密炼机炼胶工艺

密炼机RUBBERINTERNALMIXER，讲师：王传生，第二节工作原理和主要参数，2-1工作原理，2-1工作原理，在混炼室内，生橡胶的混炼和混炼橡胶的混炼过程比混炼机的混炼和混炼更复杂，材料进入混炼室后，具有两个螺旋棱，具有变速比，相对旋转在由上下顶盖构成的混炼系统内，受到不断变化的强烈剪切和挤压作用的转子有螺旋棱，因此混炼时浆料反复进行轴向往复运动，发挥搅拌作用，混炼变得更强。 密炼机的炼制过程比较复杂，我们可以从下图简单地表示出炼制过程。 将配合剂分散在橡胶中，进行混炼、混炼原理、研究，看作分散介质(液相)、配合剂、分散相、生橡胶，将配合剂分散在生橡胶中的方法，生橡胶的湿润能力和表面张力也看作配合剂是否容易润湿。 在工艺上，可以机械地将表面活性剂加入硬脂酸等以辅助湿润配合剂，将配合剂混入生橡胶中，破坏其凝聚体需要一定的力，另一方面，混炼工艺、基本步骤、1、断裂、2、混炼(intermix、blend )、3、分散(微分散、微分散) 简单的结合(简单混合、宏观分散、分布混炼)、1、细分化：将大的配合剂的团块或凝聚体进一步粉碎、细分化，将I-橡胶和配合剂粉碎，2、混入(混炼)、粉状或液态的材料混入橡胶中形成粘结块(需要长时间)，要混入配合剂，首先使块状的橡胶变形，填充剂a、低速拉橡胶，就像液体一样流动。 充分拉伸后，填充剂会附着在新生界面上。 并且，橡胶的收缩包围粘着的填充剂，拉伸、卷绕、拉伸橡胶的边缘，最后推成一体。 生橡胶、炭黑二次聚集体、再拉伸、卷绕、拉伸、分散、b、高速使橡胶变形时，呈现固体性质，发生脆性破坏变成粒状。 在这个新生成的胶体粒子的表面填充填充剂，在压力下结合成为一体成为胶体。 由于天然橡胶的强度大，特别是在采用旧的低速混炼机的情况下，其混入方式明显为a型，另一方面，丁苯橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶等所谓的干酪状橡胶(与天然橡胶相比)，混合器的转子的转速达到一定程度以上时，发挥其弹性(有人将填充了油的苯乙烯-丁二烯和丁二烯橡胶并用混炼，将橡胶1.3kg化，混炼初期分割成1800个，表面被炭黑的粒子复盖，再混合30个橡胶，再混炼，进行了整体的实验。 因此，b的方式简单有效。 现代高速精炼机是理想的混入设备。 3、分散(微观分散，分散混炼) DispersiveMixing，混入阶段，填充剂混入橡胶中形成整体，但填充剂的粒子仍是大的凝聚体(二次凝聚体)。 为了破坏范德华力(凝聚力)结合的二次凝聚体，需要施加一定的外力。 由于混炼橡胶的粘度和转子转速的影响，填充剂粒子产生牵引力(即剪切力)，该力超过填充剂二次凝聚体的凝聚力时，填充剂逐渐分散，生成的各粒子(炭黑一次凝聚体)向橡胶滚动的方向移动。 因此，在分散阶段，为了破坏凝聚体需要剪切应力，剪切应力小于凝聚力时分散变得困难。一次聚集体、二次聚集体、填充剂、分散、非牛顿流体最大剪切应力：最大剪切速度：1-糊料粘度m-流变常数-转子剪切速度D-转子棱旋转直径n-旋转速度h-间隙max=1(Dn/h)m，由式可知4、简单的结合(简单混合、宏观分散、分布混炼)使粒子从一点转移到另一点，不改变其物理形状和大小，主要使种子更均匀地分散。 为了均匀化，需要像搅拌机那样使糊料往复运动，在搅拌机中主要是通过转子的螺旋突起的作用使搅拌室往复运动。 剪切应力超过破碎填充剂的二次凝聚体的吸附力时，填充剂的分散与剪切应力无关，取决于混炼糊数所加的总剪切应变量。 从总剪切变形、公式可以看出，剪切速度和搅拌时间对剪切应变量有很大影响，要想在同一搅拌时间内保持一定，必须增加d，减少n。 实际上，在密炼过程中，在密炼机的混炼室同时进行以上几个基本过程。 t-捏合时间，5，塑化阶段，力-化学作用切断高分子主链，弹性小的状态容易变形，即改变材料的流变特性，适应后面各加工过程的需要。 生橡胶和配合剂从料斗投入，首先落入相对旋转的两个转子口部，通过上栓的压力和摩擦力被带入两个转子之间的间隙，受到一定的混炼作用，从下栓尖的棱分离糊材料进入转子和混炼室壁的间隙，在此受到强剪切混炼作用后，被破碎的两根混炼室中糊材料的混炼过程、混炼室中的糊材料的混炼过程如下：二、糊材料在混炼室中受到的机械作用、一、转子外表面与混炼室内壁间的混炼作用(椭圆型转子混炼机特别显着)、(a )混炼机中的流线与填充状况的示意图(b )部分放大、转子突起棱峰处的材料流动状况、转子表面与混炼室内壁间的混炼作用由于转子的表面形成有螺旋状的尖棱，因此与混炼室的间隙发生变化(例如，XM-50密耳的间隙为4-80mm，XM-250密耳的间隙为2.5-120mm )，最小的间隙位于转子的棱与混炼室内壁之间。 浆料通过该最小间隙时，受到强烈的压迫、剪切、拉伸作用。 这种作用与开炼机两辊间距的作用相似，但远远大于开炼机的效果。 这是因为旋转的转子和不动的心室壁之间的橡胶的速度梯度比混炼机大，而且转子的前端棱和混炼室壁形成的透射角锐利。 浆料在转子的前端和混炼室的内壁之间一边混炼一边通过，同时受到转子的剩馀表面的同样的辊作用。 2、两转子间的混合搅拌、挤压作用(啮合型密炼机特别显着)，因为两转子的椭圆形表面的各点与转子轴心线的距离不同，所以具有不同的圆周速度。 因此，两转子间的间隙和变速比不是一定值，随处不同，始终变化。 速度梯度的最大值和最小值相差几十倍。 可对浆料施加强剪切、压迫和搅拌作用。 另外，由于两转子的转速不同，其相对位置也时刻变化，两转子间的糊料容量也时刻变化，产生强混合、搅拌作用。 式、3、上下上栓的分流、剪切和交换作用、上下上栓顶部的分流作用、以及两转子的转速不同，因此可以在左右混炼室中重新卷绕糊材料。 一个转子的前面的糊材料的一部分(高压区域)被推出到相反侧的混炼室转子的后面(低压区域)，与此相伴被带入料斗。 与两台相邻的搅拌机连续交替搅拌的情况相似。为了有效地交换，转子必须直接在相应转子的引脚的后部间隙中挂橡胶。 压力平衡阻止更换。 因此，根据变速比，需要使两个转子旋转到适当的位置来进行更换。 4、转子的轴向往复切断混炼作用是，由于浆料不仅与转子一起在转子上进行圆周运动，而且转子的螺旋突起对材料施加轴向的推移作用，所以浆料也沿轴向移动。 右侧突棱螺旋的受力分析表明，两个突棱螺旋的上升角不同，作用也不同，由此，浆料沿转子的轴向往复移动，形成了切断混炼的作用。 各转子有两个方向不同、长度不同的螺旋棱，转子旋转时在转子的螺旋棱表面产生垂直于糊材料的力p，该力可分解为轴向力Px和圆周力Pa。 圆周力Pa使糊材料绕转子轴线旋转的Pa=Pcos轴力Px使糊材料沿转子轴线移动的Px=Psin，糊材料和转子表面的摩擦力t阻止糊材料的轴向移动，因此使糊材料产生轴向移动条件的原因在于，pxtxpsinptancosptanptan 实验表明橡胶与金属表面摩擦角=37-38。 这样，浆料在转子上的运动状况是转子长螺旋段。 -=30，8756； ，即Px即PxTx . 因此，浆料沿轴向移动，往复切断浆料。 由于一对转子的螺旋长段和短段相对安装，所以使糊材料从转子的一端向另一端移动，另一个转子使糊材料向相反方向移动。 因此，混合糊材料，进行强混炼，另外，在转子的外形的设计上，如果将突棱的工作面的圆弧曲率半径选择得较小，则由棱的圆弧面和密封室内壁形成的工作区域的容积变大，因此变小，如果糊材料通过，则按压力增加，棱的相反面设计为凹形，作业区域的容积变小即s转子。、两棱转子展开图、糊料流动模式图、糊料轴向移动模式图、三、糊料在转子上的流动模式图、糊料的轴向移动模式图、GK四棱转子、2-2主要参数、一、转子的转速与速比1、转子的转速是密炼机的主要性能指标之一. (1)转子的转速对生产能力的影响，搅拌橡胶的效率的高低取决于施加在搅拌橡胶上的剪切力的大小，剪切应力受剪切速度的影响。 由下式可知，u膏的粘度m-流变常数、提高、n、生产率、提高，为什么？a、由上式可知，对于一个机台，d、h都是固定的，只能改变n。 如果提高n，则提高剪切速度，缩短t，提高产量的b .如果提高转子的转速n，则被搅拌的糊材料的表面交换变得频繁，糊材料中的配合剂的混合作用加速，t缩短，产量提高，c、n提高，则糊材料在密炼室p也变大，糊材料受到的机械作用变大上图是转子转速与混炼时间关系，(2)从式和图4-14观察转子转速对电动机的电力的影响时，电力与转子转速大致成比例的N=4u2B/h， N-转子单位电力消耗-糊材料的粘度u-转子棱顶的旋转线速度b-转子肋的宽度h-转子的棱顶与密闭室内壁的间隙、(3)转子的旋转速度对糊料拔出温度造成的影响混炼时，需要将糊料温度保持在一定的限度内，转子的旋转速度过快时材料温度急速上升在第一段混炼中，一般的脱胶温度应在1301500C以下。 否则，不仅会引起分散不良，而且容易引起糊料热分解、凝胶化等化学反应。最终混炼为了防止烧焦，一般的脱胶温度为1001200C以下。 因此，为了得到最有效的混炼，在不同浓液中选择最佳的转子转速。 目前，多速和调速器的应用受到重视。 2、转子变速比、磨机转子的变速比通常为1:1.151:1.18。 近年来新开发的同步转子密炼机，转子速比为1 . 于是，二、转子棱顶与密炼室内壁的间隙，如流变学分析所述，对糊料发挥分散作用的主要原因是转子棱顶与密炼室内壁的间隙h形成的高剪切区域，间隙的大小直接影响糊料的剪切应力和剪切速度。 生产实践证明：几年后，同样条件下混炼胶质量下降。 原因是：拌合机的使用时间延长，转子棱和拌合室内壁磨损，转子棱顶和拌合室内壁的间隙h增大，剪切应力和剪切速度减小，拌合橡胶质量下降。 对策为：补焊增加容量。 要计算、三、生产能力和填充参数，计算密炼机的生产能力，请按下式：式中G-生产能力，公里/小时； V1-密炼机工作容量、上升； -浆料的比重，千克/升t-一次搅拌时间，分钟。 另外，工作容量V1由V1=V、式中： V-密炼室总容量(从密炼室总容量减去转子所占的体积)-糊材料的填充系数计算时，填充系数直接影响密炼机的工作容量的大小、即影响生产能力的大小。 但是，填充系数过大或过小会影响搅拌橡胶的质量，也会影响生产能力。 四、上栓对糊料单位压力上栓对糊料单位压力是加强搅拌糊的主要手段之一。 通过增加上栓对糊材的压力，能够提高糊材中的流体静压，虽然不直接影响剪切应力，但由于密集混入室内的糊材的空隙减少，因此在糊材与混炼室的内壁、转子、上、下栓等之间，在糊材内部的各种材料之间更迅速地进行接触和压迫，各种材料混入糊材中的过程橡胶材料的混炼、分散、点、剪应力、决定因素、提高上塞压力的方法： (1)提高压缩空气的压力；(2)加长风筒直径；(3)采用液压代替风压。 增加上栓的压力，使材料之间更迅速地接触和压迫，增大材料之间的接触面积，减少材料与密封室内壁、材料与转子表面的滑动，间接地引起高剪切应力，加速分散过程，缩短混炼时间，提高混炼橡胶的质量。 五、电力、(一)电力消耗的决定电机的电力消耗主要是糊料混炼中剪切、搅拌混合和机械各旋转部的摩擦，前者为主。 假定糊材料的性质、处方、混炼温度、装入方法和顺序、上栓压力、转子的转速、转子的结构、消耗功率、糊材料在粘度不变、等温下混炼的过程，转子的长度下的消耗功率为N=4u2B/表示以hN-转子为单位消耗功率-糊材料的粘度u-转子棱顶的旋转线速度b-转子肋的宽度h-转子的棱顶与密闭室内壁的间隙为橡胶或非牛顿型流体，在特定的密闭机中，其消耗功率为N=Cuk 1k-橡胶特性系数，k1