密煉機(jī)作為橡膠加工中非常重要的設(shè)備,其混煉工藝方法對(duì)混煉膠的加工性能及制品質(zhì)量有著重要的影響。本文主要研究了密煉機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、混煉時(shí)間、上頂栓壓力、冷卻水溫度和起始溫度等工藝參數(shù)的變化對(duì)膠料的混合效果、門尼粘度以及硫化膠性能的影響,結(jié)果表明: (1)隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速加快,吃料速度加快,最高轉(zhuǎn)矩下降,排膠溫度升高,混煉能耗增大;混煉膠門尼粘度先略有上升,后快速下降;混煉膠中炭黑的分散性先變好后變差,分散等級(jí)均不高,Payne效應(yīng)先減小后增大;硫化膠交聯(lián)密度略有下降;硫化膠中Payne效應(yīng)有減弱的趨勢(shì)。綜合比較,在77r/min下混煉的膠料其硫化膠的綜合性能最佳。 (2)隨混煉時(shí)間延長(zhǎng),轉(zhuǎn)子最高轉(zhuǎn)矩變化不大,排膠溫度逐漸升高,能耗變大;膠料的門尼粘度下降,混煉膠硫化轉(zhuǎn)矩逐漸減小,硫化速度相差不大;硫化膠的交聯(lián)密度變化不大;膠料中炭黑的分散性提高。綜合比較,炭黑混煉時(shí)間為5min時(shí),硫化膠的綜合性能最佳。 (3)隨上頂栓壓力升高,排膠溫度有上升的趨勢(shì);膠料門尼粘度先增加后減小;對(duì)硫化特性影響不大,膠料中炭黑分散性先變好后變差。上頂栓壓力為0.6MPa時(shí),炭黑分散度等級(jí)較高。硫化膠在低形變下的彈性模量先增大后下降;硫化膠交聯(lián)密度變化不大。綜合比較,上頂栓壓力為0.8MPa時(shí)NR硫化膠綜合性能最佳。 (4)隨冷卻水溫度升高,排膠溫度也隨之升高;膠料的門尼粘度先增大后減小;混煉膠硫化轉(zhuǎn)矩下降,硫化速度變化不大;適當(dāng)?shù)睦鋮s水溫度有利于炭黑在膠料中的分散,50℃左右時(shí)炭黑分散性較好。綜合比較,在冷卻水溫度為50℃左右時(shí)硫化膠綜合性能最好。 (5)提高混煉起始溫度,有利于吃粉和炭黑分散,排膠溫度升高,但小于起始溫度的升高幅度,混煉能耗在起始溫度為60℃時(shí)達(dá)到最大;混煉膠的門尼粘度先增大后下降,工藝正硫化時(shí)間略有縮短,焦燒時(shí)間變化不大,硫化速度加快;硫化膠交聯(lián)密度下降。綜合比較,混煉起始溫度在60℃時(shí)硫化膠綜合性能較好。 本文通過實(shí)驗(yàn)研究表明,密煉機(jī)的混煉工藝對(duì)于天然橡膠炭黑膠料的結(jié)構(gòu)與性能有著顯著的影響。選擇合適的工藝條件對(duì)于改善混煉質(zhì)量,提升產(chǎn)品性能,降低單位能耗以及提高生產(chǎn)效率有著重要的意義。

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