密煉.ppt

1、密煉工序培訓(xùn),湯文進(jìn),帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,目錄,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,密煉機(jī)的組成,密煉機(jī)一般由密煉室、兩個相對回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、上頂栓、下頂栓、測溫系統(tǒng)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、安全裝置、排料裝置和記錄裝置組成。轉(zhuǎn)子的表面有螺旋狀突棱，突棱的數(shù)目有二棱、四棱、六棱等，轉(zhuǎn)子的斷面幾何形狀有三角形、圓筒形或橢圓形三種，有切向式和嚙合式兩類。測溫系統(tǒng)是由熱電偶組成，主要用來測定混煉過程中密煉室內(nèi)溫度的變化；加熱和冷卻系統(tǒng)主要是為了控制轉(zhuǎn)子和混煉室內(nèi)腔壁表面的溫度。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,圖1 密煉機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公

2、司,密煉原理,物料在混煉室中，受到轉(zhuǎn)速不同、轉(zhuǎn)向相反的兩個轉(zhuǎn)子所施加的作用力，使物料在轉(zhuǎn)子與室壁間進(jìn)行混煉剪切，物料對轉(zhuǎn)子凸棱施加反作用力，這個力由測力傳感器測量，在經(jīng)過機(jī)械分級的杠桿力臂轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩值的單位克米(gm)讀數(shù)。其轉(zhuǎn)矩值的大小反應(yīng)了物料粘度的大小。通過熱電偶對轉(zhuǎn)子溫度的控制，可以得到不同溫度下下物料的粘度。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,圖2 轉(zhuǎn)矩與時間的關(guān)系曲線,圖2 為一般物料的轉(zhuǎn)矩流變曲線，但有些物料沒有AB 段，各段意義分別如下： OA：在給定溫度和轉(zhuǎn)速下，物料開始粘連，轉(zhuǎn)矩上升到A點。 AB：受轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)作用，物料很快被壓實（趕氣），轉(zhuǎn)矩下降 到B點(有的樣品沒有AB段)

3、。 BC：物料在熱和剪切力的作用下開始塑化(軟化或熔融)，物 料即由粘連轉(zhuǎn)向塑化，轉(zhuǎn)矩上升C點。 CD：物料在混合器中塑化，逐漸均勻。達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)矩下 降到D。 DE：維持恒定轉(zhuǎn)矩，物料平衡階段（至少在90s以上)。 E以后：繼續(xù)延長塑化時間，導(dǎo)致物料發(fā)生分解、交聯(lián)、固 化，使轉(zhuǎn)矩上升或下降。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,Banbury密煉機(jī)的混合原理,基本密煉過程加入到密煉機(jī)中的各種物料在轉(zhuǎn)子作用下進(jìn)行強烈混合，其中大的團(tuán)塊被破碎，逐步細(xì)化（并與其它組分混合），達(dá)到符合質(zhì)量要求的特定體積或粒度。這一過程稱為分散過程。在混合過程中，粉狀與液體添加劑附著在聚合物表面，直到被聚合物包覆。這一過

4、程稱為浸潤或混入過程。混合物中各組分在混煉室中迅速進(jìn)行位置更換，形成各組分均勻分布狀態(tài)，這一過程稱為分布過程。混合中，由于剪切、擠壓作用，聚合物逐步軟化或塑化，達(dá)到一定可流動性的過程稱為煉塑過程。 Banbury密煉機(jī)的剪應(yīng)力Banbury密煉機(jī)對物料的剪切作用主要發(fā)生在轉(zhuǎn)子工作表面與混煉室壁的間隙之間。由于轉(zhuǎn)子表面呈橢圓形，轉(zhuǎn)子外表面與混合室壁的間隙呈楔形，最大剪切區(qū)域是轉(zhuǎn)子凸棱頂部與室壁的間隙，其功能類似開煉機(jī)中的輥距區(qū)域，但密煉機(jī)的這一區(qū)域的剪切強度要比開煉機(jī)輥隙中的強度大得多。因為開煉機(jī)的兩個輥筒相向回轉(zhuǎn)，雖然具有一定速比，但物料通過兩輥輥隙時的速度梯度比物料通過密煉機(jī)靜止室壁與高速旋

5、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸棱間的間隙時的速度梯度要小得多。最大剪應(yīng)力與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和操作條件均有關(guān)系。,Banbury密煉機(jī)的推擠與卷折作用Banbury密煉機(jī)對物料的推擠發(fā)生在兩個方向，一個在旋轉(zhuǎn)方向，一個在轉(zhuǎn)子的軸向。Banbury密煉機(jī)的轉(zhuǎn)子斷面呈橢圓形，其工作表面與混煉室壁間的間隙是楔形的，在凸棱推進(jìn)一側(cè)與背側(cè)形成了兩個壓力不同的區(qū)域，推進(jìn)一側(cè)為高壓區(qū)，背側(cè)為低壓區(qū)。在髙壓區(qū)內(nèi)，物料受到轉(zhuǎn)子的強烈推擠，發(fā)生連續(xù)形變，實現(xiàn)了分布與煉塑。在低壓區(qū)，由于從間隙流過來的物料擾亂了該處物料的固有狀態(tài)，形成了有利于分布混合的紊亂流動狀態(tài)。這種高、低壓區(qū)的推擠發(fā)生在旋轉(zhuǎn)方向，稱為旋向推擠。由于轉(zhuǎn)子表面有一對旋向相反的螺旋

6、凸棱，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，物料在凸棱作用下將產(chǎn)生循環(huán)式的軸向往復(fù)運動。一般轉(zhuǎn)子的兩條螺旋凸棱的螺旋角分別為45和30。因此，兩棱對物料的推力大小是不同的，在不同區(qū)域的推動作用也有變化。這種轉(zhuǎn)子的軸向推擠作用對分布混合有重要貢獻(xiàn)。 兩個轉(zhuǎn)子的相向旋轉(zhuǎn)又形成了對物料的卷折作用。當(dāng)兩轉(zhuǎn)子以一定速比轉(zhuǎn)動對，某一轉(zhuǎn)子高壓區(qū)的物料在凸棱推擠下將進(jìn)入另一個轉(zhuǎn)子的低壓區(qū)，形成混煉室左、右區(qū)域物料的交叉流動和卷折變形。為了避免兩轉(zhuǎn)子髙壓區(qū)在物料交換處同時出現(xiàn)，兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置應(yīng)能調(diào)整，方法為選擇適當(dāng)?shù)乃俦?，如取速比?:2時，就可較多出現(xiàn)適合的物料交換位置。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,監(jiān)測PVC熔融過程最普通的

7、方法就是使用塑性流變儀(Brabender Plasticorder)或Haake流變儀。圖3顯示了PVC塑化過程中，塑化扭矩對應(yīng)時間的曲線圖。每一個階段熔體的溫度都被記錄下來。“A”點顯示的是壓縮峰，反映了粉末受到的壓縮和增稠情況?！癇”點表示開始塑化，隨后出現(xiàn)的是塑化峰?！癈”點出現(xiàn)在PVC塑化成熔體的一刻。從“A”點到“C”點之間的時間差值被稱作“塑化時間”。“C”點處測到的扭矩被稱作“塑化扭矩”。在這個階段PVC并不會完全熔融，大部分的熔體處于初級粒子狀態(tài)。塑化持續(xù)進(jìn)行，扭矩開始下降，在“D”點后扭矩幾乎呈現(xiàn)為常數(shù)，這個扭矩被稱作平衡扭矩。平衡扭矩可以粗略地表征為熔體粘度的估計值。當(dāng)繼

8、續(xù)加熱和剪切，到“E”點后，PVC鏈會發(fā)生脫氯化氫作用以及發(fā)生交聯(lián)，扭矩會再次上升?！癆”點到“E”點之間的時間差值被稱作“降解時間”。PVC配方類型、加工溫度、剪切速率和負(fù)載水平等因素都會強烈地影響熔融曲線。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,圖3 PVC共混物扭矩流變測定,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,影響密煉機(jī)混煉效果的因素,密煉機(jī)混煉的膠料質(zhì)量好壞，除了加料順序外，主要取決于混煉溫度、裝料容量、轉(zhuǎn)子速度、混煉時間、上頂栓壓力和轉(zhuǎn)的子類型等。 1.裝料容量 即混煉容量，容量不足會降低膠料的剪切和捏合作用，甚至出現(xiàn)膠料打滑和轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，導(dǎo)致混煉效果不良。反

9、之，容量過大，膠料翻轉(zhuǎn)困難，使上頂栓位置不當(dāng)，使一部分膠料在加料口頸處發(fā)生滯留，從而使膠料混合不均勻，混煉時間長，并容易導(dǎo)致設(shè)備超負(fù)荷，能耗大。因此，混煉容量應(yīng)適當(dāng)，通常取密煉室總有效容積的60%70%為宜。密煉機(jī)混煉時裝料容量可用下列經(jīng)驗公式計算：,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,Q=K*V* Q裝料總?cè)萘?，Kg； K填充系數(shù)，通常取0.60.7； V密煉室的總有效體積，L； 膠料的密度，g/cm3 填充系數(shù)K的選取與確定應(yīng)根據(jù)生膠種類和配方特點，設(shè)備特征與磨損程度、上頂栓壓力來確定。NR及含膠率高的配方，K應(yīng)適當(dāng)加大；合成膠及含膠率低的配方，K應(yīng)適當(dāng)減小；磨損程度大的舊設(shè)備，K應(yīng)加大；新設(shè)

10、備要小些；嚙合型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)的K應(yīng)小于剪切型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)；上頂栓壓力增大，K也應(yīng)相應(yīng)增大。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,2.加料順序 密煉機(jī)混煉中，生膠、炭黑和液體軟化劑的投加順序與混煉時間特別重要，一般都是生膠先加，再加入炭黑，混煉至炭黑在膠料基本分散后再加入液體軟化劑，這樣有利于混煉，提高混煉效果，縮短混煉時間。液體軟化劑過早加入或過晚加入，均對混煉不利，易造成分散不均勻，混煉時間延長，能耗增加。液體軟化劑的加入時間可由分配系數(shù)K確定。硫磺和超速促進(jìn)劑通常在混煉的后期加入，或排料到壓片機(jī)上加，減少焦燒危險。小藥（固體軟化劑、活化劑、促進(jìn)劑、防老劑、防焦劑等）通常在生膠后，炭黑前加入。,帝高

11、力裝飾材料（江蘇）有限公司,3.上頂栓壓力 密煉機(jī)混煉時，膠料都必須受到上頂栓的一定壓力作用。一般認(rèn)為上頂栓壓力在0.30.6MPa為宜。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速恒定時，進(jìn)一步增加壓力效果也不大。當(dāng)混煉量不足時，上頂栓壓力也不能充分的發(fā)揮作用。提高提高上頂栓壓力可以減少密閉室內(nèi)的非填充空間，使其填充程度提高約10%。隨著容量和轉(zhuǎn)速的提高，上頂栓的壓力必須增大。 上頂栓壓力提高會加速混煉過程膠料生熟，并增加混煉時的功率消耗。 4.轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和類型 轉(zhuǎn)子工作表面的幾何形狀和尺寸在很大程度上決定了密煉機(jī)的生產(chǎn)能力和混煉質(zhì)量。密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的基本構(gòu)型有兩種：剪切型轉(zhuǎn)子和嚙合型轉(zhuǎn)子。一般說來，剪切型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)的生產(chǎn)效率高

12、，可以快速加料、快速混煉與快速排膠。嚙合型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)具有分散效率高、生熱率低等特性，適用于制造硬料膠和一段混煉。嚙合型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)的分散和均化效果比剪切型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)要好，混煉時間可以縮短30%50%。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,5.轉(zhuǎn)速 提高密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的速度是強化混煉過程的最后有效的措施之一。轉(zhuǎn)速增加一倍，混煉周期大約縮短30%50%。提高轉(zhuǎn)速會加速生熱，導(dǎo)致膠料粘度降低，機(jī)械剪切效果降低，不利于分散。 6.混煉溫度 混煉溫度高有利于生膠和膠料的塑性流動和變形，有利于橡膠對固體配合劑粒子表面的濕潤和混合吃粉，但又使膠料的粘度下降，不利于配合劑粒子的破碎與分散混合?；鞜挏囟冗^高還會加速橡膠的

13、熱氧老化，使硫化膠的物理機(jī)械性能下降，即出現(xiàn)過煉現(xiàn)象；還會使膠料發(fā)生焦燒現(xiàn)象，所以密煉機(jī)混煉過程中必須采用有效的冷卻措施；但溫度不能太低，否則會出現(xiàn)膠料壓散現(xiàn)象。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,7.混煉時間 在同樣的條件下采用密煉機(jī)混煉膠料所需的混煉時間比開煉機(jī)短得多?；鞜捹|(zhì)量要求一定時，所需混煉時間隨密煉機(jī)轉(zhuǎn)速和上頂栓壓力提高而縮短。加料順序不當(dāng)，混煉操作不合理都會延長混煉時間。 延長混煉時間能提高配合劑在膠料中的分散度，但也會降低生產(chǎn)效率。混煉時間過長又容易造成膠料過煉而使硫化膠的物理機(jī)械性能受到損害，還會造成膠料的“熱歷史”增長而容易出現(xiàn)焦燒的現(xiàn)象，因此應(yīng)盡可能縮短膠料的混煉時間。,帝

14、高力裝飾材料（江蘇）有限公司,操作方法,1.按照密煉機(jī)密煉室的容量和合適的填充系數(shù)（0.60.7）,計算一次煉膠量和實際配方； 2.根據(jù)實際配方，準(zhǔn)確稱量配方中各種原材料的用量，將生膠、小料分別放置； 3.打開密煉機(jī)電源開關(guān)及加熱開關(guān)，給密煉機(jī)預(yù)熱，同時檢查風(fēng)壓、水壓、電壓是否符合工藝要求，檢查測溫系統(tǒng)、計時裝置、功率系統(tǒng)指示和記錄是否正常； 4.密煉機(jī)預(yù)熱好后，穩(wěn)定一段時間，準(zhǔn)備煉膠； 5.提起上頂栓，將生膠從加料口投入密煉機(jī)，落下上頂栓，煉膠1min；,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,6.提起上頂栓，加入小料，落下上頂栓混煉1.5min； 7.提起上頂栓，加入炭黑或填料，落下上頂栓混煉3m

15、in； 8.提起上頂栓，加入液體軟化劑，落下上頂栓混煉1.5min； 9.排膠，用熱電偶溫度計測膠料的溫度，記錄密煉室初始溫度、混煉結(jié)束時密煉室溫度及排膠溫度，最大功率、轉(zhuǎn)子速度； 10.將開煉機(jī)的輥距調(diào)到3.8mm，打開電源開關(guān)，使開煉機(jī)運轉(zhuǎn)，打開循環(huán)水閥門，再將從密煉機(jī)排出的膠料投入到開煉機(jī)上包輥。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,密煉機(jī)每批混煉工藝試驗報表，應(yīng)記錄：開始混煉時間、混煉時間、轉(zhuǎn)子速度、上頂栓壓力、排膠溫度、功率消耗、混煉膠質(zhì)量與原材料總質(zhì)量的差值及密煉機(jī)類型。 注意：開始混煉時，可先混煉一個配方相同的膠料調(diào)整密煉機(jī)工作狀態(tài)，再正式混煉；對同一批混煉膠料，密煉機(jī)的控制條件和混

16、煉時間應(yīng)保持相同。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,密煉機(jī)操作須知,1. 操作者需經(jīng)過專門訓(xùn)練。 2. 操作者在操作過程中必須集中精力，切勿與他人閑談。 3. 當(dāng)操作人員在進(jìn)料的時候應(yīng)由他人操作控制盤。 4. 在任何情況下操作者切勿將頭、手伸到混合槽里面。 5. 在混合槽傾轉(zhuǎn)的時候即使攪拌軸主馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動也不得將手伸到混合槽里面。 6. 在倒料的時候切勿將手伸到混合槽里面，操作者必須用手進(jìn)入時，須等攪拌軸完全停止轉(zhuǎn)動，且切勿讓任何人接近控制盤。 7. 在做機(jī)械保養(yǎng)時須將電源開關(guān)切掉。 8. 機(jī)械如遇到故障，操作者應(yīng)停止操作，并及時通知有關(guān)負(fù)責(zé)人員以便采取適當(dāng)?shù)奶幚怼?9. 電氣零件要保持清潔，定期清理檢查線路及螺絲是否松脫。,帝高力裝飾材料（江蘇）有限公司,75L密煉機(jī)主要參數(shù),外形尺寸（長寬高）mm：623528454060 機(jī)器重量kg：約22500 密煉室總?cè)莘eL：75 密煉室工作容積：50 密煉室填