密煉機作為橡膠加工中非常重要的設備,其混煉工藝方法對混煉膠的加工性能及制品質量有著重要的影響。本文主要研究了密煉機的轉子轉速、混煉時間、上頂栓壓力、冷卻水溫度和起始溫度等工藝參數的變化對膠料的混合效果、門尼粘度以及硫化膠性能的影響,結果表明: (1)隨轉子轉速加快,吃料速度加快,最高轉矩下降,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,分散等級均不高,Payne效應先減小后增大;硫化膠交聯(lián)密度略有下降;硫化膠中Payne效應有減弱的趨勢。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)隨混煉時間延長,轉子最高轉矩變化不大,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,炭黑混煉時間為5min時,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;膠料門尼粘度先增加后減小;對硫化特性影響不大,膠料中炭黑分散性先變好后變差。上頂栓壓力為0.6MPa時,炭黑分散度等級較高。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;混煉膠硫化轉矩下降,硫化速度變化不大;適當的冷卻水溫度有利于炭黑在膠料中的分散,50℃左右時炭黑分散性較好。綜合比較,在冷卻水溫度為50℃左右時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℃時達到最大;混煉膠的門尼粘度先增大后下降,工藝正硫化時間略有縮短,焦燒時間變化不大,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℃時硫化膠綜合性能較好。 本文通過實驗研究表明,密煉機的混煉工藝對于天然橡膠炭黑膠料的結構與性能有著顯著的影響。選擇合適的工藝條件對于改善混煉質量,提升產品性能,降低單位能耗以及提高生產效率有著重要的意義。

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