影響開(kāi)煉機(jī)混煉效果的因素

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發(fā)布時(shí)間：

2022-04-27

影響開(kāi)煉機(jī)混煉效果的因素主要有膠料的包輥性、裝膠容量、輥溫、輥距、輥筒的速比、加料順序、加料方式及混煉時(shí)間等。

1、膠料的包輥性

膠料的包輥性好壞會(huì)影響混煉時(shí)吃粉快慢、配合劑分散，如果包輥性太差，甚至無(wú)法混煉。膠料的包輥性與生膠的性質(zhì)（如格林強(qiáng)度、斷裂拉伸比、最大松弛時(shí)間等）、輥溫和剪切速率有關(guān)，格林強(qiáng)度高、斷裂拉伸比大、最大松弛時(shí)間長(zhǎng)的生膠包輥性好，如NR；格林強(qiáng)度低、斷裂拉伸比小、最大松弛時(shí)間短的生膠包輥性差，如BR。影響生膠這些性質(zhì)的因素都會(huì)影響生膠的包輥性，如加入補(bǔ)強(qiáng)劑，提高膠料的格林強(qiáng)度，增大松弛時(shí)間，會(huì)明顯改善BR的包輥性；膠料中過(guò)多加入液體軟化劑，降低格林強(qiáng)度，縮短松弛時(shí)間，包輥性變差，甚至脫輥。輥溫在膠料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）以下，無(wú)法包輥，在粘流溫度（Tf）以上，膠料粘輥，也不能混煉，只有在Tg~ Tf之間某一溫度范圍內(nèi)，膠料才有良好的包輥性，適于混煉。如采取減小輥距、增大速比或提高輥筒轉(zhuǎn)速等方法增大剪切速率，可提高膠料的斷裂拉伸比、延長(zhǎng)最大松弛時(shí)間，因而也能改善膠料的包輥性。

2、裝膠容量 

裝膠容量過(guò)大，增加了堆積膠量，使堆積膠在輥縫上方自行打轉(zhuǎn)，失去了起折紋夾粉作用，影響配合劑的吃入和分散效果，延長(zhǎng)混煉時(shí)間，膠料的物性下降，同時(shí)會(huì)增大能耗，增加煉膠機(jī)的負(fù)荷，易使設(shè)備損壞。如果裝膠量過(guò)少，堆積膠沒(méi)有或太少，吃粉困難，生產(chǎn)效率太低。因此，開(kāi)煉機(jī)混煉時(shí)裝膠量要合適。

3、輥距

膠料通過(guò)輥距時(shí)受到的剪切變形速率，與輥距、輥筒轉(zhuǎn)速和速比之間的關(guān)系為：

γ——機(jī)械切變速率，s-1；

f——滾筒的速比，f=V1/V2；

V2——前輥筒表面旋轉(zhuǎn)線速度，m/min；

V1——后輥筒表面旋轉(zhuǎn)線速度，m/min；

    e——輥距，mm；

減小輥距，剪切變形速率增大，橡膠分子鏈和配合劑團(tuán)塊受到的剪切作用增大，配合劑團(tuán)塊容易破碎，因此有利于配合劑的分散，但橡膠分子鏈?zhǔn)芗羟袛嗔训臋C(jī)會(huì)也增大，容易使分子鏈過(guò)度斷裂，造成過(guò)煉，橡膠分子量降得過(guò)低，使膠料的物理機(jī)械性能降低。輥距過(guò)大，剪切作用太小，配合劑不易分散，給混煉操作帶來(lái)困難。因此開(kāi)煉機(jī)混煉時(shí)，輥距要合適。合適的輥距大小與裝膠量有關(guān)，如表1所示。天然膠與合成膠并用時(shí)，并用比例相等，總膠量可按天然膠來(lái)定輥距；合成膠大于天然膠比例時(shí)，總膠量可按合成膠定輥距。

 4、速比與輥速

速比和輥速增大，對(duì)混煉效果的影響與減小輥距的規(guī)律一致，會(huì)加快配合劑的分散，但對(duì)橡膠分子鏈剪切也加劇，易過(guò)煉，使膠料物性降低，使膠料升溫加快，能耗增加。速比過(guò)小，配合劑不易分散，生產(chǎn)效率低。開(kāi)煉機(jī)混煉的輥筒速比一般在1.15～1.27范圍內(nèi)。

5、輥溫

隨輥溫升高，膠料的粘度降低，有利于膠料在固體配合劑表面的濕潤(rùn)，吃粉加快；但配合劑團(tuán)塊在柔軟的膠料中受到的剪切作用會(huì)減弱，不容易破碎，不利于配合劑的分散，結(jié)合橡膠的生成量也會(huì)減少。因此開(kāi)煉機(jī)混煉時(shí)輥筒的溫度要合適。由于溫度對(duì)不同膠料包輥性的影響不同，因此不同膠料混煉時(shí)輥溫也應(yīng)不同。NR包熱輥，前輥溫度要高于后輥；而大多數(shù)合成橡膠包冷輥，前輥溫度要低于后輥。

6、加料順序

混煉時(shí)加料順序不當(dāng)，輕則影響配合劑分散不均，重則導(dǎo)致焦燒、脫輥或過(guò)煉，加料順序是關(guān)系到混煉膠質(zhì)量的重要因素之一，因此加料必須有一個(gè)合理的順序。加料順序的確定一般遵循用量小、作用大、難分散的配合劑先加，用量多、易分散的配合劑后加，對(duì)溫度敏感的配合劑后加，硫化劑與促進(jìn)劑分開(kāi)加等原則。因此開(kāi)煉機(jī)混煉時(shí)，最先加入生膠、再生膠、母煉膠等包輥，如果配方中有固體軟化劑如石蠟，可在膠料包輥后加入，再加入小料如活化劑（氧化鋅、硬脂酸）、促進(jìn)劑、防老劑、防焦劑等，再次加炭黑、填充劑，加完炭黑和填充劑后，再加液體軟化劑，如果炭黑和液體軟化劑用量均較大時(shí)，兩者可交替加入，最后加硫化劑。如果配方中有超速級(jí)促進(jìn)劑，應(yīng)在后期和硫化劑一起加。配方中如有白炭黑，因白炭黑表面吸附性很強(qiáng)，粒子之間易形成氫鍵，難分散，應(yīng)在小料之前加入，而且要分批加入。對(duì)NBR，由于硫黃與其相容性差，難分散，因此要在小料之前加，將小料中的促進(jìn)劑放到最后加。

7、加料方式

加料方式不同也會(huì)影響吃粉速度和分散效果。如果配合劑連續(xù)加在某一固定位置，其它部位膠料不吃粉，相當(dāng)于減少了吃粉面積，吃粉時(shí)間延長(zhǎng)，吃粉慢，配合劑由吃入位置分散到其他地方需要的時(shí)間延長(zhǎng)，因此也不利于配合劑的分散。加料時(shí)應(yīng)將配合劑沿輥筒軸線方向均勻撒在堆積膠上，使堆積膠上都覆蓋有配合劑，這樣會(huì)縮短吃粉時(shí)間，也有利于配合劑在膠料中的分散，縮短混煉時(shí)間，較小對(duì)橡膠分子鏈的剪切破壞。

       所以影響開(kāi)煉機(jī)主要因素有膠料的包輥性、裝膠容量、輥溫、輥距、輥筒的速比、加料順序、加料方式及混煉時(shí)間等在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)整。