第二章原料预处理及初混设备
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第二章原料预处理及初混设备
❖ξ2-2 初混设备 一、混合及混炼的原因
§塑料加工：抗氧剂、稳定剂、增塑剂、填充剂等 §橡胶加工：防老剂，稳定剂、润滑剂、硫化剂等 §化纤：稳定剂、抗氧剂、抗静电剂等 §聚合物的共混改性、聚合物合金、复合材料等。
二、初混设备概念
第二章原料预处理及初混设备
v 初混（预混）的目的 是通过一定加料顺序，将树脂、增塑剂、
v 无论是吸湿性材料还是非吸湿材料，必须进 行干燥处理，除去材料中的水分，保证加工 有效进行并得到质量合格的产品，如表4-31所示。
v 如果水分除去不充分，在加工过程中会产生 气泡，以及使聚合物发生降解，从而影响产 品质量 。
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
2、球磨机
v 球磨机由圆钢筒和传动设备组成（见图7-40） 。 v 钢筒内装有50-100mm的钢球或石球作力粉碎、研
磨介质，钢筒水平安装在轴上，绕轴旋转。 v 钢筒旋转时，球上升至某一点，然后滚下，在滚动
时，球间的摩擦和撞击使物料聚集体被撞碎或磨碎。 尤其是撞击，对烧结的聚集体有很好的分离效果， 这是球磨特有的性能，故能用于难以分散的填料或 颜料。 v 在转动时，混合物在球的间隙受到高度湍动的混合 作用，使填料或颜料粒子更易分散均匀。
稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂、偶联剂 等组分充分混合，使增塑剂等液体添加剂充 分地渗入树脂基体中，并保证各组分分散均 匀。
第二章原料预处理及初混设备
v 分散混合主要是通过剪切应力起作用。为了 获得大的剪切应力，设计混合机时引入高剪 切区（即设置窄的间隙），保证所有固体颗 粒重复不断地通过高剪切区。
第二章原料预处理及初 混设备
2020/12/10
第二章原料预处理及初混设备
ξ2-1 预处理设备
v 预处理设备包括筛析设备、预热与干燥设备以 及研磨设备。
v 一、筛析设备
（一）常见筛析方法
1、重力筛析 利用物料颗粒尺寸或比重进行分 选。
2、风选 利用物体对空气阻力差和在空气中下落 速度差来分选物料。（风车选谷）
第二章原料预处理及初混设备
2、高速分散机 v 多用于湿状、浆
状物料搅拌及分 散，但不适用于 粉料混合。
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
v 3、滚筒类混合设备（如转鼓式混合机） 如图所示。是利用装载物料的混合室的旋 转达到混合目的。如鼓式混合机、双锥混 合机和V形混合机，属中、低强度的分布混 合设备。
经过刮漆缝研磨料又分成两部分，一部分由前 辊带到刮刀处，落入刮漆盘，另一部分再回到加料 沟。
第二章原料预处理及初混设备
v 三辊机是典型的用剪切力作用来分散颜料的，可承 受高粘度的浆料，常用来分散不易分散的颜料。
v 用三辊机时，溶剂应为低挥发性的。 v 三辊机在运行中，辊间磨擦产生大量热量，研磨料
受热会降低粘度，降低分散效果和效率，所以要不 断通入冷却水冷却辊筒，取走摩擦热，维持正常操 作。
第二章原料预处理及初混设备
v 混合及混炼机械是完成共混工艺、实现聚合物 物理化学改性的重要设备。
二、混合设备 v 间歇式 混合过程是不连续的。主要有三个步
骤：投料、混炼、卸料。上述过程结束后，再 重新投料、混炼、卸料，周而复始。
§适于小批量、多品种的生产
第二章原料预处理及初混设备
v 连续式 混合过程是连续的，故可提高生产能 力，易实现自动控制，减少能量消耗，混合质 量稳定，降低操作人员的劳动强度。
1、沸腾干燥与设备
塑料干燥的方法：沸腾干燥、对流热风干燥、传导干燥、 远红外辐射加热干燥及回转真空干燥。
第二章原料预处理及初混设备
2 减湿料斗式干燥机组 v 对大批量物料可采
用抽湿干燥机或采 用负压沸腾干燥法。
第二章原料预处理及初混设备
三种干燥技术经济指标对比
第二章原料预处理及初混设备
三、研磨设备
v 分散度取决于混合器内最大有效剪切速率和 通过次数
§剪切速率越高，通过次数越多，分散越好
第二章原料预处理及初混设备
v 剪切应力的大小与粒子或结块尺寸有关。
§粒子或结块大，受到的剪切力大，易于破碎。 §粒子或结块越小，它们之间的互相作用力就越
大，分散就越困难。因此要把粒子分散到纳米 级是非常困难的（粒径<100nm，补强作用显 著）。
v 填料、颜料的聚集体依靠研磨剪切力和撞击力来分 散。
v 典型的撞击力研磨机是高冲击研磨机。 v 典型的剪切力研磨机是三辊机。 v 大部分研磨设备兼有撞击力和剪切力。研磨设备要
求介质粘度高，研磨效率才高。 v 典型的撞击则希望介质粘度低。 v 主要使用的研磨分散设备有高速搅拌机、球磨机、
砂磨机、二辊机及三辊机等。
§适于大批量生产
v 初混设备种类很多，其基本结构和运转特点分 为:
§静态混合设备、滚筒类混合设备和转子类混合设备。
第二章原料预处理及初混设备
(一)冷混机
1、静态混合设备 v 静态混合设备主要有重力混合器和气动混合
器。 v 此类混合器的混合室是静止的，靠重力和气
动促使物料流动混合，是温和的低强度混合 器，适用于流体或大批量固态物料的分布混 合。如图所示。
3、溶剂分选 利用不同的聚合物在溶剂中的溶
解度不同来进行分选。
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
（二）常用筛析设备
1、振动筛析 常用设备是电磁振动筛粉机。
v 2、平动筛析
将需筛析的料
粉放置在回转
的筛网上进行
筛析。
振动筛
第二章原料预处理及初混设备
二、预热与干燥设备
第二章原料预处理及初混设备
1、三辊研磨机 v 三辊机是生产涂料及油墨的必备设备。其作
用是将颜料分散至漆料中。 v 三辊机是由三个转速不同的辊筒组成。
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
第Leabharlann Baidu章原料预处理及初混设备
三辊磨上物料流动情况
第二章原料预处理及初混设备
工作原理：
将研磨料投入加料辊（后辊）和中辊之间的加料 沟中，二辊以不同速度向内旋转，部分研磨料进入 加料缝并受到强大的剪切作用。通过加料缝的研磨 料分为两部分：一部分附在加料辊上，回到加料沟； 另一部分由中辊带至中辊和前辊之间的刮漆缝，在 此又一次受到更强大的剪切作用。
❖ξ2-2 初混设备 一、混合及混炼的原因
§塑料加工：抗氧剂、稳定剂、增塑剂、填充剂等 §橡胶加工：防老剂，稳定剂、润滑剂、硫化剂等 §化纤：稳定剂、抗氧剂、抗静电剂等 §聚合物的共混改性、聚合物合金、复合材料等。
二、初混设备概念
第二章原料预处理及初混设备
v 初混（预混）的目的 是通过一定加料顺序，将树脂、增塑剂、
v 无论是吸湿性材料还是非吸湿材料，必须进 行干燥处理，除去材料中的水分，保证加工 有效进行并得到质量合格的产品，如表4-31所示。
v 如果水分除去不充分，在加工过程中会产生 气泡，以及使聚合物发生降解，从而影响产 品质量 。
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
2、球磨机
v 球磨机由圆钢筒和传动设备组成（见图7-40） 。 v 钢筒内装有50-100mm的钢球或石球作力粉碎、研
磨介质，钢筒水平安装在轴上，绕轴旋转。 v 钢筒旋转时，球上升至某一点，然后滚下，在滚动
时，球间的摩擦和撞击使物料聚集体被撞碎或磨碎。 尤其是撞击，对烧结的聚集体有很好的分离效果， 这是球磨特有的性能，故能用于难以分散的填料或 颜料。 v 在转动时，混合物在球的间隙受到高度湍动的混合 作用，使填料或颜料粒子更易分散均匀。
稳定剂、润滑剂、填充剂、着色剂、偶联剂 等组分充分混合，使增塑剂等液体添加剂充 分地渗入树脂基体中，并保证各组分分散均 匀。
第二章原料预处理及初混设备
v 分散混合主要是通过剪切应力起作用。为了 获得大的剪切应力，设计混合机时引入高剪 切区（即设置窄的间隙），保证所有固体颗 粒重复不断地通过高剪切区。
第二章原料预处理及初 混设备
2020/12/10
第二章原料预处理及初混设备
ξ2-1 预处理设备
v 预处理设备包括筛析设备、预热与干燥设备以 及研磨设备。
v 一、筛析设备
（一）常见筛析方法
1、重力筛析 利用物料颗粒尺寸或比重进行分 选。
2、风选 利用物体对空气阻力差和在空气中下落 速度差来分选物料。（风车选谷）
第二章原料预处理及初混设备
2、高速分散机 v 多用于湿状、浆
状物料搅拌及分 散，但不适用于 粉料混合。
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
v 3、滚筒类混合设备（如转鼓式混合机） 如图所示。是利用装载物料的混合室的旋 转达到混合目的。如鼓式混合机、双锥混 合机和V形混合机，属中、低强度的分布混 合设备。
经过刮漆缝研磨料又分成两部分，一部分由前 辊带到刮刀处，落入刮漆盘，另一部分再回到加料 沟。
第二章原料预处理及初混设备
v 三辊机是典型的用剪切力作用来分散颜料的，可承 受高粘度的浆料，常用来分散不易分散的颜料。
v 用三辊机时，溶剂应为低挥发性的。 v 三辊机在运行中，辊间磨擦产生大量热量，研磨料
受热会降低粘度，降低分散效果和效率，所以要不 断通入冷却水冷却辊筒，取走摩擦热，维持正常操 作。
第二章原料预处理及初混设备
v 混合及混炼机械是完成共混工艺、实现聚合物 物理化学改性的重要设备。
二、混合设备 v 间歇式 混合过程是不连续的。主要有三个步
骤：投料、混炼、卸料。上述过程结束后，再 重新投料、混炼、卸料，周而复始。
§适于小批量、多品种的生产
第二章原料预处理及初混设备
v 连续式 混合过程是连续的，故可提高生产能 力，易实现自动控制，减少能量消耗，混合质 量稳定，降低操作人员的劳动强度。
1、沸腾干燥与设备
塑料干燥的方法：沸腾干燥、对流热风干燥、传导干燥、 远红外辐射加热干燥及回转真空干燥。
第二章原料预处理及初混设备
2 减湿料斗式干燥机组 v 对大批量物料可采
用抽湿干燥机或采 用负压沸腾干燥法。
第二章原料预处理及初混设备
三种干燥技术经济指标对比
第二章原料预处理及初混设备
三、研磨设备
v 分散度取决于混合器内最大有效剪切速率和 通过次数
§剪切速率越高，通过次数越多，分散越好
第二章原料预处理及初混设备
v 剪切应力的大小与粒子或结块尺寸有关。
§粒子或结块大，受到的剪切力大，易于破碎。 §粒子或结块越小，它们之间的互相作用力就越
大，分散就越困难。因此要把粒子分散到纳米 级是非常困难的（粒径<100nm，补强作用显 著）。
v 填料、颜料的聚集体依靠研磨剪切力和撞击力来分 散。
v 典型的撞击力研磨机是高冲击研磨机。 v 典型的剪切力研磨机是三辊机。 v 大部分研磨设备兼有撞击力和剪切力。研磨设备要
求介质粘度高，研磨效率才高。 v 典型的撞击则希望介质粘度低。 v 主要使用的研磨分散设备有高速搅拌机、球磨机、
砂磨机、二辊机及三辊机等。
§适于大批量生产
v 初混设备种类很多，其基本结构和运转特点分 为:
§静态混合设备、滚筒类混合设备和转子类混合设备。
第二章原料预处理及初混设备
(一)冷混机
1、静态混合设备 v 静态混合设备主要有重力混合器和气动混合
器。 v 此类混合器的混合室是静止的，靠重力和气
动促使物料流动混合，是温和的低强度混合 器，适用于流体或大批量固态物料的分布混 合。如图所示。
3、溶剂分选 利用不同的聚合物在溶剂中的溶
解度不同来进行分选。
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
（二）常用筛析设备
1、振动筛析 常用设备是电磁振动筛粉机。
v 2、平动筛析
将需筛析的料
粉放置在回转
的筛网上进行
筛析。
振动筛
第二章原料预处理及初混设备
二、预热与干燥设备
第二章原料预处理及初混设备
1、三辊研磨机 v 三辊机是生产涂料及油墨的必备设备。其作
用是将颜料分散至漆料中。 v 三辊机是由三个转速不同的辊筒组成。
第二章原料预处理及初混设备
第二章原料预处理及初混设备
第Leabharlann Baidu章原料预处理及初混设备
三辊磨上物料流动情况
第二章原料预处理及初混设备
工作原理：
将研磨料投入加料辊（后辊）和中辊之间的加料 沟中，二辊以不同速度向内旋转，部分研磨料进入 加料缝并受到强大的剪切作用。通过加料缝的研磨 料分为两部分：一部分附在加料辊上，回到加料沟； 另一部分由中辊带至中辊和前辊之间的刮漆缝，在 此又一次受到更强大的剪切作用。