密煉機混煉的膠料質(zhì)量好壞,除了加料順序外,主要取決于混煉溫度、裝料容量、轉子轉速、混煉時(shí)間、上頂拴壓力和轉子的類(lèi)型等。
一、裝料容量
即混煉容量,容量不足會(huì )降低對膠料的剪切作用和捏煉作用,甚至出現膠料打滑和轉子空轉現象,導致混煉效果不良。反之,容量過(guò)大,膠料翻轉困難,使上頂拴位置不當,使一部分膠料在加料口頸處發(fā)生滯留,從而使膠料混合不均勻,混煉時(shí)間長(cháng),并容易導致設備超負荷,能耗大。因此,混煉容量應適當,通常取密閉室總有效容積的60%~70%為宜。密煉機混煉時(shí)裝料容量可用下列經(jīng)驗公式計算:
Q——裝料容量,Kg;
K——填充系數,通常取0.6~07;
V——密閉室的總有效容積,L;
ρ——膠料的密度,g/cm3。
填充系數K的選取與確定應根據生膠種類(lèi)和配方特點(diǎn),設備特征與磨損程度、上頂拴壓力來(lái)確定。NR及含膠率高的配方,K應適當加大;合成膠及含膠率低的配方,K應適當減??;磨損程度大的舊設備,K應加大;新設備要小些;嚙合型轉子密煉機的K應小于剪切型轉子密煉機;上頂拴壓力增大,K也應相應增大。另外逆混法的K必須盡可能大。
二、加料順序
密煉機混煉中,生膠、炭黑和液體軟化劑的投加順序與混煉時(shí)間特別重要,一般都是生膠先加,再加炭黑,混煉至炭黑在膠料中基本分散后再加入液體軟化劑,這樣有利于混煉,提高混煉效果,縮短混煉時(shí)間。液體軟化劑過(guò)早加入或過(guò)晚加入,均對混煉不利,易造成分散不均勻,混煉時(shí)間延長(cháng),能耗增加。液體軟化劑的加入時(shí)間可由分配系數K確定。硫黃和超速促進(jìn)劑通常在混煉的后期加入,或排料到壓片機上加,減少焦燒危險。小藥(固體軟化劑、活化劑、促進(jìn)劑、防老劑、防焦劑等)通常在生膠后,炭黑前加入。
三、上頂拴壓力
密煉機混煉時(shí),膠料都必須受到上頂栓的一定壓力作用。一般認為上頂栓壓力在0.6-0.8MPa為宜。當轉子轉速恒定時(shí),進(jìn)一步提高壓力效果也不大。當混煉容量不足時(shí),上頂栓壓力也不能充分發(fā)揮作用。提高上頂栓壓力可以減少密閉室內的非填充空間,使其填充程度提高約10%。隨著(zhù)容量和轉速的提高,上頂栓的壓力必須使用增大。
上頂栓壓力提高會(huì )加速混煉過(guò)程膠料生熱,并增加混煉時(shí)的功率消耗。
四、轉子結構和類(lèi)型
轉子工作表面的幾何形狀和尺寸在很大程度上決定了密煉機的生產(chǎn)能力和混煉質(zhì)量。密煉機轉子的基本構型有兩種:剪切型轉子和嚙合型轉子。一般說(shuō)來(lái),剪切型轉子密煉機的生產(chǎn)效率較高,可以快速加料、快速混合與快速排膠。嚙合型轉子密煉機具有分散效率高、生熱率低等特性,適用于制造硬膠料和一段混煉。嚙合型轉子密煉機的分散和均化效果比剪切型轉子密煉機要好,混煉時(shí)間可縮短30~50%。
五、轉速
提高密煉機轉子的速度是強化混煉過(guò)程的最有效的措施之一。轉速增加一倍,混煉周期大約縮短30%~50%。提高轉速會(huì )加速生熱,導致膠料粘度降低,機械剪切效果降低,不利于分散。
六、混煉溫度
混煉溫度高有利于生膠和膠料的塑性流動(dòng)和變形,有利于橡膠對固體配合劑粒子表面的濕潤和混合吃粉,但又使膠料的粘度下降,不利于配合劑粒子的破碎與分散混合?;鞜挏囟冗^(guò)高還會(huì )加速橡膠的熱氧老化,使硫化膠的物理機械性能下降,即出現過(guò)煉現象;還會(huì )使膠料發(fā)生焦燒現象,所以密煉機混煉過(guò)程中必須采取有效的冷卻措施;但溫度不能太低,否則會(huì )出現膠料壓散現象。
七、混煉時(shí)間
在同樣條件下采用密煉機混煉膠料所需的混煉時(shí)間比開(kāi)煉機短得多?;鞜捹|(zhì)量要求一定時(shí),所需混煉時(shí)間隨密煉機轉速和上頂栓壓力提高而縮短。加料順序不當,混煉操作不合理都會(huì )延長(cháng)混煉時(shí)間。
延長(cháng)混煉時(shí)間能提高配合劑在膠料中的分散度,但也會(huì )降低生產(chǎn)效率?;鞜挄r(shí)間過(guò)長(cháng)又容易造成膠料過(guò)煉而使硫化膠的物理機械性能受到損害,還會(huì )造成膠料的“熱歷史”增長(cháng)而容易出現焦燒現象,因此應盡可能縮短膠料的混煉時(shí)間。
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