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行业新闻

开炼机塑炼,密炼机塑炼是什么,各自有什么特性优点和缺点

文章来源:本站人气:396发表时间:2019-10-05

用于塑炼的设备,开炼机塑炼,密炼机塑炼是什么,各自有什么特性。

一般橡胶塑炼可以用开放式炼胶机,也可以用密闭式炼胶机进行。开炼机一般加工温度较低。塑炼效率教较低,但质量较好;密炼机塑炼温度较高。往往伴随着高温裂解的过程。亦称高温塑炼。由于热氧的作用,塑炼效率很高。

开放式炼胶机


但其塑炼胶与开炼机相比,性能较差。其原因在于橡胶加工过程中大分子降解,在平均分子量相同时,高温塑炼产生小分子较多,影响物机性能。另外在高温塑炼中,往往加入塑解剂,主要作用在于提高效率,塑解剂有与氧相类似的作用,起到引发自由基连锁反应的功能。

当然,开炼机塑炼亦可加入配合剂,如促进剂M,主要作用是终止力化学引发的自由基。使之稳定从而提高塑炼的效率,叫做M母炼胶。其促进M在硫化时同样起到促进剂的作用。由于计算繁锁,使用不方便,开炼机效率太低,不为用胶大户采用。

另一个原因是近年来,生产规模扩大,用胶量猛涨,合成橡胶的大量应用等原因,虽然用开炼机塑炼质量好,但效率不能满足需要,所以塑炼工作主要以密炼机为主。加之高效塑解剂相继问世、和恒粘橡胶的产生,减小了塑炼工序的繁忙程度,塑炼工艺往往成为使橡胶均匀一致的加工过程。

二开炼机塑炼

        开炼机由前后平行排列的两个以不同线速度相对旋转的辊筒构成,两辊筒表面线速度之比称为“速比”,一般前后辊的速比为11。15~1。27,后辊比前辊快15~25%,前辊筒可以水平移动调节辊距,控制胶片厚度。辊筒中空,可通入冷水或蒸汽调节辊温控制胶料温度。

开炼机的工作原理如下图:

 

 

1-前辊筒;2-后辊筒;3-机架;4-压盖;5-机座;6-调距装置;7-驱动齿轮;8-减速器;9-电机;10-制动装置;11-紧急停车装置;12-速比齿轮;13-辊温调节装置;14-润滑装置

用开炼机塑炼是最早的塑炼方法,塑炼时生胶在辊筒间凭借前后辊相对速度不同而引起的剪切力及强烈碾压和撕拉作用,橡胶分子链被扯短而获得可塑性。与目前的密炼机塑炼相比,此法生产效率低、劳动强度大、卫生条件差。因此大规模的现代化工厂多采用密炼机进行塑(混)炼。但开炼机较灵活建设投资少,而且塑炼胶的质量较好,可塑度均匀,故适用于胶料变化多,耗胶量少,对塑炼胶的质量要求较严格的工厂。

3影响开炼机塑炼的因素

影响开炼机塑炼的主要因素有辊温、辊距、时间、速比辊速塑解剂和操作熟练程度。其中辊速和速比取决于设备的特性,为不变因素,其他因素则可以改变。

1)辊温     塑炼温度对可塑度影响很大,温度越低塑炼效果越好,为了提高塑炼效果应加强辊筒冷却,尽可能在较低温度下进行。最好控制在45~55℃之间。

生胶在热辊上塑炼时虽然也能获得可塑度,但停放冷却后可塑度逐渐降低,产生严重回复,这种可塑性叫热可塑性或假可塑性。这种胶料会给进一步加工造成很大困难,所以塑炼时应严格控制辊温。

2)辊距   在同样速比下辊距愈小则两辊间的速度剃度愈大,胶片变薄易于冷却,冷却后生胶变硬所受机械剪切作用增大,塑炼效果随之增大。可见薄通塑炼效果是比较合理。

3)时间   用开炼机塑炼天然胶时,塑炼胶的可塑度与塑炼时间关系如图,所示生胶可塑度在最初10~15分钟内增加很快,隋后趋于平稳。这是由于生胶经轧炼后温度升高而软化,分子容易滑动,不易被剪切力所破坏,故生胶欲获得较大的可塑度(威氏0.5以上),必须采用分段塑炼法。每段时间不大于20分钟,塑炼胶下片冷却后,停放4~8小时再进行下一段塑炼。在通常情况下,一段胶可塑度约为0.3±0.05;二段胶可塑度约0.4±0.05;三段胶可塑度约为0.50±0.05。

4)容量  塑炼时填胶容量主要决定于开炼机规格(参见表),容量太大,堆积胶浮动,热量难于发散,塑炼效果差,且劳动强度大,容胶量太小则效率降低。

 

型 号

 

辊 筒 规 格

装 胶 量

公斤

辊筒速比

辊筒速度,米/分

 

用 途

直径

毫米

长度

毫米

XK-160

XK-360

XK-400

XK-450

XK-550

XK-650

160

360

400

450

550

650

320

900

1000

1200

1500

2100

1~2

20~25

25~30

40~50

50~60

135~165

1:1.35

1:1.25

1:1.23

1:1。23

1:1。2

1:1.08

8.74

16。25

19。24

30.4

27。5

32

11.8

30.30

23.6

37.1

33

34.6

试验室用

生产用

同上

同上

同上

同上

 

合成橡胶塑炼时生热量较大,填胶容量应比天然胶少,如丁腈橡胶的容量一般天然胶少20~25%。

5)化学塑解剂   塑炼时加入少量塑解剂(如促进剂M或DM)能显著提高塑炼效果,缩短塑炼时间(见表)。可塑度在0.5以内,塑性隋时间延长而直线增加,故用化学塑解剂可不分段塑炼。

 

类   别

促进剂用量 %

辊温℃

平均可塑度P(威)

普通塑炼

M母炼

DM母炼

0

0. 4

0.7

50±5

65±5

65±5

0。20

0.31

0.25

一般来说使用化学塑解剂时塑炼温度要求比不使用塑解剂时高一些, 温度适当升高,增塑效果增大(见表)但温度达85℃时,塑炼效果反而降低。用塑解剂时塑炼温度一般以70~80℃为宜。一般,能在塑炼时终止自由基而不影响橡胶物机性能的助剂,都可能成为塑解剂

辊  温

可塑度 P (威)

4小时

24小时

40±5

55~60

70~80

0。 33

0. 39

0.42

1. 32

0。 38

0。40

 

2开炼机塑炼的工艺方法

1)簿通塑炼  生胶在辊距~炼机增需要毫米下薄通落盘,然后把胶扭转90度再加入,重复簿通10次以上或至规定时间。待生胶全部落盘后,再把辊距调至10~12毫米,包辊后连续左右捣胶三次以上,然后切割下片。生胶下片后应及时冷却,使分子断链后减少热运动,以免由于自由基重新结合而降低塑炼效果。塑炼胶应涂隔离剂后停放待用。薄通法塑炼的特点是冷却效果好(不包辊),不用割刀,对天然胶、合成胶均有效果尤其是丁腈胶,只有采用薄通法才能得到较好的效果,因而应用较为广泛,缺点是速度慢,效率低。

(1) 辊塑炼   生胶要预加塑解剂或软化剂时,必须包辊,不同种类的生胶合并塑炼以及一些易包辊的合成胶,均可以用此法塑炼,包辊塑炼时必须多次割刀以利散热及取得均匀的确可塑性。

(2)  爬架子法塑炼  生胶过辊后,引上一个运输带架子运行一段距离再返回辊筒(如图)。这种操作方法的确特点是散热效果好,可以一次达到所要求的可塑;不必割刀;塑炼容量可以增大等。此法对提高高应丁腈胶塑炼效果特别有效。但因需要响应增加一套附属设备,故应用受到限制。

密炼机塑炼

密炼机主要部件包括密炼室、转子、上顶栓、下顶栓、冷却系统、润滑系统、密封装置和传动系统。


密炼机

1-卸料门;2-密炼室;3-加料装置;4-控制柜;5-加料门油缸;6-齿轮联器;7-减速器;8-弹性联轴器;9氮气缸;10油缸

与开炼机相比,密炼机塑炼有如下特点:

(1) 密炼机转子比开炼机辊筒转速高转子断面结构复杂,如图,转子为两段角度不同的螺旋凸棱,转动时转子表面各点线速度有很大的区别,密炼室是固定的,故与转子间的速度梯度很大,使在其中的胶料受到强烈的摩擦、撕裂和搅拌作用。


2)胶料在密炼机中受力作用面较开炼机大,不仅在辊缝间,而且在转子和室壁、转子和上下顶栓之间均发生搅拌、剪切作用。

3)密炼机转子有螺旋凸棱,使胶料在两个转子之间翻转并沿着转子轴向推进其到自动捣胶的作用。

(3) 密炼室内炼胶时摩擦生热大温度较高(120~140℃,甚至高达180℃),使橡胶受到强烈的氧化裂解作用促使生胶塑性增大。

综合以上的分析我们可以看到生胶在密炼机中塑炼(特别在高温、高速密炼机中)既受到强烈的机械剪切、搅拌作用,又受到热氧化裂解作用,所以在很短时间内就可以获得所需的可塑度,而且均匀一致。从生产的角度上看,使用密炼机塑炼,其机械化、自动化程度高,生产效率高,可改变劳动条件,因此获得广泛应用。但密炼机排出胶料为不规则形状的胶块,需相应配备压片机,所以设备造价高,同时维修复杂,对厂房要求高,故适用于较大型工厂。

影响密炼机塑炼的因素

密炼机塑炼效果取决于转子的转速、密炼室的温度、塑炼时间、填胶容量和上顶栓压力等因素。

(1) 转子转速  在一定范围内,塑炼胶可塑度随转子转速增加而增大,在实际生产中,可调速密炼机可以根据需要进行工艺调整,其他密炼机一般转速是固定不变

(2) 温度   密炼机塑炼属高温塑炼,塑炼效果随温度升高而增大(见表),但温度过高会导致橡胶分子过度降解使物机性能下降,所以天然橡胶塑炼排胶温度一般应控制在140~160℃;丁苯橡胶应在140℃以内,其温度过高则导致交联或支化等反应;丁腈胶不能密炼机塑炼,在高温下,丁腈胶会生成凝胶,不能提高可塑性。

(3) 时间     与开炼机不同,生胶的可塑性随在密炼机中塑炼时间增长而不断增大。因此制定塑炼条件的主要任务就是根据实际需要确定适当的塑炼时间。图—为在20/分慢速密炼机中塑炼时间对天然胶可塑度的影响。为了提高密炼机的使用效率通常对可塑度要求在0.50P()以上的胶料采用二段塑炼或用促进剂MDM塑炼.

                                                             ---塑炼时间与可塑度的关系

(4) 容量和上顶栓压力   容量过小或过大,都不能使生胶得到充分的搅拌,只有在适当的容量和加有上顶栓压力的条件下,生胶才能在密炼机内受到充分、激烈的碾轧,产生热量,从而在高温下氧化裂解,提高可塑度。填胶容量应根据混合室容量的48~75%,上顶栓空气压力为0。~0。8Mpa,以保证良好的塑炼效果。

(5) 化学塑解机   在高温塑炼的条件下用化学塑解剂,能更有效提高塑炼效果,图为加入塑解剂与不加塑解剂与温度的关系。

    密炼机塑炼工艺方法

         操作顺序为:称量、投料、塑炼、排胶、捣合(在开炼机中)、压片、冷却下片、存放。

混炼

为了提高橡胶产品使用性能,改进工艺和降低成本,常常在生胶中加入各种配合剂。在炼胶机上将各种配合剂加入生胶中制成混炼胶的过程称为混炼,它是橡胶加工重要的基本工艺之一。加什么配合剂、加入量多少,这些都是橡胶工业多年发展中科学和经验的总结,在配方设计中可以详细学习和深入探讨。

混炼胶的质量对胶料进一步加工和成品质量有着决定性影响。混炼不好胶料会出现配合剂分散不均、胶料可塑度过高或过低、焦烧、喷霜等现象,使压延、压出涂胶和硫化等工艺不能正常进行。导致成品性能下降。所以混炼是橡胶制品生产工艺的重要过程之一。合理的混炼工艺应在保证成品有良好的物理机械性能和良好的加工工艺。

         混炼过程实际上是橡胶改性过程而不是简单的机械混合过程。在混炼过程中,生胶、各种配合剂、炭黑等在力、热的作用下,发生物理的、化学的作用,是一个复杂的加工过程,若工艺不得当混炼不好,胶料会出现配合剂分散不均 、胶料粘度过高或过低、焦烧(早期硫化)、喷霜等现象使后续加工不能正常进行导致成品性能下降,甚至报废。在橡胶制品的生产中混炼工艺是质量控制的重点。


此文关键词:开炼机塑炼,密炼机塑炼