细微化，另一方面因BR或SBR与炭黑亲合力大，这样有助于炭黑大部份进入非自补强性橡胶内，以提高胶料的物性。可见优质的胶料必须进进行合理的塑炼。为此必须将NR塑炼至与掺合的合成胶可塑度相近时，才并用。一是将NR塑炼至与BR或SBR可塑度相近时预合炼后存放待混炼;二是将塑炼好的天然胶与合成胶直接投入密炼机掺合混炼。塑炼最好采用开炼机，薄辊距，低辊温，既不能过炼，又不能欠炼，最好通过检测确定。即使采用这两种塑炼方法炼制的胶其性能也有差别。(见表一)
NR/BR(50/50)，N220，54份不同塑炼工艺性能对比表 表一
2、选用正确的混炼工艺
所谓混炼就是将各种配合剂混入胶中，制成质量均匀的混炼胶过程。目前我国
翻胎企业胶料混炼大多采用密炼机，其混炼方法有一段混炼和二段混炼之分。
一段混炼就是将生胶与配合剂加入密炼机内经较长时间压炼后，排出，再在开炼机上加硫黄出片冷却待用。二段混炼则是先在密炼机上进行除硫黄、促进剂外的其它配合剂经较短时间(约8分钟)混炼后，排出送开炼机压片冷却停放。停放至少8小时以上再重新投 入密炼机内加入硫黄、促进剂约炼6分钟 ，排出送开炼上压炼并缩小辊距薄通3次以上，再放厚下片冷却待用。 二段混炼总的时间比一段混炼长，混炼胶的搬运、出片次数增多，有其不足。但就其混炼胶质量，我曾作过反复对比试验和实际里程考核都证明二段混炼胶优于一段混炼胶。(见表二)。混炼中特别提出注意的几个问题：一是加药顺序。量少、难分散的助剂，防老剂及固体软化剂先加;液体软化剂后加;因液体软化剂与炭黑一起加易结团，有碍炭黑均匀分散 ，影响胶料物性特别是耐屈挠性。二是一段混炼后一定要停放8小时以上，最好停放24小时，再进行二段混炼。三是二段混炼完后，一定要调小辊距薄通三次以上。一段混炼后停放时间长短;二段混炼后薄通不薄通对混炼胶质量都有明显影响(见表二)
为使胶料物性保持恒定，就必须使炭黑等配合剂的分散程度保持稳定。这得通过炼胶时所用剪切力耒实现。根据影响并用胶胶相结构的因素有：溶解度参数、分子结构、门尼粘度，其中以门尼粘度影响最大。因为剪切力=粘度x剪切速度。一股炼胶机的转速是固定的，只有采用提高胶料粘度或缩小辊距的办法耒提高剪切力。
一段混法，由于混炼时间较长，温升高，粘度低，剪切力小不利于配合剂分散;反之高温还会引起橡胶分子热氧降解。二段混炼法，由一段混炼停放后，使胶料恢复疲劳，增大粘度，再进行二段混炼，由于混炼的时间短，温度低，使配合剂再次得到较好分散。最后缩小辊距薄通几次，这都是增大剪切力，提高助剂分散程度的好办法。炼得的胶料物性，特别是耐磨性显著提高。
二段与一段混炼，薄通与不薄通，停放时间对胶料物性比较表 表二
试验配方特点：NR/BR(50/50);配用炭黑N220 56份。
3、使用均匀剂，提高炭黑等助剂的分散程度
为了解决多胶种共混分散不均的问题，国内外开发出不少均匀分散剂品种，用均匀剂不仅可提高胶料剪切应力，有助于配合剂的分散，提高胶料质量;还可缩短混炼时间，节约能耗。有的厂不具备二段混炼的条件，即可采用加均匀剂一段混炼的办法。现均匀剂品种很多，选用时，除考核对加工性能的改善外，还要观察对胶料物理性能有无不利影响。我曾对武汉径河化工有限公司生产的FS-97分散剂作过试验。在三胶并用NR/SBR/BR(40/40/20)中,加炭黑N220 56;FS-971.5份与未加分散剂作过对比试验见表三。通过实验证明：加分散剂可提高炭黑等助剂在混炼胶中的分散性，提高拉伸强度，定伸应力，降低磨耗。
加均匀分散剂FS-97与未加一段混炼后物性比较 表三
试验配方特点：NR 40,SBR 40,BR20;N220, 56.(以上硫化条件均为：145Cx30分。
三、小结
正确的炼胶工艺，是稳定胶料质量的根本保证。现翻胎用胶大多采用多胶种多组份共混，大家必须明确共混，不是简单的混合而是要分散均匀才能保证胶料质量。为此特提出两点建议：
1、 推广二段混炼胶工艺。同时在炼胶中要注意几点：1)天然胶一定要塑炼至可塑度与并用的合成胶相近才共混;2)是加药顺序：量少难容的先加，液体软化剂后加;3)一段混炼胶停放24小时以上;4)二段混炼加完硫黄、促进剂后，要调小辊距薄通三次以上。
2、 选用均匀分散剂。为保证多胶种、多种配合剂共混胶的质量，选用好均匀分剂是个切实可行的措施。因均匀剂在分子结构中含有多种不同的化学官能团，能增进不同胶种的相容性，并兼具湿润、增粘、提高胶料剪切应力，增加填料的分散性，提高混炼胶的质量，缩短混炼时间，节约能耗。
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