Page 74 - 《橡塑技术与装备》2017年15期（8月橡胶）
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橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (Rubber)
位置加入橡胶等物料。 其运动速度和方向至少发生 8 次变化，这种变化增强
通常以微米级尺寸（低于 1 μm）的分散性粒子才 了物料混合界面的更新和流动的紊乱程度，这特别有
能制备出性能优异的产品。由于在 PA/BIIR TPV 在动 利于分散性混合和分布性混合。齿轮盘在微粒的充分
态硫化的过程中，随熔融 / 混合段螺杆混合强度的增 分配、微粒在筒体的某一区域内获得等温条件以及均
加，溴化丁基橡胶粒子尺寸将按幂指数关系减小，其 化两种或多种物料等方面，能使熔体在突棱顶部与筒
中决定分散粒子尺寸的重要材料特性主要有两种 ：分 体壁之间发生分离流动，并反复循环，促使多层结构
子间作用力和界面张力。分子间作用力决定了破碎弹 的形成，料流层数的增加，减小层与层之间的距离，
性体所需要的能量，界面张力决定混合物中各相间的 最终可以使物料的均匀性稳步提高。
相容性和混溶性。所以混合操作中无论是分散混合还 3.5 螺杆组合
是分配混合，都需要应力从一种材料传递到另一种材 根据各组分物料在螺杆中塑化、混合、硫化反应、
料上。按照以往的研究分析认为，当两种物料的黏度 进一步混炼及均化等过程要求，设计了如图 3 所示的
相近时，应力传递最容易。在混合体系中，只有聚合 螺杆组合。主要有尼龙与助剂的输送、塑化软化段、
物在熔融或软化过程中的某一瞬间，一种材料黏度才 尼龙与助剂的混合段、橡胶输送塑化段、橡胶与尼龙
能达到另一材料的黏度范围内。因此最终选择了上述 体系的混合段（包含橡胶的动态硫化段）、全部组分均
的分步喂料方式。 化挤出段。结合合理的分段筒体温度设定，区段排列
3.3 螺杆长径比 的啮合剪切段和新型螺杆元件的使用，从而有效地控
按照 DVA 弹性体的专利文献 [5] ，整个过程物料 制了物料在筒体内的动态硫化过程，便于橡胶组分熔
的停留时间在约 0.5~8 min，并且加入硫化剂后的硫 融、硫化和分散，保证了物料组分达到理想的结构形
化时间保证在 1~4 min。通常，一般在双螺杆挤出 态。
机 中， 聚合物的塑化要受啮合块元件的影响，喂料段 3.6 排气系统
和塑化段的长度大约为 12D~16D，完成一次混炼均化 由于物料体系中含有硬脂酸、硬脂酸锌和增塑剂
需要 32D~36D ；因此按照完成两次的混炼和均化，机 等物质，同时干燥后的聚酰胺在加工过程中易吸潮以
组的长径比至少要达到 56。由于动态硫化的制备过程 及副反应的一些小分子物质等，在加工过程中容易气
比较复杂，为了确保制品内部的结构达到最佳的程度， 化夹杂在熔体中，导致 TPV 在挤出吹塑成膜过程中容
获得性能优异的产品。结合现有的技术条件，最终选 易形成空泡裂纹，影响后续制品加工的稳定性。所以
定螺杆长径比为 68。 必须设置自然排气和真空排气。
3.4 螺杆元件 尼龙与助剂受热后夹杂的水分和橡胶体系加入螺
在进行聚合物熔体的混合、均化时，采用了三种 杆时夹杂的气体，经螺杆压缩后经自然排气排除。在
典型的部件。啮合块、转子元件和齿形盘元件。 橡胶硫化与尼龙混炼过程中，产生的副反应小分子物
啮合块元件最为常见的剪切元件，提供良好的分 质以及未混合的助剂气化后，经过真空排气排除。经
布混合和分散混合，采用不同厚度不同偏转角和正反 过这些排气工段，可以获得密实的颗粒。
向啮合块元件的组合来完成对物料颗粒的剪切、破碎
和混合。转子元件是由两条螺旋形棱扭曲而成，分别 4 结语
起正向和反向泵送作用。由于成对使用的转子元件啮 采用动态硫化专用同向双螺杆挤出机组，采用合
合区内相互之间的间隙很小，物料主要在元件的外径 理的物料体系，获得了接近于 DVA 弹性体材料性能的
区域周向流动，所以元件内的流动主要为回流。同时 新一类材料，本机组为这一类高品质物料的制备奠定
物料在一次循环中将受到来自 8 个螺棱的推力作用， 了基础。今后将进一步的进行工艺和装备改进，争取
图 3 螺杆组合图
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