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橡胶化合物的混炼是*项复杂的工艺过程,许多组分都很难添加并且使用的材料以多种形式传输到密炼机中,这些形式有橡胶块、油料、粉末、硬质树脂、粒、条状和糊状的物质。因为将这些原材料转化成流动的形式是十分昂贵的,所以用捏合机或密炼机进行间断式的混炼仍是.通用和.经济的解决方案.
为了制备*的母胶,需要应用不同方式的混炼:
① 分布式混炼
② 分散式混炼
③ 分状式混炼。
2.1混炼原则
图2.1中展示出分布式混炼工艺过程。在混炼过程开始时,颗粒在横截面中并没有分散开:分布式混炼意味着通过改变颗粒的位置使得其在胶料中均匀地分布。需要注意的是在这个混炼阶段,颗粒的尺寸并没有发生变化。
材料在密炼机中的转动,迁移现象的强度和作用于胶料的转动次数共同驱动材料中颗粒位置的变化。也必须清楚的是加入配料的所有部分都参与到混炼过程中,从而使密炼机中没有“.区”。
图2 .2中展示出分散式混炼工艺过程,与分布式混炼不同的是,这里发生了颗粒尺寸的变化,通过剪切或拉伸力的作用,减小了颗粒的尺寸,实际研究发现,为了实现颗粒尺寸缩小,拉伸力比剪切力更加有效;就像在通用的母炼式密炼机中那样,出现大量的拉伸效应(例如,通道发生在转子桨叶和密炼室舱壁之间或者转子桨叶之间的间隙),形成了*个好的分散式密炼机。这类混炼的驱动力为作用力和混炼时间,它们可以粗略地通过作用的扭矩和密炼机的功率需求来衡量。
图2.3展示了颗粒尺寸减小的表征,这是以作用力和作用时间的函数来体现的。就像所看到的那样,颗粒能够在无限的时间里经受*个.定(较低)的压力。另*方面,如果密炼机的压力水平太低(例如当高的材料温度导致物料黏度过低时),更长的混炼时间对达到好的分散式混炼效果无益。
在高的压力水平下能够实现快速的颗粒破碎。这意味着高压力的短期影响好的分散式混炼非常有效。在实际应用中,母炼式混炼过程的初始阶段高的率峰值用于获得迅速大量的分散效果。图2.3里也展示了作用时间和破碎作用的相关性.
图2.4展示了.3个混炼机理–层状式混炼。这时两层间的界面应当尽可的增大。这种增大可以通过拉伸力或剪切力实现。可以看到转动式剪切有高率,层状式混炼对橡胶混炼有.别高的重要性。在密炼机内停留时,材料层拉伸到几倍并且重复变形和拉伸从而提*高层状式密炼效应。整体的剪切伸比用于表征层状式混炼。它可以通过剪切、拉仲速率各自对于时间的积分函数来计算或者起码的估算.
图2.5中展示出3种形式的混炼和实际工艺参数之间的相互关系。分布式混炼是位置变化的函数,这种位置变化可以通过转子转速和作用时间来表征这里的作用时间,仅仅指压砣作用于物料的时间.
分散式混炼期间颗粒的破碎通过作用力实现,这种作用力可以通过扭矩(或者.定速度下的功率和作用时间来表征。这些力被定义为混炼周期的“指纹”,并且代表性地展示了作为混炼时间函数的功率。
层状式混炼是通过引入胶料的*对变形来表征的。它们可通过穿过转子凸棱与密炼室之间间隙的通道和穿过转子间间隙区域的通道来表征.
