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實(shí)驗(yàn)室密煉機(jī)生產(chǎn)流程及工藝

閱讀:125      發(fā)布時(shí)間:2025-5-29
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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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