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影響開煉機混煉效果的因素

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發布時間：

2022-04-27

影響開煉機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、加料方式及混煉時間等。

1、膠料的包輥性

膠料的包輥性好壞會影響混煉時吃粉快慢、配合劑分散，如果包輥性太差，甚至無法混煉。膠料的包輥性與生膠的性質（如格林強度、斷裂拉伸比、最大松弛時間等）、輥溫和剪切速率有關，格林強度高、斷裂拉伸比大、最大松弛時間長的生膠包輥性好，如NR；格林強度低、斷裂拉伸比小、最大松弛時間短的生膠包輥性差，如BR。影響生膠這些性質的因素都會影響生膠的包輥性，如加入補強劑，提高膠料的格林強度，增大松弛時間，會明顯改善BR的包輥性；膠料中過多加入液體軟化劑，降低格林強度，縮短松弛時間，包輥性變差，甚至脫輥。輥溫在膠料玻璃化轉變溫度（Tg）以下，無法包輥，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，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速等方法增大剪切速率，可提高膠料的斷裂拉伸比、延長最大松弛時間，因而也能改善膠料的包輥性。

2、裝膠容量 

裝膠容量過大，增加了堆積膠量，使堆積膠在輥縫上方自行打轉，失去了起折紋夾粉作用，影響配合劑的吃入和分散效果，延長混煉時間，膠料的物性下降，同時會增大能耗，增加煉膠機的負荷，易使設備損壞。如果裝膠量過少，堆積膠沒有或太少，吃粉困難，生產效率太低。因此，開煉機混煉時裝膠量要合適。

3、輥距

膠料通過輥距時受到的剪切變形速率，與輥距、輥筒轉速和速比之間的關系為：

γ——機械切變速率，s-1；

f——滾筒的速比，f=V1/V2；

V2——前輥筒表面旋轉線速度，m/min；

V1——后輥筒表面旋轉線速度，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塊受到的剪切作用增大，配合劑團塊容易破碎，因此有利于配合劑的分散，但橡膠分子鏈受剪切斷裂的機會也增大，容易使分子鏈過度斷裂，造成過煉，橡膠分子量降得過低，使膠料的物理機械性能降低。輥距過大，剪切作用太小，配合劑不易分散，給混煉操作帶來困難。因此開煉機混煉時，輥距要合適。合適的輥距大小與裝膠量有關，如表1所示。天然膠與合成膠并用時，并用比例相等，總膠量可按天然膠來定輥距；合成膠大于天然膠比例時，總膠量可按合成膠定輥距。

 4、速比與輥速

速比和輥速增大，對混煉效果的影響與減小輥距的規律一致，會加快配合劑的分散，但對橡膠分子鏈剪切也加劇，易過煉，使膠料物性降低，使膠料升溫加快，能耗增加。速比過小，配合劑不易分散，生產效率低。開煉機混煉的輥筒速比一般在1.15～1.27范圍內。

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，吃粉加快；但配合劑團塊在柔軟的膠料中受到的剪切作用會減弱，不容易破碎，不利于配合劑的分散，結合橡膠的生成量也會減少。因此開煉機混煉時輥筒的溫度要合適。由于溫度對不同膠料包輥性的影響不同，因此不同膠料混煉時輥溫也應不同。NR包熱輥，前輥溫度要高于后輥；而大多數合成橡膠包冷輥，前輥溫度要低于后輥。

6、加料順序

混煉時加料順序不當，輕則影響配合劑分散不均，重則導致焦燒、脫輥或過煉，加料順序是關系到混煉膠質量的重要因素之一，因此加料必須有一個合理的順序。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，對溫度敏感的配合劑后加，硫化劑與促進劑分開加等原則。因此開煉機混煉時，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，兩者可交替加入，最后加硫化劑。如果配方中有超速級促進劑，應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，粒子之間易形成氫鍵，難分散，應在小料之前加入，而且要分批加入。對NBR，由于硫黃與其相容性差，難分散，因此要在小料之前加，將小料中的促進劑放到最后加。

7、加料方式

加料方式不同也會影響吃粉速度和分散效果。如果配合劑連續加在某一固定位置，其它部位膠料不吃粉，相當于減少了吃粉面積，吃粉時間延長，吃粉慢，配合劑由吃入位置分散到其他地方需要的時間延長，因此也不利于配合劑的分散。加料時應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，這樣會縮短吃粉時間，也有利于配合劑在膠料中的分散，縮短混煉時間，較小對橡膠分子鏈的剪切破壞。

       所以影響開煉機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、加料方式及混煉時間等在實際生產過程中調整。