實(shí)驗(yàn)室密煉機(jī)（又稱小型密煉機(jī)或?qū)嶒?yàn)用密煉機(jī)）主要用于高分子材料（如橡膠、塑料）的混煉、塑化、分散等工藝研究和小批量生產(chǎn)。其生產(chǎn)流程和工藝與工業(yè)密煉機(jī)類似，但更注重精確控制和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可重復(fù)性。以下是詳細(xì)的流程及工藝說明：
實(shí)驗(yàn)室密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
密煉室：核心部件，由兩個(gè)轉(zhuǎn)子（通常為剪切型或嚙合型）和密閉腔體組成。
轉(zhuǎn)子系統(tǒng)：提供剪切力和混煉作用，材質(zhì)多為耐磨合金鋼。
溫控系統(tǒng)：通過電加熱或循環(huán)油/水控制密煉室溫度。
加壓裝置：上頂栓（氣動(dòng)或液壓）對(duì)物料施加壓力。
控制系統(tǒng)：PLC或觸摸屏控制轉(zhuǎn)速、溫度、時(shí)間等參數(shù)。
生產(chǎn)流程及工藝步驟
1.前期準(zhǔn)備
原料處理：
橡膠/塑料生膠需預(yù)先切塊或塑煉（降低黏度）。
填料（如炭黑、碳酸鈣）、助劑（如硫化劑、促進(jìn)劑）按配方稱量。
設(shè)備檢查：
清潔密煉室，避免殘留物污染。
檢查轉(zhuǎn)子、密封圈、溫控系統(tǒng)是否正常。
2.混煉工藝（以橡膠為例）
投料順序（關(guān)鍵影響分散均勻性）：
階段1（生膠塑化）：投入生膠，密煉機(jī)啟動(dòng)（轉(zhuǎn)速20-60rpm），溫度升至設(shè)定值（如120-160℃），塑化1-2分鐘。
階段2（填料分散）：加入炭黑、填料等，加壓（上頂栓壓力0.3-0.6MPa），混煉3-5分鐘。
階段3（液體助劑）：加入增塑劑、油類等液體助劑，避免過早加入導(dǎo)致打滑。
階段4（硫化體系）：最后加入硫化劑、促進(jìn)劑（避免高溫提前硫化），混煉1-2分鐘后排膠。
工藝參數(shù)控制：
溫度：根據(jù)材料特性設(shè)定（如天然橡膠≤160℃，硅橡膠≤120℃）。
轉(zhuǎn)速：低速（20-40rpm）用于分散，高速（50-80rpm）用于快速混煉。
時(shí)間：總混煉時(shí)間通常5-10分鐘，需通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。
3.排膠與后處理
排膠：達(dá)到工藝終點(diǎn)后，打開下頂栓或翻轉(zhuǎn)密煉室排出膠料。
冷卻：膠料立即通過開煉機(jī)壓片冷卻（防止焦燒）。
停放：室溫下放置4-24小時(shí)，使應(yīng)力松弛和助劑擴(kuò)散均勻。
4.性能測試（可選）
門尼黏度：評(píng)估混煉膠加工性能。
硫化特性：用流變儀測定T90（正硫化時(shí)間）。
分散度檢測：顯微鏡觀察填料分散情況。
關(guān)鍵工藝影響因素
填充系數(shù)：密煉室裝料量一般為容積的50-70%，過多會(huì)導(dǎo)致分散不均。
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速越高，剪切力越大，但溫升也越快（需平衡效率與焦燒風(fēng)險(xiǎn)）。
溫度控制：過高會(huì)導(dǎo)致橡膠降解或塑料熱氧化。
加壓壓力：上頂栓壓力影響填料滲透和混煉效果。
安全注意事項(xiàng)
高溫防護(hù)：密煉室和膠料溫度可能超過150℃，避免直接接觸。
機(jī)械傷害：轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)嚴(yán)禁伸手進(jìn)入密煉室。
通風(fēng)：處理有毒助劑（如某些硫化劑）時(shí)需在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。
總結(jié)
實(shí)驗(yàn)室密煉機(jī)的核心是通過小批量實(shí)驗(yàn)?zāi)M工業(yè)化生產(chǎn)條件，需嚴(yán)格控制工藝參數(shù)（溫度、時(shí)間、轉(zhuǎn)速、加料順序）以獲得可重復(fù)的數(shù)據(jù)。其流程可概括為：準(zhǔn)備→投料→混煉→排膠→后處理→測試，最終為工業(yè)化生產(chǎn)提供可靠的配方和工藝基礎(chǔ)。
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