实验2 密炼开炼混炼 - 图文

实验二 PP/PE/EPDM的密炼开炼混炼 一、实验目的

1、主要目的是了解密炼机的结构，熟练掌握密炼机混炼的操作方法和加料

顺序，熟悉密炼机混炼的工艺条件，了解影响密炼机混炼效果的因素，

2、使学生熟悉并掌握橡胶配合方法，熟练掌握开炼机混炼的操作方法、加料顺序，了解开炼机混炼的工艺条件及影响因素，培养学生独立进行混炼操作的能力。

二、实验设备及工作原理

（一）密炼机

实验设备为湖南益阳橡胶机械有限公司制造的1.7 升小型密炼机。

图2-1 1.7 升小型密炼机

A、密炼机的结构

密炼机一般由密炼室、两个相对回转的转子、上顶栓、下顶栓、测温系统、

加热和冷却系10统、排气系统、安全装置、排料装置和记录装置组成。转子的表面有螺旋状突棱，突棱的数目有二棱、四棱、六棱等，转子的断面几何形状有三角形、圆筒形或椭圆形三种，有切向式和啮合式两类。测温系统是由热电偶组成，主要用来测定混炼过程中密炼室内温度的变化；加热和冷却系统主要是为了控制转子和混炼室内腔壁表面的温度。密炼机密炼室结构示意图如图2-2所示。

B、密炼机混炼工作原理

密炼机工作时，两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到

转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。在绕转子流动的一周中，物料处处受到剪切和摩擦作用，使物料的温度急剧上升，粘度降低，增加了橡胶在配合剂表面的湿润性，使橡胶与配合剂表面充分接触。配合剂团块随物料一起通过转子与转子间隙、转子与上、下顶拴、密炼室内壁的间隙，受到剪切而破碎，被拉伸变形的橡胶包围，稳定在破碎状态。同时，转子上的凸棱使物料沿转子的轴向运动，起到搅拌混合作用，使配合剂在物料中混合均匀。配合剂如此反复剪切破碎，物料反复产生变形和恢复变形，转子凸棱的不断搅拌，使配合剂在物料中分散均匀，并达到一定的分散度。由于密炼机混炼时物料受到的剪切作用比开炼机大得多，炼胶温度高，使得密炼机炼胶的效率大大高于开炼机。

（二）开炼机

ф160×320mm 双辊筒开炼机，上海机械技术研究所产品，主要由机座、温控系统、前后辊筒、紧急刹车装置、挡胶板、调节辊距大小的手轮、电机等部件组成。开炼机的结构图如图1所示。

图1-2ф160×320mm双辊筒开炼机

开炼机混炼的工作原理是利用两个平行排列的中空辊筒，以不同的线速度

相对回转，加胶包辊后，在辊距上方留有一定量的堆积胶，堆积胶拥挤、绉塞产生许多缝隙，配合剂颗粒进入到缝隙中，被橡胶包住，形成配合剂团块，随物料一起通过辊距时，由于辊筒线速度不同产生速度梯度，形成剪切力，橡胶分子链在剪切力的作用下被拉伸，产生弹性变形，同时配合剂团块也会受到剪切力作用而破碎成小团块，物料通过辊距后，由于流道变宽，被拉伸的橡胶分子链恢复卷曲状态，将破碎的配合剂团块包住，使配合剂团块稳定在破碎的状态，配合剂团块变小。物料再次通过辊距时，配合剂团块进一步减小，物料多次通过辊距后，配合剂在物料中逐渐分散开来。采取左右割刀、薄通、打三角包等翻胶操作，配合剂在物料中进一步分布均匀，从而制得配合剂分散均匀并达一定分散度的混炼胶。

三、操作方法

（一）密炼机操作

1、按照密炼机密炼室的容量和合适的填充系数（0.6～0.7），计算一次炼物量和实际配方；

2、根据实际配方，准确称量配方中各种原材料的用量，将PP、PE、EPDM混合在一起，（把EPDM切成小块的）放置，在置物架上。

3、打开密炼机电源开关及加热开关，给密炼机预热，同时检查风压、水压、电压是否符合工艺要求，检查测温系统、计时装置、功率系统指示和记录是否正常；

4、密炼机预热好后，稳定一段时间，准备混炼；

5、提起上顶栓，将PP、PE、EPDM的混合物料从加料口投入密炼机，落下上顶栓，混炼一段时间；

8、混炼一段时间，提起上顶栓，用手工将熔融的物料进行撬起混合，落下上顶栓混炼一段时间；

9、排料，用热电偶温度计测物料的温度，记录密炼室初始温度、混炼结束时密炼室温度及排料温度，最大功率、转子的转速；

密炼机每批混炼工艺试验报表，应记录：开始混炼时温度、混炼时间、转子转速、上顶栓压力、排胶温度、功率消耗、混炼物料质量与原材料总质量的差值及密炼机类型。

注意：开始混炼实验时，可先混炼一个与试验物料配方相同的物料调整密炼机的工作状态，再正式混炼；对同一批混炼物料，密炼机的控制条件和混炼时间应保持相同。

（二）开炼机操作

1、根据实验配方，准确称量生胶和除液体软化剂以外的各种配合剂的量，观察物料和各种配合剂的颜色与形态；

2、检查开炼机辊筒及接料盘上有无杂物，如有先清除杂物；

3、开动机器，检查设备运转是否正常，通热水预热辊筒至规定的温度（由物料确定）；

4、将辊距调至规定大小（根据物料量确定），调整并固定挡胶板的位置； 5、将塑炼好的物料沿辊筒的一侧放入开炼机辊缝中，采用捣胶、打卷、打三角包等方法使胶均匀连续的包于前辊，在辊距上方留适量的堆积物料，经过2—3 分钟的滚压、翻炼，形成光滑无隙的包辊胶；

6、按下列加料顺序依次沿辊筒轴线方向均匀加入各种配合剂，每次加料后，待其全部吃进去后，左右3/4 割刀各两次，两次割刀间隔20 秒钟；加料顺序：小料（固体软化剂、活化剂、促进剂、防老剂、防焦剂等）→大料（炭黑、填充剂等）→液体软化剂→硫黄和超速级促进剂。

7、割断并取下物料，将辊距调整到0.5mm，加入物料薄通，并打三角包，薄通5 遍；

8、按试样要求，将物料压成所需厚度，下片称量质量并放置于平整、干燥的存板上(记好压延方向、配方编号)待用。 9、关机，清洗机台。

注：本实验由于物料较少，只是对物料压扁冷却定型，没有多少混合作用，所以很多步骤没有。

四、现象记录

1、在密炼过程中，有时需要提起上顶栓，用铁撬进行人工翻宣，

改变原来物料的“均匀性”，使得再次用转子混合时，使得靠近上顶栓的物料以及其他死角的地方加入到整个体系，能得到更均匀的混合。但表层的物料与空气接触，冷却得快，所以要很快的操作，否则

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