BB430密炼机混炼工艺的研究

摘要

BB430密炼机是近年来从日本引进的大型橡胶工业用密炼机，其具有的恒温混炼功能、可变间隙密炼技术（VCMT）的六棱高效剪切型WI转子和稳定的高转速输出等优点使该设备具有优异的混炼加工性能。但在BB430密炼机的应用过程中，尚缺乏对其密炼工艺的系统研究。本文主要基于BB430密炼机的特点从恒温混炼时间对白炭黑的分散影响、加料顺序对混炼质量和物理性能的影响以及高速混炼工艺对加工性能和物理性能的影响三个方面进行了研究，为优化加工性能、提高物理性能、提升工业生产效率提供了依据。 1.BB430恒温混炼功能对白炭黑分散的影响。在硅烷化反应过程中，白炭黑表面的亲水性变成了疏水性，从而提高了填料与聚合物的相容性。试验设计了相同恒温反应温度、不同恒温反应时间制备混炼胶，并对混炼胶的加工性能、硫化胶的动态机械性能进行测试，评估硅烷化反应时间对加工性能以及动态机械性能的影响。动态热力学性能测试表明：反应时间150s时制得的混炼胶在0℃的tanδ数值最佳，具有最好的加工性能和抗湿滑性能。随着硅烷化反应时间的增加，混炼胶在60℃时的tanδ值逐渐降低，其中，反应时间200s时制备的混炼胶具有最佳的滚动阻力性能。 2.加料顺序对混炼胶性能的影响。基于BB430密炼机独有的6WI转子，在相同的转速、转矩和填充系数工艺条件下，生胶、化学药品、环保油和炭黑在不同的工艺时间节点投料，造成物理混合和化学反应的差异，从而影响混炼胶的加工性能和物理机械性能。多种混炼工艺制备的混炼胶的测试结果表明，采用生胶、小药、炭黑同时加入混合，然后在110℃加油的混炼工艺，可制得具有最优综合性能的混炼胶。 3.高速混炼工艺对加工性能和物理性能的影响。基于BB430稳定的高转速输出，采用生胶、小药、炭黑同时投料混合一段时间后再加入环保油的工艺，或采用生胶、小药、炭黑、环保油同时投料工艺，并选配55～60rpm的高转速混炼工艺所制得胶料的物理机械性能，可相当于或优于生胶小药、炭黑、环保油依次投料且使用中等转速的传统混炼工艺制得的胶料，而胶料的分散性和加工性能优于传统混炼工艺胶料，同时可提高生产效率20-27%。

目录

第一章 绪论

1.1 混炼概述

1.2 混炼设备的发展和分类

1.2.1 开炼机

1.2.2 密炼机

1.2.3 连续混炼设备

1.3 密炼机及其工艺

1.3.1 密炼机的混炼机理及其主要参数定义

1.3.2 密炼机的分类

1.3.3 密炼机塑炼、混炼工艺

1.4 密炼工艺研究

1.4.1 常用胶料的混炼工艺特征

1.4.2 配合剂的混炼工艺特征

1.4.3 密炼机的混炼工艺发展

1.4.4 常见混炼质量问题及处理方法

1.4.5 最新的混炼工艺研究进展

1.5 研究背景和意义

1.5.1 白炭黑混炼的研究

1.5.2 混炼加料顺序的研究

1.5.3 高速混炼的研究

1.6 研究目的和方法

1.6.1 恒温混炼工艺对白炭黑分散性的研究目的和方法

1.6.2 投料顺序对混炼效果的研究目的和方法

1.6.3 高速混炼工艺的研究目的和方法

1.7 本课题研究的设备平台

第二章 恒温混炼对白炭黑分散性的影响

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料

2.2.2 实验仪器与设备

2.2.3 实验样品制备

2.2.4 性能测试

2.3 结果与讨论

2.3.1 物理机械性能对比

2.3.2 结合胶含量测试

2.3.3 RPA测试结果

2.3.4 动态性能测试研究

本章小结

第三章 投料顺序对混炼效果的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1实验原料

3.2.2 试验设备

3.2.3 试验配方

3.2.4 制备工艺

3.2.5性能测试

3.3 结果与讨论

3.3.1 快检测试项目研究

3.3.2 物理机械性能研究

3.3.3 RPA结果分析

本章小结

第四章 高速混炼工艺的研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 实验原料

4.2.2 试验设备

4.2.3 试样制备

4.2.4混炼工艺

4.2.5 性能测试

4.3 结果与讨论

4.3.1 硫化特性

4.3.2 基本物性结果

4.3.3 RPA研究

4.3.4 生产效率研究

本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录

声明