密閉式煉膠機(jī)簡稱密煉機(jī),又稱捏煉機(jī),主要用于橡膠的塑煉和混煉。密煉機(jī)是一種設(shè)有一對(duì)特定形狀并相對(duì)回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、在可調(diào)溫度和壓力的密閉狀態(tài)下間隙性地對(duì)聚合物材料進(jìn)行塑煉和混煉的機(jī)械,主要由密煉室、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子密封裝置、加料壓料裝置、卸料裝置、傳動(dòng)裝置及機(jī)座等部分組成。密煉機(jī)一般由密煉室、兩個(gè)相對(duì)回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、上頂栓、下頂栓、測(cè)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。
提起上頂栓,將已切成小塊的生膠從加料口投入密煉機(jī),落下上頂栓,煉膠1min;提起上頂栓,加入小料,落下上頂栓混煉1.5min;提起上頂栓,加入炭黑或填料,落下上頂栓混煉3min;提起上頂栓,加入液體軟化劑,落下上頂栓混煉1.5min;排膠,用熱電偶溫度計(jì)測(cè)膠料的溫度,記錄密煉室初始溫度、混煉結(jié)束時(shí)密煉室溫度及排膠溫度,大功率、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速;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(yùn)轉(zhuǎn),打開循環(huán)水閥門,再將從密煉機(jī)排出的膠料投到開煉機(jī)上包輥,待膠料溫度降到110℃以下,加入硫黃,左右割刀各二次,待硫黃全被吃進(jìn)去,膠料表面比較光滑,割下膠料。
裝料容量即混煉容量,容量不足會(huì)降低對(duì)膠料的剪切作用和捏煉作用,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。反之,容量過大,膠料翻轉(zhuǎn)困難,使上頂拴位置不當(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(shí)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),通常取密閉室總有效容積的60%~70%為宜。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(diǎn),設(shè)備特征與磨損程度、上頂拴壓力來確定。
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??;磨損程度大的舊設(shè)備,K應(yīng)加大;新設(shè)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);上頂拴壓力增大,K也應(yīng)相應(yīng)增大。另外逆混法的K盡可能大。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(shí)間特別重要,一般都是生膠先加,再加炭黑,混煉至炭黑在膠料中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(shí)間。液體軟化劑過早加入或過晚加入,均對(duì)混煉不利,易造成分散不均勻,混煉時(shí)間延長,能耗增加。液體軟化劑的加入時(shí)間可由分配系數(shù)K確定。
轉(zhuǎn)速增加一倍,混煉周期大約縮短30%~50%。提高轉(zhuǎn)速會(huì)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。混煉溫度高有利于生膠和膠料的塑性流動(dòng)和變形,有利于橡膠對(duì)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(huì)加速橡膠的熱氧老化,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(huì)使膠料發(fā)生焦燒現(xiàn)象,所以密煉機(jī)混煉過程中采取有效的冷卻措施;但溫度不能太低,否則會(huì)出現(xiàn)膠料壓散現(xiàn)象。在同樣條件下采用密煉機(jī)混煉膠料所需的混煉時(shí)間比開煉機(jī)短得多。混煉質(zhì)量要求一定時(shí),所需混煉時(shí)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(huì)延長混煉時(shí)間。
密煉機(jī)冷卻器的管板受介質(zhì)及焊接應(yīng)力影響,易出現(xiàn)滲漏串液及腐蝕現(xiàn)象,密煉機(jī)簡稱"混煉機(jī)",全稱叫做“密閉式煉膠機(jī)”,是在開煉機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。1820年發(fā)明開煉機(jī)以后,使橡膠工業(yè)發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變,但由于開煉機(jī)存在許多缺點(diǎn),比如勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低,粉塵大等,嚴(yán)重影響人的身體健康,于是人們開始考慮能否把這一加工設(shè)備用一個(gè)罩子把它罩起來,就逐步發(fā)展成密煉機(jī)。因?yàn)樗诿軣捠依锩婀ぷ?,所以稱作密閉式。由于開煉機(jī)工作是敞開的,故叫做開放式煉膠機(jī)。一般介紹均認(rèn)為密煉機(jī)是Banbury在1916年發(fā)明的,實(shí)際早是由西德的一名商業(yè)工程師(英國人)根據(jù)該公司的原型機(jī)臺(tái)設(shè)計(jì)的,由于其發(fā)展較快,產(chǎn)量也大應(yīng)用較廣,故人們一直認(rèn)為Banbury密煉機(jī)是早問世的。
現(xiàn)代密煉機(jī)發(fā)展的標(biāo)志之一是高速、高壓和能機(jī)臺(tái)。通常將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20rpm的稱為低速密煉機(jī),30~40rpm的稱為中速密煉機(jī),60rpm以上的稱為高速密煉機(jī)。出現(xiàn)了轉(zhuǎn)速達(dá)80rpm甚至更高的密煉機(jī),亦有對(duì)工藝和效能有廣泛適應(yīng)性和處理手段的雙速、三速、變速密煉機(jī),也有轉(zhuǎn)子速比可調(diào)節(jié)的密煉機(jī)。其操作時(shí)間大大縮短,從過去慢速機(jī)臺(tái)的8~15min縮短至1.5~3.5min,甚至有的達(dá)1~1.5min(包括采用密煉法與補(bǔ)充混煉法配合的工藝過程等)。密煉機(jī)的結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)展。密煉機(jī)工作過程及整個(gè)機(jī)組的機(jī)械化、自動(dòng)化水平也在不斷提高,采用了程序控制,現(xiàn)-在大型引進(jìn)機(jī)臺(tái)均采用計(jì)算機(jī)控制。
捏合機(jī)是由一對(duì)互相配合和旋轉(zhuǎn)的葉片(通常呈Z形)所產(chǎn)生強(qiáng)烈剪切作用而使半干狀態(tài)的或橡膠狀粘稠塑料材料能使物料迅速反應(yīng)從而獲得均勻混合攪拌的設(shè)備。是各種高粘度的彈塑性物料的混煉、捏合、破碎、分散、重新聚合各種化工產(chǎn)品的理想設(shè)備,具有攪拌均勻、無死角、捏合的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于高粘度密封膠、硅橡膠、中性酸性玻璃膠、口香糖、泡泡糖、紙漿、纖維素、亦用于電池、油墨、顏料、染料、醫(yī)藥、樹脂、塑料、橡膠、化妝品等行業(yè)。