影响密炼机塑炼的因素有哪些?密炼机塑炼,属于高温塑炼,温度一般在120℃以上。生胶在密炼机中受高溢和强烈的机械作用,产生剧烈氧化,短时间内即可获得所需的可塑性。因此密炼机塑炼效果取决于炼胶温度、炼胶时间、化学塑解剂、转子转速、装胶容量和压砣压力等因素。
1、温度
在密炼机塑炼过程中,由于生胶受到激烈的摩擦剪切作用,所产生大量的热不能及时散失,因此塑炼温度迅速上升,而且总是保持在较高的温度范围,所以属高温塑炼。塑炼效果随温度升高而增大,但温度过高会导致橡胶分子过度降解,使物理机械性能下降。所以天然橡胶塑炼排胶温度一般应控制在140~160℃,丁苯橡胶塑炼温度应控制在140℃以下,温度过高会发生交联或支化,反而降低可塑性。对丁睛橡胶来说不能用密炼机塑炼,因为在密炼机温度下,非但不能获得塑炼效果,反会导致凝胶的生成。
2、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地增大,如图2-4所示。
图2-4为20r/min慢速密炼机中塑炼时间对天然橡胶可塑度的影响。在塑炼初期,可塑性随时间的延长而呈直线上升,但经过一定时间以后,可塑性的增长速度减缓。这是因为随着塑炼时间的延长,密炼室内的氧逐渐减少,致使氧化裂解反应逐渐减慢。另外随着塑炼过程的进行,密炼室中充满了大量的水蒸气和低分子挥发气体,亦阻碍了橡胶与周围空气中氧的接触,使生胶的氧化裂解反应减慢。因此,随着塑炼过程的进行,可塑性的增长速度逐渐变缓。为了提高密炼机的使用效率,通常对可塑度要求在0.50(威氏)以上的胶料采用二段塑炼或用促进剂M、DM塑炼。
3、化学塑解剂
在密炼机的高温塑炼条件下,用化学塑解剂比在开炼机中更为有效,因为高温对化学塑解剂的效能具有促进作用。不过,用密炼机塑炼时由于高温下橡胶分子的氧化裂解过程甚为激烈,胶料质量较难控制,橡胶的物理机械性能较差。目前工厂中常用促进剂M、DM和2 , 2’-二苯甲酰氨基苯基二硫化物作为塑解剂。
在不影响硫化速度和物理机械性能的前提下,使用少量塑解剂(为生胶量的0.3 %~0.5%)可缩短塑炼时间30%~50%,取得较好的经济效果。
4、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,转速通常是不变的,因而在制定塑炼条件时,转速一般不是考虑的因素,但如果存在转速不同的机台则应根据转速的快慢确定不同的塑炼时间,以获得相同的塑炼效果。通过实验可知,在相同的塑炼温度下,达到相近的可塑性时1转子转速越快,则所需塑炼时间越短。如F-270密炼机塑炼生胶的时间只相当于国产11号密炼机的30%~50%。但是转子转速不宜过快,否则会使生胶温度过高,致使橡胶分子剧烈氧化裂解或引起支化交联而产生凝胶。
5、装胶容量
前先要合理确定装胶容量(称工作容量)。容量 过大或过小都影响生胶的塑炼效果。容量过小,生胶会在密炼室中打滚,不能获得有效塑炼;容量过大,会使生胶塑炼不均匀,排胶温度升高,设备因超负荷运转而易于损坏。装胶容童应根据密炼室壁和转子突棱磨损后的缝隙大小,通过标定确定。通常装胶容量为密炼室容量的55%~75 %(即填充系数为0.55~0.75) 。有时为降低排胶温度,要适当减小装胶容量,这些都应视具体情况而合理确定。
6、压砣压力
压砣压力的大小,对塑炼效果影响很大。实验表明,适当增加压砣压力,能提高胶料的剪切作用,是缩短塑炼时间的有效方法。当压力不足时,压砣被塑炼胶推动产生上、下浮动,不能使胶料压紧,从而减小对胶料的剪切力作用。若压力太大,压砣对胶料阻力增大,使设备负荷增大。通常20r/min密炼机压砣压力控制在0.5~0.6MPa,40~60r/min密炼机压砣压力应控制在0.6~0.8MPa。除此之外,生胶本身的质量及操作技术水平等对塑炼效果也有一定的影响。但是在密炼机塑炼中,最主要的是必须严格掌握塑炼温度和塑炼时间。
目前,国外多选用快速(60~80r/min)、高压(压砣压力达0.6~0.8MPa)和高温(塑炼温度高达160~180℃)密炼机塑炼生胶,时间仅需3~5min。若用化学塑解剂2~3min即可完成塑炼,大大提高生产效率。