橡胶连续混炼设备与技术
密炼机技术进步助力炼胶生产提升
82
82
下顶栓 ℃
38
38
平均混炼时间 S
58.36
63.31
平均炼胶周期时间 S
86.94
91.89
平均排胶功率 kwh
8.78
10.62
1小时产量 kg/hr 基于加料和排料的炼胶周期总时间28.6S
9015
8564
胶料质量： 连续1个月生产胶料的批次，流变仪测试
数据的标准差Mh（std dev）
一 密炼机的技术进步
1. 密炼机转子创新 密炼机转子是密炼机的核心零件，它的变 革总是与新材料发展，新技术要求，以及人们对 优质胶料、高效节能生产的不懈追求联系在一 起。表1列出有代表性的密炼机转子的发展历史 及其应用特点。
转子类型
问世
表1 密炼机转子历史及其性能特点
发明人
性能特点
剪切分散型 1916 Farrel
《广东橡胶》2019年 第 9 期
19
转子工作无速比，胶料在棱尖与室壁之间受剪切，也被推向中间
剪切分布型 1988 Farrel
ST
搅合。提高均匀分布作用，温升相对较缓和。在分散和分布功能 方面趋于比较均衡。同比F4w转子，炼胶效率高10.6%，胶料均匀 性提高15%。
分布剪切型 1993 W.P
高5.6%。
从历史看来，橡胶密炼机转子是由剪切分 散为主，向分散和分布兼顾的发展过程。以啮 合混合型K／E、ZZ2、6w MTVC、NST为代表的转 子，在提高炼胶均匀性、缓和炼胶温升、较大范
围地适应各种配方方面，都有很好的表现。 表2列出用F a r r e l密炼机系列转子N S T、
ST、2w生产终炼胶连续一个月的对比测试，可见 密炼机转子优化结构带来的质量生产效益。
混炼硅橡胶的配合技术_一_
将 100 份胶料与 0 5 份2, 5 - 二甲基- 2, 5 - 二叔丁基过氧化己 烷在双辊炼胶 机上混炼均 一, 在 165 10 min 条件下热压硫 化; 然后 在 200 4 h 条件下二次硫化, 制得 2 mm 厚 的试片。测其物理机械性能, 结果见表 1。
技术讲座
, 2006, 20 ( 1) : 42~ 47 SI LICON E M AT ER IAL
混炼硅橡胶的配合技术 ( 一)
黄文润
( 中蓝晨光化工研究院, 成都 610041)
摘要: 介绍了混炼硅橡胶的基本配合过程和硫化体系, 着 重比较了 间歇法和连 续法两种 混炼工艺的 生
产效率及对硅橡胶硫化胶性能的影响, 讨论了 6 种过氧化物硫化剂的特点及适应范围。
采用间歇配制工艺配制混炼硅橡胶多在捏合 机及密炼机中进行。在工业化生产中, 为大批制 取混炼硅橡胶, 常使用装有 2 个混合桨的大型捏 合机, 捏合机的容量达数立方米; 为使原料混合 均一, 需要较长的混炼时间。采用槽内装有 2 个 旋桨、上部装有加压块、能使原料在压缩状态下 混炼的密炼机可在较短时间内制得混合均匀的混 炼硅橡胶[ 1] 。但这种加 压式密炼机的 有效容积 最大仅数百升, 不能满足大批量生产的要求。采 取先在密炼机中混炼、再在捏合机中热处理的方 法, 可高 效、大 批 量生 产 混炼 硅 橡 胶胶 料[ 2] 。 即先将硅橡胶生胶、补强填料白炭黑、结构化控 制剂等在 150 下用密炼机混合均匀, 再在氮气 保护下或减压的捏合机中于 150~ 200 下处理。
橡胶制品行业的先进制造技术与装备
橡胶制品行业的先进制造技术与装备橡胶制品行业是一个与人们日常生活密切相关的行业，其产品广泛应用于汽车、机械、电子、医疗等众多领域。
随着科技的不断发展，橡胶制品行业也在不断引入先进的制造技术和装备，以提高生产效率和产品质量，降低生产成本。
本文将从橡胶制品行业的发展现状、先进制造技术和装备的应用等方面进行详细分析。
一、橡胶制品行业的发展现状近年来，全球橡胶制品行业整体保持稳定的发展态势。
随着我国经济的快速发展和汽车产业的迅猛增长，我国已成为全球最大的橡胶制品生产和消费国。
同时，我国橡胶制品行业也在不断进行产业结构调整，逐步向高性能、高附加值、绿色环保方向发展。
二、先进制造技术在橡胶制品行业中的应用1.材料成型技术材料成型技术是橡胶制品生产的基础，其主要包括橡胶混炼、压制成型、硫化等工艺。
随着科技的进步，橡胶制品行业不断引入新型材料和成型工艺，如纳米材料、生物基材料等，以提高产品的性能和降低生产成本。
2.自动化生产线自动化生产线是橡胶制品行业提高生产效率、降低人力成本的重要手段。
通过使用自动化生产线，可以实现橡胶制品的批量生产，提高产品质量稳定性，降低生产事故率。
目前，国内许多橡胶制品企业都已实现了自动化生产，部分企业已开始向智能化生产线转型。
3.信息化管理技术信息化管理技术在橡胶制品行业的应用，可以提高企业管理效率，缩短产品研发周期，加快市场响应速度。
通过使用企业资源计划（ERP）、产品生命周期管理（PLM）等信息化管理系统，可以实现企业生产、销售、研发等环节的协同管理，提高企业的核心竞争力。
4.检测与测试技术检测与测试技术是保证橡胶制品质量的关键环节。
先进的检测与测试技术可以实时监控生产过程中的各项指标，确保产品质量符合国家标准。
目前，橡胶制品行业已广泛应用光学、电子、超声波等检测技术与设备，实现了对产品质量和生产过程的全面监控。
三、先进装备在橡胶制品行业中的应用1.高性能橡胶混炼设备高性能橡胶混炼设备可以提高橡胶材料的性能，降低生产成本。
橡胶塑炼与混炼—塑炼(橡胶加工课件)
保持变形后的形状
降低弹性、增大塑性 塑炼
塑炼
1、塑炼概念与原理
讨论：塑炼、塑炼目的及不利面
分组汇报： 教师点评 1、塑炼： 炼：炼胶、炼胶作业，在炼胶机完成的作业过程。
简要：提高橡胶塑性的炼胶
详细：将橡胶经过机械加工、热处理或加入某些化学助剂，使其由强韧的弹性状态转变为柔 软而便于加工的塑性状态的工艺过程称之为塑炼。
塑炼
1、塑炼概念与原理 2、生胶塑炼前的准备 3、塑炼的工艺方法 4、影响塑炼的工艺因素 5、开炼机塑炼实训 6、常见塑炼胶质量分析
1、塑炼概念与原理
引入新课 F 塑性
F 弹性
F 刚性
1、塑炼概念与原理
引入新课 橡胶具有高弹性 优点：
缓冲、减震、柔软
缺点：
产品加工过程是受力变形并定型，如发生弹性回复，尺寸形状不能保持
2、生胶塑炼前的准备-烘胶
目的
对象
“两保证两可以” （1）保证切胶机的安全操作和
工作效率； （2）保证炼胶机的安全操作和
工作效率； （3）可以烘去水份； （4）可以解除结晶（对结晶橡
胶） 。
（1）硬橡胶 如：硬NBR等 (NBR3606)
（2）结晶橡胶 如：NR、CR 等
实物展示 （ NBR 、NR、CR、 EPDM、SBR、BR）
2、生胶塑炼前的准备-破胶
使块状的橡胶变为碎胶 （1）便于称量； （2）便于塑炼； （3）保护设备； （4）提高效率（塑
炼）。
用于开炼机塑混炼的大块橡胶， 如：NR和CR。 说明: ❖ 1、用密炼机塑混炼的NR和CR， 一般无需破胶而直接进行塑混炼。 ❖ 2、其它合成橡胶，一般无需破 胶而直接进行塑混炼。
6、常见塑炼胶质量分析
低温连续橡胶混炼技术
低温连续橡胶混炼技术
低温连续橡胶混炼技术是一种橡胶混炼生产方法与流程，其具体步骤如下：
1. 低温母炼：将生胶投入密炼机中塑炼30s，再投入填料进行母炼，当混炼温度达到130±2℃或150±2℃时排胶，得到母炼胶；
2. 喂料：母炼胶顺料斗进入到挤出机中进行降温后，被输送至挤出机机头处，挤出机机头将母炼胶连续挤出成形状均一的胶条；
3. 低温终炼：胶条进入混炼机，同时，失重秤将设定质量的硫化体系投入混炼机，胶条和硫化体系在混炼机中进行低温终炼，在转子的均化和强分散作用下，硫化体系实现均匀分布，填料得到进一步的分散，得到终炼胶；
4. 过滤：终炼胶进入滤胶机，滤胶机对终炼胶进行连续过滤和成型，去除终炼胶内部的结块和杂质，连续的生产出终炼胶片。
橡胶的塑炼与混炼
硬脂酸是一种表面活性剂，可以改善橡胶大分 子和亲水性配合剂之间的相互作用。②氧化锌。 氧化锌是亲水性的，在硬脂酸加入之后再加， 有利于其在橡胶中的分散。③补强剂。如碳黑。 ④液体软化剂。液体软化剂具有浸润性，容易 使补强剂等粉料结团，通常要在补强剂加入之 后加入。⑤硫磺。硫磺与促进剂必须分开加入， 为了防止混炼过程中出现焦烧，通常在混炼后 期降温后加入硫磺，但对有些橡胶（如丁腈橡 胶），由于硫磺在橡胶中的分散特别困难，硫 磺则宜早加，最后才加入促进剂。
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实验2—橡胶的 塑炼与混炼
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一、 实验目的
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了解橡胶塑炼和 混炼的基本原理
掌握橡胶塑炼和 混炼工艺
掌握XK－160A 开放式炼胶机的 使用方法
二、 实验原理
生橡胶是由线形大分 子或者带支链的线形 大分子构成，在外力 作用下，其力学性能 较低，基本无使用价 值，因此生胶需要通 过一系列的加工才能 制成有用的橡胶制品， 其中橡胶的塑炼和混 炼就是两个重要的橡 胶加工过程。
01
混炼过程中为什
塑炼、混炼？
么要注意加料顺
02
序？
03
添加标题
04
添加标题
生胶及混炼胶有 何不同？
使用XK－1须按规程进行，必须集 中精力。
二．割刀必须在辊筒中心线以下操作。 三．禁止戴手套操作，手一定不能接近辊缝。操
作时双手尽量避免越过辊筒中心线上部，送料 时应握拳。 四．如遇到危险时应立即触动安全刹车。 五．留长辫的学生应事先戴帽或结扎短些。
六、思考题
添加标题
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生橡胶为什么要
生胶的分子量通常很高，从几十万到几百万 以上，过高的分子量带来的强韧高弹性给加 工带来极大的困难，必须通过塑炼使之获得 一定的可塑性和流动性，才能满足混炼、压 延、压出、硫化、模压注射等各种加工过程 的工艺性能要求。因此将生胶由强韧的弹性 状态转变为柔软和便于加工的塑性状态使生 胶增加可塑性这一塑炼过程非常重要。
浅说几种典型的橡胶加工混炼技术
浅说几种典型的橡胶加工混炼技术陆 刚众所周知，橡胶混炼是用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂炼成混炼胶的工艺，本质来说是各种配合剂借助炼胶机机械力的作用均匀分散于橡胶中的工艺过程，以形成一个以橡胶为介质或者以橡胶与某些能和它相容的配合组分（配合剂、其它聚合物）的混合物为介质，以与橡胶不相容的配合剂（如粉体填料、氧化锌、颜料等）为分散相的多相胶体分散体系的过程，也是橡胶加工最重要的生产工艺。
橡胶的混炼一般大都采用开放式炼胶机，最大特点是灵活、机动性大，对于橡胶变种频繁、硬质胶、海绵胶等的混炼特别适用。
对混炼工艺的具体技术要求是：配合剂分散均匀，使配合剂特别是炭黑等补强性配合剂达到最好的分散度，以保证胶料性能一致。
混炼后得到的胶料称为“混炼胶”，其质量对进一步加工和制品质量有重要影响。
防老剂先加入能防止高温炼胶时发生的热老化现象，而有些促进剂对胶料有增塑作用，因此值得业内人士的重视。
1. 丁苯橡胶的混炼丁苯橡胶(S B R)又称聚苯乙烯丁二烯共聚物,其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。
丁苯橡胶由丁二烯和苯乙烯进行乳化共聚而得。
用松香酸皂或脂肪酸皂为乳化剂，用过硫酸盐为催化剂，必要时另加适宜的分子量调节剂和适宜的反应速度调节剂。
由此所得者为液状胶乳。
如进一步在加热釜中(亦可同时加入其他食用级配料)进行凝聚，凝聚物经压榨除去浆液后，用加碱的热水进行洗涤，并用水淋洗，一直到成为中性，最后将凝聚体加以干燥，以除去可挥发性物质。
此为由乳胶制成的固体状橡胶。
75/25固体状橡胶亦可由丁二烯和苯乙烯在己烷溶液中用丁基锂为催化剂，进行溶体共聚而成。
共聚后残存的溶剂和挥发性物质可用热水处理法或滚筒干燥法除去。
实验一__橡胶配合与开炼机混炼工艺设计
实验橡胶配合与开炼机混炼工艺一、实验目的橡胶配合与混炼工艺实验主要内容是根据实验配方，准确称量生胶、各种配合剂的用量，将配合剂与生胶混合均匀并达到一定分散度，制备符合性能要求的混炼胶。
该实验的目的是熟悉并掌握橡胶配合方法，熟练掌握开炼机混炼的操作方法、加料顺序，了解开炼机混炼的工艺条件及影响因素。
二、实验设备及工作原理ф160×320mm双辊筒开炼机，主要由机座、温控系统、前后辊筒、紧急刹车装置、挡胶板、调节辊距大小的手轮、电机等部件组成。
开炼机的结构图如图1所示。
图1-1 开炼机结构示意图图1-2ф160×320mm双辊筒开炼机开炼机混炼的工作原理是利用两个平行排列的中空辊筒，以不同的线速度相对回转，加胶包辊后，在辊距上方留有一定量的堆积胶，堆积胶拥挤、绉塞产生许多缝隙，配合剂颗粒进入到缝隙中，被橡胶包住，形成配合剂团块，随胶料一起通过辊距时，由于辊筒线速度不同产生速度梯度，形成剪切力，橡胶分子链在剪切力的作用下被拉伸，产生弹性变形，同时配合剂团块也会受到剪切力作用而破碎成小团块，胶料通过辊距后，由于流道变宽，被拉伸的橡胶分子链恢复卷曲状态，将破碎的配合剂团块包住，使配合剂团块稳定在破碎的状态，配合剂团块变小。
胶料再次通过辊距时，配合剂团块进一步减小，胶料多次通过辊距后，配合剂在胶料中逐渐分散开来。
采取左右割刀、薄通、打三角包等翻胶操作，配合剂在胶料中进一步分布均匀，从而制得配合剂分散均匀并达一定分散度的混炼胶。
三、实验步骤1、根据实验配方，准确称量生胶和除液体软化剂以外的各种配合剂的量，观察生胶和各种配合剂的颜色与形态；2、检查开炼机辊筒及接料盘上有无杂物，如有先清除杂物；3、开动机器，检查设备运转是否正常；4、将辊距调至规定大小（根据炼胶量确定），调整并固定挡胶板的位置；5、将塑炼好的生胶沿辊筒的一侧放入开炼机辊缝中，采用捣胶、打卷、打三角包等方法使胶均匀连续的包于前辊，在辊距上方留适量的堆积胶，经过2—3分钟的滚压、翻炼，形成光滑无隙的包辊胶；6、按下列加料顺序依次沿辊筒轴线方向均匀加入各种配合剂，每次加料后，待其全部吃进去后，左右3/4割刀各两次，两次割刀间隔20秒钟；加料顺序：小料（固体软化剂、活化剂、促进剂、防老剂、防焦剂等）→大料（炭黑、填充剂等）→液体软化剂→硫黄和超速级促进剂7、割断并取下胶料，将辊距调整到0.5mm，加入胶料薄通，并打三角包，薄通5遍；8、按试样要求，将胶料压成所需厚度，下片称量质量并放置于平整、干燥的存胶板上(记好压延（出片）方向、配方编号)待用。
橡胶的配合与开炼机混炼工艺
根据实验配方，准确称量生胶和除液体软化剂以外的各种配合剂的量，观察生胶和各种配合剂的颜色与形态；
按下列加料顺序依次沿辊筒轴线方向均匀加入各种配合剂，每次加料后，待其全部吃进去后，左右3/4割刀各两次，两次割刀间隔20秒钟； 加料顺序：胶料→小料（固体软化剂、活化剂、促进剂、防老剂、防焦剂等）→大料（炭黑、填充剂等）→液体软化剂→硫黄和超速级促进剂 割断并取下胶料，将辊距调整到0.5mm，加入胶料薄通，并打三角包，薄通5遍； 按试样要求，将胶料压成所需厚度，下片称量质量并放置于平整、干燥的存胶板上(记好压延方向、配方编号)待用。 关机，清洗机台。
包辊
胶料的包辊性取决于： 胶料的性质，如格林强度、断裂拉伸比、最大松弛时间等； 辊筒温度，在胶料Tg以上几十度的范围内包辊性好； 剪切速率：剪切速率提高（减小辊距）可改善胶料的包辊性。
3、开炼机混炼过程
吃粉 影响吃粉快慢的因素： 生胶的黏度低，易吃粉； 辊筒温度高，易吃粉； 配合剂的粒径大，结构低，用量少，易吃粉； 左右摆动加料，吃粉快； 堆积胶适量，吃粉快。
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CONTENTS
目录
01
说明开炼机混炼的加料顺序。
02
简述开炼机混炼的工作原理。
03
开炼机混炼工艺包括哪几个过程？
04
影响胶料包辊性的因素有哪些？
05
影响吃粉和分散的因素各有哪些？
06
影响开炼机混炼的因素有哪些？各是如何影响的？
F270橡胶密炼机技术规范
技术规范书型号：XM-270×（4~40）Y名称：密闭式炼胶机大连橡胶塑料机械股份有限公司2007年7月目录1、供货范围 (1)2、主要技术参数 (2)3、公用工程 (2)4、技术说明 (3)5、安全保护报警点及处理 (8)6、电气控制系统（DC） (8)7、主要配套件选型 (14)8、备件、易损件及专用工具 (14)9、技术资料 (15)10、用户要求调整项（可能会影响成本） (16)1、供货范围1.1压料装置1套1.2加料装置1套1.3密炼装置1套1.4卸料、锁紧装置1套1.5底座1个1.6传动系统1套1.7液压系统1套1.8干油润滑系统1套1.9端面密封润滑系统1套1.10水温控制系统1套1.11冷却管路1套1.12主电机1套1.13电气控制系统1套1.14用于设备固定的地脚螺栓1套2、主要技术参数2.1密炼室总容积235 L2.2工作容积176 L（填充系数0.75计）2.3转子形式四棱高效转子2.4传动方向右传动2.5后转子转速 4 r/min～40 r/min2.6转子速比1：1.172.7主电机额定功率1250 kW电压DC 750 V转速100 r/min ~1000 r/min2.8上顶栓对物料压力0.6MPa以下无级调压2.9密炼室投料口457.2 mm×889 mm2.10密炼室排料口310 mm×889 mm2.11总耗水量: 循环用量:主机~80m³/h，主电机~30 m³/h2.12总耗电量～134 0kW2.13外形尺寸11150 mm×6000 mm×6327 mm2.14重量（不含主电机、电控柜）~62 t3、公用工程3.1水质要求:软化水冷却水压力：0.3～0.4 Mpa冷却水温度：20℃～30℃3.2工厂气源条件：0.6～0.8 MPa3.3进线电源三相五线制：3N+PEAC660V±5％ 50HzAC380±5％ 50Hz控制电源：AC220±5％ 50Hz4、技术说明本机特点：转子、密炼室强度高，电机功率大。
密炼机基本知识
密炼机基本知识1、密炼机的用途：主要用于橡胶的塑炼和混炼，同时也用于塑料、沥青料、油毡料、合成树脂料的混合.它是橡胶工厂主要炼胶设备之一.七十年代以来，国外在炼胶工艺和设备方面虽然发展较快，例如用螺杆挤出机代替密炼机和开炼机进行塑炼和混炼,但还是代替不了密炼机。
新的现代工厂中的炼胶设备仍以密炼机为主，混炼方法也仍采用两段混炼法.分类：(1）按转子横截面的形状分为：椭圆形转子密炼机、圆筒形转子密炼机、三角形转子密炼机(2）按工作原理分为:相切型转子密炼机、啮合型转子密炼机（3）按转子转速大小及变化分为：低速、中速、高速及单速、双速、变速密炼机（4)按转子相对转速：异步和同步转子密炼机（5）按混炼室的结构形式分为：普通型和翻转式密炼机（6)按转子间的相对间隙分为：定间隙和可调间隙密炼机2、密炼机的规格与技术特征：1、规格过去采用密炼室的工作容量和主动转子转速表示；现在采用密炼室的总容量/主动转子的转速表示。
国产密炼机的规格表示法：XM-250/20X表示橡胶，M表示密炼机，250表示密炼机的总容量，20表示转子转速X（S）M-75/35x70X表示橡胶,S表示塑料，M表示密炼机，75表示密炼机总容量，双速(35和70转/分）3、密炼机的整体结构及每一部分的作用：（1)混炼部分:混炼部分主要有转子、密炼室、密封装置等组成.(2）加料部分：它主要右加料室和斗形的加料口以及翻板门(加料门）11组成，这部分作用主要是用于加料和瞬间存料.（3）压料部分：它主要由上顶栓9和推动上顶栓做上、下往复运动的气缸14组成，它的主要作用:给胶料一定的压力，加速炼胶过程，提高炼胶效果。
（4)卸料装置部分：主要由安装在密炼室下面的下顶栓3和下顶栓锁紧机构2所组成,它的主要作用，就是在炼胶完毕后排出胶料，也就是卸料.下顶栓内可通冷却水冷却,下顶栓与物料接触的‘’形表面应堆焊耐磨合金,增加其耐磨性。
(5）传动装置部分：主要有电机22,弹性联轴节21，减速机20和齿形联轴节19等组成。
橡胶的密炼及开炼.
4. 吃粉过程中每加人一种配合剂后都要捣胶两次。在加入填充剂和补强剂时要让粉料自然地进入胶料中，使之与橡胶均约接触混合，而不必急于捣胶；同时还需逐步调宽辊距，使堆积胶保持在适当则范围内。待粉料全部吃进后，从中央处割刀分往两端，进行捣胶操作促使混炼均匀。
电控系统由电控箱、操作台和各种电器仪表组成，是整个机台的操作中心。
（2）台秤、游标卡尺，炼胶刀
图27-3
实验原料
天然橡胶
四．实验步骤：（图27-4）
图27-4
1. 开车前必须检查混炼室转子间有无杂物，上、下顶栓，仪表、信号装置等的完好，方可准备开车。
2. 开启主机、减速器和主电机等冷却系统的进水阀和排水阀。
本实验选用密炼机对天然橡胶进行机械法塑炼。生胶置于密炼机中，两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。在常温（小于50℃）下反复受到机械力的作用，使分子链断裂，与此同时断裂后的大分子自由基在空气中氧化作用下，发生了一系列力学与化学反应，最终达到降解，生胶从原先高韧高弹性变为柔软可塑性，满足混炼的要求。此外，塑炼的时间、塑炼工艺操作方法及是否加入塑解剂也影响塑炼的效果。在绕转子流动的一周中，物料处处受到剪切和摩擦作用，使胶料的温度急剧上升，粘度降低。由于密炼机混炼时胶料受到的剪切作用比开炼机大得多，炼胶温度高，使得密炼机炼胶的效率大大高于开炼机。
压料装置部分由上顶栓及气缸等组成。安装在混炼室上面。
卸料装置部分由安装在混炼室下面的下顶栓和下顶栓锁紧机构组成。
传动装置部分由电机、弹性联轴节、减速器和齿形联轴节等组成。
橡胶混炼工艺介绍
塑炼的目的：
生胶塑炼的目的主要是使胶料的 工艺性能得以改善。塑炼后的生胶弹 性减小，可塑性增大；混炼时配合剂 容易在胶料中混合分散均匀，压延挤 出速度快，收缩率小，并改善胶料对 骨架材料的渗透与结合作用；硫化时 容易流动充满模型。随着塑炼程度的 增加，其硫化胶的力学强度、耐磨耗 和耐老化性能降低，永久变形增加， 使硫化胶物理机械性能受到损害。塑 炼程度越大，损害程度也越大。故生 胶的塑炼 程度必须根据胶料的加工 性能要求和硫化胶性能要求综合确定。
二、机械塑炼工艺
2、 开炼机塑炼工艺
(1).包辊塑炼法 胶料通过辊距后包于前辊表面，随辊筒转动重新回到辊筒
上方并再次进入辊距，这样反复通过辊距，受到捏炼，直至 达到可塑度要求为止。
二、机械塑炼工艺
2、 开炼机塑炼工艺
(2).薄通塑炼法 薄通塑炼法的辊距在1mm以下，胶料通过辊距后不包辊，
而直接落盘，等胶料全部通过辊距后，将其扭转90°角推到 辊筒上方再次通过辊距，这样反复捏炼，直至达到要求的可 塑度为止。
一、生胶的增塑方法和机理
（二）、生胶塑炼的增塑机理
4.化学塑解剂 的作用 在生胶机械塑炼过程中，加入某些低分子化学物
质可通过化学作用增加机械塑炼效果，这些物质称为 化学塑解剂。
一、生胶的增塑方法和机理
（二）、生胶塑炼的增塑机理
5.电与臭氧的作用 用开炼机塑炼时因辊筒表面与胶料之间的剧烈摩
擦会产生静电，并在胶料表面积累，到一定程度便产 生静放电，生成臭氧和原子氧，对橡胶的氧化裂解作 用更大。
d.在保证胶料质量的前提下,尽可 能缩短混炼时间,以提高生产效率, 减少能量消耗.
内容简介:
混炼工艺是橡胶制品生产过程的第一步,它 的任务就是将配方中的生胶与各种原材料混合 均匀,制成符合性能要求的混炼胶胶料,包括生胶 的塑炼加工和胶料的混炼加工两个主要过程.塑 炼加工是为混炼加工做准备的.故塑炼和混炼通 称为炼胶工艺.
最新橡胶混炼装置及其技术发展
从 密 闭式 炼 胶 机 的 转 子 形 状 变 化 看 ， 过 通
和胶料通 过 Ｔ Ｃ的 次数 有 关。 因此 ， 以认 为 可 Ｔ ｃ具 有 最 佳 值 。通 常 用 圆 筒 磨 床 加 工 转 子 外 径， 可使 Ｔ ｃ值一 定 ， 是 ， 但 在探 索 既 能 抑 制 因
切应 力 下 降 ， 过 Ｔ 的 量 增 加 。填 充 剂 的 分 通 ｃ 散 度 与 因 转 子 转 速 的变 化 而 变 化 的 剪 切 应 力
进 行塑炼橡胶 ， 并混 入填充剂 ， 进行 分散 混合和 分配混合 。使 混合物 反复通过辊 筒里面与 突棱 顶部之 间的 间 隙 （ Ｃ 而 使 混 合物 产 生 高 的 剪 Ｔ ） 切力 ， 填充 剂凝 聚 体或橡 胶 粒 子粉 末 化 。因 使 此， 对密炼机 的生产率 和质量 的主要 影 响因素
连 续 混 炼 技术 达 到实 用 化 ， 一 点 引人 注 目 。 这 本 文 将 介 绍 密 炼 机 新 转 子 的 开 发 和 橡胶 连
试验 的方法弄 清楚 了四棱 转子 的硫 化剂混合性 能 比双 棱 转 子 差 的 原 因 ， 发 出 了 生 产 率 和 混 开
合性 能 均 理 想 的薪 的 四棱 转 子 。 目前 ， 内外 国 的密 炼 机 均 广 泛 采 用 ４ ＷＨ转 子 。
沿 周 向 和 轴 向变 化 。
图 １ａ 为 Ｔ （） ｃ沿 周 向和轴 向变 化 的六棱 转 子 断面 图 。图 １ｂ 为 转 子 展 开 图和 混 炼 物 的 流 （） 向。窄 Ｔ ｃ的突 棱会 随 着 向混炼 物施 加 高 的剪 切 力 而 起 到拨 掉 附着 于 辊 筒 内表 面 的 层 状 混炼 物 的作用 。通过 这种 作用 可增加棍炼 物与 辊筒 间的传 热量 和提 高 冷却 能力 。宽 Ｔ Ｃ的 突棱 可 增 加 混 炼 胶 通 过 Ｔ 的 量 ， 混 炼 胶 施 加 均 等 Ｃ 给 的剪切力 ， 还可抑制 混炼 物 的生热 。
橡胶的塑炼和混炼
橡胶的塑炼和混炼塑炼塑炼是橡胶加工的一个工序,指采用机械或化学的方法,降低生胶分子量和粘度以提高其可塑性，并获适当的流动性，以满足混炼和成型进一步加工的需要。
塑炼过程是使橡胶大分子链断裂，分子链由长变短而使分子量分布均匀化的过程。
在塑炼过程中导致大分子链断裂的因素主要有两个：一是机械破坏作用；二是热氧化降解作用。
低温塑炼时，主要是由于机械破坏作用，大分子在强烈的机械力作用下发生断链；高温塑炼时，热氧化降解作用占主导地位。
塑炼可分为机械塑炼法和化学塑炼法。
机械塑炼法主要是通过开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机等的机械破坏作用。
化学塑炼法是借助化学增塑剂的作用，引发并促进大分子链断裂。
这两种方法在生产实践中往往结合在一起使用。
开放式炼胶机是一种传统的塑炼设备。
生胶在炼胶机两个旋转辊筒间，凭借前后辊相对速度不同（常用速度比为1:1.25～1.27）所产生的剪切力使橡胶大分子断裂,从而达到增塑的目的。
此法效率低、劳动强度大,仅小型企业中仍有使用。
目前，多数工厂采用密闭式炼胶机（即密炼机）进行塑炼（见图）。
密炼机的主要工作部分为密炼室，内装两个带突棱的旋转转子。
橡胶在密炼室中受到转子之间及转子与室壁之间的剧烈机械作用而降解，从而达到提高塑性的目的。
通常在密炼机塑炼时还加入增塑剂（如五氯硫酚等）以缩短塑炼时间，提高塑炼效zx0塑炼胶的可塑性直接影响橡胶制品的性能，它主要根据混炼胶工艺性能和制品性能要求来确定。
一般来说，涂胶、浸胶、刮胶、擦胶用的胶料可塑性宜高些；模压用的胶料可塑性宜低些；供压出用的胶料，则介于两者之间。
生胶和塑炼胶的可塑性测试方法很多，中国最常用的方法为威氏塑性计和门尼粘度计。
威氏塑性计是将试样置入两块平行的板中，在一定负荷作用下，测定其压缩形变的大小，以及除去负荷后保持形变的能力。
所得的可塑度值在0～1之间；数值越大，表明可塑性也越大。
门尼粘度计是测定胶料在模腔内对粘度计转子转动所产生的剪切阻力，通常用ML来表示（1为胶料预热时间1min，4为转子转动时间4min，100为测试温度100℃），门尼粘度值一般为0～100，其数值越大，表明可塑性越小。
混炼工艺
一．混炼胶的结构 混炼胶是由粒状配合剂（如炭黑、促进剂、 混炼胶是由粒状配合剂（如炭黑、促进剂、 填充剂等）分散于生胶中组成的分散体系。 填充剂等）分散于生胶中组成的分散体系。 在分散体系中，生胶的分散呈连续状态，称 在分散体系中，生胶的分散呈连续状态， 为分散质，粒状配合剂为分散相。 为分散质，粒状配合剂为分散相。 混炼胶不同于一般的胶体分散体系： 混炼胶不同于一般的胶体分散体系： 橡胶的粘度很高， （1）橡胶的粘度很高，胶料的热力学不稳定 性在一般情况下不太显著； 性在一般情况下不太显著；
3．炭黑结合橡胶 炭黑结合橡胶对胶料的性能影响很大，可提 高硫化胶的模量、耐磨性以及减少滞后生 热等。 4．可溶胶 结合橡胶在混炼胶中只占一小部分。而大部 分橡胶未与炭黑结合，称为可溶胶。这两 部分橡胶对混炼胶的物理性能都有贡献。
二．开炼机的混炼工艺
（一）开炼机混炼原理 开炼机混炼过程一般包括包辊、吃粉和翻炼三个阶段。 1．包辊
（4）混炼时间 应适当掌握配合剂的混入和分散时间，避免混炼时间过长， 应适当掌握配合剂的混入和分散时间，避免混炼时间过长，否则容 易产生过炼现象。 易产生过炼现象。 （5）辊速和速比 辊速控制在16~18r/min内 辊速快，操作不安全且温度控制困难； 辊速控制在16~18r/min内。辊速快，操作不安全且温度控制困难； 辊速慢，混炼效率低。 辊速慢，混炼效率低。 速比一般为1 1.1~1：1.2。生热高的胶料应选择速比在1 1.15以 速比一般为1：1.1~1：1.2。生热高的胶料应选择速比在1：1.15以 下的开炼机。 下的开炼机。 （6）加料顺序 一般的加料原则是：用量少、难分散的配合剂先加；用量大、 一般的加料原则是：用量少、难分散的配合剂先加；用量大、易分 散的后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后加入。 散的后加；为了防止焦烧，硫黄和超速促进剂一般最后加入。通常 采用的加料顺序如下： 采用的加料顺序如下： 塑炼胶、再生胶、 促进剂、活性剂、 补强、 塑炼胶、再生胶、母炼胶 → 促进剂、活性剂、防老剂 →补强、填 充剂→ 硫黄、 充剂→液体软化剂 → 硫黄、超速促进剂
橡胶制品的生产设备与工艺装备
压延和压出设备
压延机：用于橡胶制品的压延成型， 包括辊筒、辊距调节装置、冷却系统 等。
压出机：用于橡胶制品的挤出成型， 包括螺杆、机筒、模具等。
压延和压出设备的选择：根据橡胶制 品的种类、尺寸、形状等因素选择合 适的设备。
压延和压出设备的操作和维护：定 期检查设备的运行情况，及时更换 磨损部件，确保设备的正常运行。
橡胶挤出机：用于挤出 橡胶条或片状橡胶
橡胶压延机：用于压延 橡胶片材
橡胶注射机：用于注射 成型橡胶制品
混炼设备
混炼机的类型： 开放式、密闭 式、连续式、
间歇式等
混炼机的结构： 转子、定子、 搅拌桨、加热 器、冷却器等
混炼机的工作 原理：通过转 子和定子的相 对运动，使橡 胶和配合剂充
分混合
混炼机的应用： 用于橡胶制品 的生产，如轮 胎、胶管、胶
生产过程检验：监 控生产过程中的产 品质量，及时发现 问题
成品检验：对成品 进行严格的质量检 测，确保产品质量 符合标准
质量管理体系：建 立完善的质量管理 体系，确保产品质 量持续稳定
包装和储存
包装材料：选择合适的 包装材料，如塑料、纸
箱等
包装方式：根据产品特 性选择合适的包装方式， 如独立包装、组合包装
橡胶制品的生产 设备与工艺装备
汇报人：
目录
01 单 击 添 加 目 录 项 标 题 02 橡 胶 制 品 生 产 设 备
03 工 艺 装 备
04 生 产 工 艺 流 程
05 生 产 设 备 与 工 艺 装 备 的选用原则
1
添加章节标题
2
橡胶制品生产设备
原料加工设备
橡胶混合机：用于混合 橡胶和添加剂
经济性原则
丁腈橡胶混炼实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解丁腈橡胶的混炼特性。
2. 掌握丁腈橡胶混炼的基本工艺流程。
3. 熟悉混炼过程中配合剂的添加顺序及用量。
4. 分析混炼胶的性能，评估混炼效果。
二、实验原理丁腈橡胶（NBR）是一种具有优异耐油、耐热、耐候性能的非极性合成橡胶。
在混炼过程中，配合剂的添加顺序、用量及混炼工艺条件对混炼胶的性能具有重要影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 丁腈橡胶（ACN含量29%）- 炭黑- 软化剂- 促进剂- 抗臭氧剂- 硫磺- 润滑剂2. 实验仪器：- 密炼机- 开炼机- 精密天平- 门尼粘度计- 硫化仪四、实验步骤1. 准备配合剂：将炭黑、软化剂、促进剂、抗臭氧剂、硫磺、润滑剂等配合剂称量，并混合均匀。
2. 混炼：（1）密炼机混炼：将丁腈橡胶和配合剂一起加入密炼机中，设定合适的混炼温度和时间，进行混炼。
（2）开炼机混炼：将密炼机中混炼好的胶料取出，放入开炼机中进行开炼，调整辊温，使胶料达到均匀分散。
3. 检测性能：- 门尼粘度：使用门尼粘度计测定混炼胶的门尼粘度。
- 硫化特性：使用硫化仪测定混炼胶的硫化特性，包括焦烧时间、正硫化时间、拉伸强度、压缩永久变形等。
五、实验结果与分析1. 混炼胶门尼粘度：实验结果显示，混炼胶的门尼粘度为90-120，符合预期。
2. 硫化特性：- 焦烧时间：混炼胶的焦烧时间较短，有利于防止胶料在硫化过程中发生焦烧现象。
- 正硫化时间：混炼胶的正硫化时间适中，有利于保证制品的物理机械性能。
- 拉伸强度：混炼胶的拉伸强度较高，可达20MPa以上。
- 压缩永久变形：混炼胶的压缩永久变形较小，有利于保证制品的尺寸稳定性。
3. 分析：- 配合剂添加顺序：实验表明，炭黑、软化剂、促进剂、抗臭氧剂、硫磺、润滑剂等配合剂的添加顺序对混炼胶的性能有较大影响。
在混炼过程中，应先添加炭黑，然后依次添加软化剂、促进剂、抗臭氧剂、硫磺、润滑剂，以保证配合剂的均匀分散。
- 混炼工艺条件：实验表明，混炼温度、混炼时间、辊温等工艺条件对混炼胶的性能有较大影响。
密炼机
密炼机简介密闭式炼胶机简称密炼机，主要用于橡胶的塑炼和混炼。
密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。
密炼机是在开炼机的基础上发展起来的一种高强度间隙性的混炼设备。
自1916年出现真正意义上的Banbury（本伯里）型密炼机后，密炼机的威力逐渐被人们所认识，它在橡胶混炼过程中显示出来比开炼机优异的一系列特征，如：混炼容量大、时间短、生产效率高；较好的克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善产品质量与工作环境；操作安全便利，减轻劳动强度；有益于实现机械与自动化操作等。
因此，密炼机的出现是橡胶机械的一项重要成果，至今仍然是塑炼和混炼中的典型的重要设备，仍在不断的发展和完善。
密炼机基本知识基本结构密炼机一般由密炼室、两个相对回转的转子、上顶栓、下顶栓、测温系统、加热和冷却系统、排气系统、安全装置、排料装置和记录装置组成。
转子的表面有螺旋状突棱，突棱的数目有二棱、四棱、六棱等，转子的断面几何形状有三角形、圆筒形或椭圆形三种，有切向式和啮合式两类。
测温系统是由热电偶组成，主要用来测定混炼过程中密炼室内温度的变化；加热和冷却系统主要是为了控制转子和混炼室内腔壁表面的温度。
工作原理密炼机工作时，两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。
在绕转子流动的一周中，物料处处受到剪切和摩擦作用，使胶料的温度急剧上升，粘度降低，增加了橡胶在配合剂表面的湿润性，使橡胶与配合剂表面充分接触。
配合剂团块随胶料一起通过转子与转子间隙、转子与上、下顶拴、密炼室内壁的间隙，受到剪切而破碎，被拉伸变形的橡胶包围，稳定在破碎状态。
同时，转子上的凸棱使胶料沿转子的轴向运动，起到搅拌混合作用，使配合剂在胶料中混合均匀。
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橡胶连续混炼设备与技术王 薇(青岛科技大学,山东青岛 266042)摘要:分析了间歇式混炼的优缺点,介绍了连续混炼发展的起因以及目前应用于连续混炼的设备和技术并展望了连续混炼的发展趋势。
连续式混炼机混炼不需要进行周期性的加料和卸料,可以充分利用混炼机的混炼能力,但连续混炼设备是以粉状或颗粒状喂料为先决条件。
关键词:橡胶混炼;间歇式;连续式中图分类号:TQ330.4+3 文献标识码:B 文章编号:1000 890X(2003)04 0237 041 间歇式密炼机混炼技术的发展早期的橡胶工业混炼采用双辊开炼机,而双辊开炼机混炼存在许多缺点,最重要的一条就是混炼胶质量差。
由于轮胎工业的发展导致微粒及有毒硫化促进剂用量增长,同时橡胶制品对胶料质量要求不断提高,开炼机混炼已经满足不了生产的需要。
因此在20世纪20年代密炼机就引入橡胶加工工业了。
目前工厂主要以密炼机混炼为主。
密炼机密炼室中的胶料主要有两种流动:周向流动和轴向流动。
胶料主要是由密炼室中转子之间、转子和室壁之间以及转子与压砣和卸料门之间的剪切和混合作用而得到混炼,密炼机对胶料的混炼是间歇式的。
间歇混炼密炼机具有很长的发展历史,自从20世纪20年代密炼机作为混炼设备代替开炼机以后,密炼机经历了多个发展阶段。
从无压砣到压砣的出现及改进;从翻转式卸料到卸料门卸料,卸料门从摆动式到滑动式;转子的形状从无凸棱到二凸棱再到四凸棱等,这些在密炼机设计上的改进都使间歇式密炼机技术有了很大的发展[1]。
目前密炼机的一个值得注意的重大改进是转子由切线型改为啮合型。
近些年来,间歇式密炼机技术又有了新的发展。
目前间歇式密炼机在国内、外应用最广泛的作者简介:王薇(1973 ),女,山东青岛人,青岛科技大学讲师,工学学士,主要从事高分子材料加工机械方面的研究和教学工作。
有3种类型:美国的法勒尔公司F系列密炼机转子形式是切线型;德国的W&P公司的GK型密炼机有两个系列,一个是GK N系列切线型转子,另一个是GK E系列啮合型转子;英国Francis Shaw公司的K型密炼机的转子形式为啮合型。
同步转子(又称ST转子)是法勒公司近几年来一直致力开发和研究的技术项目。
同步转子技术将传统的转子速比由1.16 1改为1 1,此技术的转子和转子之间的相互作用提高了胶料流变参数和物理性能的均匀性,而W&P公司研制的组合式密炼机具有功能独立的3个部分:料斗、混炼区和机座。
3个功能独立的部分可以分别进行正向和反向安装,各部件易于拆卸、更换和安装。
此外,意大利的Pomini公司研制出了可调啮合间隙(VIC)密炼机。
此种密炼机的转子为啮合式,转子间的距离是可调节的。
间歇式密炼机是现代工厂主要的炼胶设备,它能够保证得到优质的混炼胶,具有生产能力较高、使用寿命较长和工作性能可靠等优点,但是间歇式混炼原理也存在薄弱点。
尽管间歇式密炼机在其发展过程中结构发生了一定的变化,性能也得到优化,但是这并不能改变间歇式混炼工艺固有的缺点。
间歇混炼过程中各流体微团有不同的流动轨迹,虽然物料在间歇式密炼机中停留的时间一样,物料在密炼机整个容积中所经受的切变速率不同,物料微团在不同的剪切区停留的时间也不完全一样。
总的来说,在给定时间内,各物料团经历了不同的应变历程,最终积累了不同的总应变量。
因此就使得间歇混炼所得到的混炼胶质量不均匀。
除间歇式混炼机理不完善之外,为了保证工业上所要求的生产能力,间歇式密炼机需要有更大的容积,此外由于密炼机的转子转速很高,导致密炼室内热量增加,间歇式密炼机混炼的胶料是没有固定形状的胶块,需要辅助设备进行进一步加工,以便得到下道工序所需要的胶料形状。
用间歇式密炼机加工胶料时由于密炼室内温度很高,胶料难以一次完成混炼,有时需要二段混炼。
在一次混炼之后,再进行下一次混炼时,硫化剂一般都加到二段混炼的密炼机中,间歇式混炼过程使得调整更加复杂。
为了克服间歇式密炼机的缺点,人们开始设想是否有一种更为便捷、混合性能更好的混炼技术可以代替间歇式混炼技术在橡胶工业中的地位,这就使得连续混炼技术的发展成为可能。
2 连续混炼技术的发展连续混炼技术是混炼操作自动化、连续化的新技术。
相对于间歇混炼技术,连续混炼技术具有以下六方面的优点[2]:(1)连续式混炼机混炼不需要进行周期性的加料和卸料,可以充分利用混炼机的混炼能力。
这样就可以将单位机台的生产能力提高,也就大大地提高了生产率。
(2)用连续混炼机可以在稳定的机械条件和热条件下混炼胶料,有效地利用调整和控制手段,以便使过程按最佳水平进行。
(3)采用连续混炼可以使自动化程度大大提高。
(4)连续混炼的能量消耗稳定,没有大的峰值,可以节约能源。
(5)使用连续混炼机进行连续混炼,可以省去上、下辅机设备。
这就大大地简化了生产设备,降低了生产设备投资。
同时,上、下辅机的取消还使得连续混炼厂房无需像密炼厂房那样需要三层楼房,这样就可以节约占地面积,大大降低厂房设施投资。
(6)使用密炼机进行胶料混炼时,在加料和卸料的同时不能进行混炼生产,而连续混炼机就不存在这个问题,可以进行连续生产,从而提高生产率,同时降低劳动强度。
连续式混炼机以机筒代替密炼室,转子在机筒内旋转,混炼胶料,并将胶料从加料区域推向卸料区域[3]。
连续混炼机的特点是混炼质量与混炼机供料系统有关,如果在原料配比上有波动,那么在成品混炼胶成分中也将反映出来。
连续式混炼机的发展也是渐进的,依照结构可以分为单转子连续混炼机、双转子连续混炼机、传递式连续混炼机和双螺杆挤出机[4]。
2 1 单转子连续混炼机最早的连续式混炼机在机架上安装有密炼式圆筒型机筒,机筒的内表面为圆锥形,机筒壁具有冷却腔、胶料加料口以及其它组分的加料口。
在圆锥形转子的表面具有螺旋沟槽,从里面用冷却水冷却,从加料口加的料由于转子旋转而被拉入间隙中进行强烈混炼,而且由于转子上有螺槽,使胶料逐渐向出口移动[5]。
混炼胶沿转子圆周方向进行的混炼作用最强烈,沿转子轴线方向混炼作用比较弱。
这种混炼机对混炼胶中加入的各种成分波动特别敏感,在混炼过程中也不能保证均匀混炼,混炼胶的加工强度可以通过改变转子和机筒壁之间的间隙来调整。
2 2 双转子连续混炼机双转子连续混炼机是将两个转子装配在一个混炼室内,这种连续混炼设备的混炼效果较好,而且可以减小供料波动。
法勒连续混炼机就是一种双转子相对旋转装置,其长度相当小。
该设备有两个转子,与本伯里密炼机内的布置形式相似,其转子也是安装在混炼室内。
混炼机的一端设有加料斗,其对应端装有卸料门[6]。
双转子连续混炼机的转子是仿制本伯里密炼机转子设计的,转子上有一类似于挤出机螺杆的供料段,其主要用途是把原材料推进密炼室内。
与供料段相邻的是正、反向螺旋状棱,它的主要用途是保障胶料得到充分的混炼,除此之外转子还有椭圆形翼,它的用途是通过卸料口排出胶料。
这种可以连续混炼的密炼机的生产率是由喂料速率保证的,保持恒定的供料可以提高转子的转速,以得到更大的剪切力。
法勒公司连续混炼机是在常压下操作,从而形成独立的混炼环境,完全不受成型要求的影响,因此能够加工剪切速率和温度要求不高的物料,也可以加工对剪切速率和温度敏感的物料。
2 3 传递式连续混炼机基于传递式混炼机原理的现代挤出机与原始的每一区段内仅使用单头或双头螺杆的传递混炼机不同的是:与多头螺杆多段相对应的还设有多头螺纹机筒区段,称之为多节传递混炼区段。
此区段开始有一普通的喂料区段,而后面跟随一普通计量区段。
喂料区段还可以增加单个阻隔螺纹区段或增加螺钉,并在传递混炼区段内部增加阀门设计,此类机器具有以下优点:(1)机座面积较小,故工厂占地面积也较小;(2)使用阀门控制橡胶塑化效果更好;(3)产量潜力更高,对高粘度NR混炼效果更好。
在最新开发的抽真空型号的挤出机中,进入真空和计量区段的混炼胶流可以由节流阀控制。
2 4 用于连续混炼的双螺杆挤出机兼有混炼和挤出双重功能的混炼挤出机根据其螺杆数量、啮合度及转向可分为若干类,其中占主导地位的是完全啮合型同转向双螺杆混炼挤出机[7]。
20世纪40年代Erdmenger R等设计了一种全啮合、同向旋转的双螺杆挤出机,1957年制造出工业使用机ZSK 83/500,这台机器采用三叶机构,机筒是活节机筒,这台机器采用直径为83 mm、长700mm的螺杆,电机功率为60kW。
最新的ZSK双螺杆混炼挤出机和最初的这种挤出机已有明显的不同,装机容积和混炼力矩的增大使得设备可以在较高的速度下塑炼、混合,同时获得均一高质量的胶料。
目前的ZSK 83型机的生产效率可以达到1500kg h-1。
W&P公司的ESK型连续混炼挤出机实际上是全啮合型同向旋转的双螺杆挤出机。
它具有以下3个特点:!混炼部位设计的表面积与体积之比较大;∀设备是积木式的,可按特殊的加工任务设计机械构型;#加工任务可被分成独特的单元作业。
其配合剂计量喂料采用工业上适用的装置,一般都是减量计量装置,各个喂料器都受监视系统控制。
炭黑等填充剂都从机器的侧部喂料口填入。
在传递很短的距离后送入混炼段。
油类增塑剂和增量剂可在加入填充剂前或后加入,由此可以控制粘度。
用ESK全啮合同向旋转双螺杆挤出机来提高混炼胶料质量的关键是其具有比间歇式炼胶机更高的表面积与体积比,因此能够产生高效的剪切力并传递到所混炼的胶料上。
它是按照标准结构设计的,可以按照现有的具体加工任务进行机械结构设计。
这种生产工艺能被分解成几种单独的单元操作,而且每个单元的操作都可独立地选择最佳条件或对其它单元产生最小的影响。
全啮合同向旋转螺杆的设计使剪切力在螺杆沟槽截面上的分布基本上是均匀的。
在这种挤出机中所有胶料经受相同的剪切力,从而使胶料得到均匀的混炼和分散,这种剪切力的输入可以通过螺杆的几何形状和操作条件来控制。
例如控制螺杆的转速和挤出速率可保证胶料的质量与生产效率之间的综合平衡。
3 连续混炼机的局限性与发展趋势应注意的是,上述这些连续混炼设备都是以粉状或颗粒状喂料为先决条件的。
虽然目前世界上也有一些致力于发展粉状和粒状橡胶及配合剂的厂家,但这些设备却不适应国内目前的胶料供应情况。
由于这个先决条件的存在,对于连续混炼机是否能够代替间歇混炼机而成为橡胶混炼的主要设备,目前在国际上也正处于讨论阶段[8]。
由于连续混炼机加工的胶料受粒化和粉末化的局限,当前的连续混炼工艺也有其缺点:(1)不能加工流动性差的材料;(2)生产成本比较高;(3)工艺流程中需要增加比较困难的胶料造粒和胶料粉末化的工艺。
因此,连续混炼技术广泛地应用到橡胶工业仍然还有很长的一段距离。
但是针对连续混炼机的薄弱点已做了大量的工作,并取得一定的进展,相信连续混炼技术一定能逐渐取代间歇式混炼技术,在橡胶工业中发挥重要作用。