一次挑战的机遇——连续混炼

近1个世纪以来，橡胶混炼都是用密炼机进行生产的。而这些混炼机均为分批式生产胶料的混炼机。特别是在轮胎制造业中，混炼方法已按照生产能力进行了优化。高转子转速与高填充系数相结合能提高产量，并且已广泛采用。各种教科书均用这种混炼机来研究混炼方法，现已发表了许多关于用分批混炼获得的混炼胶质量的论文。大家知道，由于能量平衡、胶料在混炼机中的流动性及批次之间的变化都会制约胶料的质量。采用合理的配方设计，     

胶料制备的糯发展

胶料混炼质量的好坏在一定程度上与密炼机有很大关系。根据密炼机的机型分为切向型转子和啮合型转子,串联式密炼机和VIC密炼机系统,而转子结构设计与混炼条件对混炼效应有明显影响。     

提高混炼车间生产率的加工工艺可能性（上）

密炼机通常用于制备胶料，尽管每批胶料质量均匀性有所差异，但批料混炼的结果与生产方法有关。由于要提高混炼胶的质量意味着往往要有较长的混炼时间，但大都允许有较少的质量波动，首先是因为这些胶料配方是采用一种较粗的生产方式设计的，下面发表的论文是根据几个实例来说明的，如何能改进混炼工艺的质量而不使产量亏损，考虑的基础是混炼工艺的特性标记。而这种特性标记是驱动功率、上顶栓运动、胶料温度及转子转速等所表示的曲线图。混炼室内的胶料流动过程是围绕特性标记进行的，并实现了改进混炼质量。     

提高混炼车间生产率的加工工艺可能性（下）

5密炼机的冷却效应 密炼机将通过冷却流道对混炼室壁,下顶栓及转子进行冷却。的确不能对一台密炼机的冷却效率进行过高的估计,因为在某些情况下,将混炼室壁温度调节稍高一些还是有益的,以便在流动过程中,保证物料不黏附混炼室壁。从实践中举一个例子,根据输入的能量,制备母炼胶的效应变化要比制备回炼胶料或最终混炼胶少。对于轮胎胎面胶用的典型的炭黑混炼胶是采用Kobelco工厂（BB270立升密炼机,4WHmarkll型转子）用的270立升切向型密炼机制备的。这些混炼程序也为轮胎工业做过试验。表1表示来自这些过程的一些特性参数。     

螺杆构型对乳液聚合丁苯橡胶／自炭黑／硅烷为基的橡胶／填料复合材料的影响

混炼的主要目的是制备来自不同配合剂的均匀混合物。而橡胶胶料的混炼用传统法是采用分批式混炼机,例如用开炼机或密炼机。由于橡胶呈块状,所以至今在使用分批式混炼设备。标准的密炼机亦为分批式混炼设备,因这种设备具有一些优点,例如,考虑到不同的配方,因而该设备适应性强,混炼按顺序进行。而这一加工的主要缺点是,密炼机的分批混炼会导致从一个批料到另一个批的混炼胶的质量差别。     

改进混炼操作提升现有混炼车间的产能（下）

3增强密炼机的有效产能 上述简单总结了密炼机有可能改进的部位,并从降低成本的观点出发介绍了这些环节,而现在开始讨论密炼机本身。可通过缩短混炼一车合格胶料的时间,来增加生产率。另外,还可以通过减少或消除废料,返工料及需进行大量处理的胶料,或以低价出售不合格的胶料来提高产能。     

翻斗式密炼机

翻斗式密炼机混炼室（槽）的结构类似于普通密炼机，主要工作部件为一对转子。与传统密炼机的区别在于，混炼室可作大角度（110°～180°）翻转。每当混炼周期终了之际升起上顶栓，料斗倾侧卸料。在倾侧的过程中，转子仍继续旋转。这样，操作人员便可从容地借势扫除每个角落里的残余胶，从根本上杜绝前后两种料混杂的可能性，以应对料色多变、品种繁杂的情况。     

小辞典

单转子连续混炼机 rotomill 美国范内尔（Fannel）公司研制的一种螺杆式连续密闭式混炼装置。由单根螺杆与带有反向螺纹棱的机简组成。机身有两个以上的加料口分别加入橡胶和配合剂。胶料在螺杆的推进和搅拌作用下逐步混合均匀,然后由机简下部的开口处被连续挤出,完成混炼。螺杆与机简壁之间产生的剪切效应与炼胶机薄通相似,因此混炼效率较高。     

橡胶混炼工艺设备的新发展

1916年推出本伯里（Bambury）密炼机，1934年又推出肖氏（Shaw）密炼机，鉴于这两类密炼机结构坚实，混炼效果理想而收到好评。随着时间的流逝，这两类密炼机的优缺点逐步显露出来，但经过不断研发和改进，从而扩大了它们的混炼效能。     

旋转油缸的设计

在橡胶制造业中,胶料需要在密炼机的一个密封的容腔中混炼,混炼室的打开是否可靠,关闭是否严密,将直接影响胶料的混炼质量和生产环境.通常密炼室的打开和关闭动作是通过气缸推动下顶栓作直线运动来完成.这种方式无法补偿因下顶栓的磨损而使混炼室内的粉尘泄漏.而采用双齿条式旋转油缸通过齿条、齿轮和联轴器来带动下顶栓的开、关,可解决以上缺陷.此装置耗能小,输出扭矩大,控制方便和可靠,图1为双齿条旋转油缸的结构图.     

分批式密炼机的内部磨损（上）

多年来对大量的橡塑化合物的混炼证明，本伯里密炼机和肖式密炼机作为一种可靠的和有效的混炼设备已取得了良好的信誉。多年的混炼实践表明，有些混合物会造成密炼机特殊部件的快速磨损，新材料的加工和设计的变化要求密炼机的这些部件应具有较长的使用寿命。随着橡胶和塑料制品性能要求的日益提高，开发出了新的配方、聚合物、填充剂、活性剂和化学添加剂。许多新材料和配对会对密炼机的一些部件造成极大的磨损。有些物料含有腐蚀性很强的化学药品。混炼加工过程中排放的是腐蚀性气体，所以要使用特殊的材料制造密炼机。     

节约能源的新型混炼生产线

奥地利Kraiburg橡胶厂采用了一条带有液压传动装置的新型混炼生产线。密炼机的驱动能有效改进胶料质量并降低能量消耗。     

环形挤出机连续挤出工艺

采用环形挤出机连续制备胶料无疑是理想的生产工艺。特别是在生产胶料时，连续挤出工艺与使用密炼机混炼工艺相比，在投资、操作费用及节省占地位置等方面有着突出的优点。此外，还提高了产品质量的重现性，应用这种连续挤出新工艺能容易实现自动化生产。因此，可采用不同类型的挤出机，尤其是使用同向旋转双螺杆挤出机开发的连续加工工艺能理想地生产胶料。     

分批式密炼机的内磨损（下）

通过多年来对大量橡塑化合物的混炼应用，本伯里密炼机和肖式密炼机作为一种可靠和有效的混炼设备已取得了良好的信誉。多年的混炼实践表明，有些混合物会造成密炼机特殊部件的快速磨损，新材料的加工和设计的变化要求密炼机的这些部件应具有较长的使用寿命。随着橡胶和塑料制品性能要求的日益提高，开发出了新的配方、聚合物、填充剂、活性剂和化学添加剂。许多新材料和配方会对密炼机的一些部件造成极大的磨损。有些物料含有腐蚀性很强的化学药品。混炼加工过程中排放的是腐蚀性气体，所以密炼机要使用特殊的材料制造。     

挤出过程中的最终混炼与滤胶

一种高级的最终混炼工艺务必注意到第二段混炼,而密炼机生产能力的增加要比新增一台密炼机更有效,且费用少。     

密炼机到开炼机或压片挤出机之间批料传递用斗式提升输送机

Technical Machine Products公司生产的斗式提升输送机．是其Techni和Maxi密炼机以及其它密闭式炼胶机的配套产品，用于将密炼机混炼好的胶料从密炼机输送至下一个操作工序，例如双辊开炼机或压片挤出机。高功率密炼机，如Techni密炼机或Maxi密炼机均有一混炼主体。混炼周期结束后，混炼主体旋转（倾斜）将混炼胶卸到斗式提升输送机的料斗内。[第一段]     

挤出过程中的最终混炼与滤胶

理想的最终混炼工艺要注意二段混炼，因为该终炼能提高密炼机的产量，降低成本及改善混炼胶的特性。     

Kraiburg橡胶厂的新技术符合新标准

德国Kraiburg橡胶厂每年生产大约17000t高质量的橡胶，以满足世界各地的需要。不久前，该厂采用了GK190型密炼机。该机是以最新技术操作的，并且不仅定性上，而且也在定量上均符合新标准。此外，混炼车间以外的所有其他工位均已实现现代化生产。对此，有助于在原有软件增加新的——Fuzzy—logic。该软件在一系列的混炼胶中符合均匀的混炼过程及由此而产生的均匀的质量，该程序目前还处于试验过程中并打算在所有的密炼机上使用。首先将两台试验用密炼机（5和25立升）在混炼车间供给小批量生产，这样可＇lEd,容量的密炼机达到经济的状态。     

双转子连续混炼机混合指数研究

通过数值模拟的方法对双转子连续混炼机混炼流场中的混合指数进行计算和分析,结果表明:该混炼机混合性能优异。在转子和料筒之间的区域,混合指数为0.5左右,物料主要承受剪切作用;在两个转子之间的流域中,混合指数介于0.5～0.8之间,物料以承受拉伸作用为主,其间交替出现小范围的以剪切作用为主的区域,这非常有利于分散和分布混合;在混炼段整个流域中,70%以上体积分数的物料承受着好于简单剪切的剪切或拉伸作用。     

间歇式混炼系统

CharIesRoss＆son公司提供的固体／液体注射集料管（SLIM）是一种高剪切混炼机系统，其设计的目的是促进干燥固体向湿氏分散，而限制胶粉在胶料槽内浮动且减少混炼区的粉尘污染。