Page 86 - 《橡塑技术与装备》2022年1期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

密炼机转子强制冷却工艺实验研究

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汪传生 ，肖鑫鑫 ，许明辉 ，王禄银 ，边慧光 1* ，王志飞 2
(1. 青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061 ；
2. 益阳橡胶塑料机械集团有限公司，湖南 益阳 413041)
摘要 ： 本文设置三种混炼工艺，对密炼机转子和密炼室的温度进行不同组合，并控制其他的工艺参数相同，对炭黑和白炭黑
配方胶料进行混炼，对混炼胶的排胶温度进行记录，测试门尼黏度，Payne 效应，对混炼胶的硫化试样进行物理机械性能测试，
综合分析密炼机转子温度对炭黑和白炭黑胶料的性能产生的影响。
关键词 ： 混炼工艺 ；混炼胶 ；性能 ；白炭黑
中图分类号 ： TQ330.43 文章编号 ： 1009-797X(2022)01-0036-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.01.007

0 前言 阻碍橡胶的断裂，从而起到补强作用 [3~4] 。而白炭黑
当进水温度与密炼室内温度相差越大时，越容易 的表面性质与炭黑不同，因此对橡胶材料的补强机理
在密炼室的内表面上和转子的外表面上形成 “ 露水效 也发生了改变，而且白炭黑作为补强剂，能够在不降
应 [1] ”，如图 1。就像在寒冷的冬天，室内有暖气时， 低轮胎的耐磨性的情况下提高抗湿滑性、降低滚动阻
在窗子玻璃内表面上 ( 室内 ) 形成的“冷凝水”一样。 力 [5~7] 。

如果将转子的冷却系统设置为一个较低的温度， 白炭黑配方的胶料与炭黑配方的混炼过程也不
密炼室设置一个较高的温度，使密炼室和转子之间形 同，需要有一定的反应式混炼过程，反应式混炼是指
成一个较大的温差，则会在转子上发生露水效应，而 混炼过程中发生强烈的填料和填料或者是物料和填料
密炼室壁保持正常。转子与胶料之间摩擦系数小，容 之间的化学作用的一种混炼形式 [8] 。根据国内外学者
易发生较大的滑移，胶料与密炼室之间仍然黏连，转 的研究，白炭黑硅烷化反应最佳温度为 145~155 ℃，
子一侧的胶料在转子上的流动速度大于密炼室壁一侧 并在此温度范围内保持 3~5 min。温度对反应速率有
的胶料，这种不同步的流速使得胶料获得了更大的拉 较大影响，反应速率会随着温度的升高而增加，过低
伸撕扯效果，产生更大面积的新界面，促进填料进入 的混炼温度会导致反应速率低，未硅烷化的白炭黑团
橡胶基体 [2] ，并在转子的剪切作用下分散于橡胶之中。 聚严重 ；因此混炼过程需要保持高温一段时间，而转
子低温时势必会影响胶料的整体温度，影响反应式混
炼的程度。
除此之外，硅烷化反应时还会生成乙醇和水 [9] ，

作者简介 ：汪传生（1960-），男，教授，博士生导师，泰
山学者，主要从事高分子材料加工技术与装备的研究工作。
基金项目 ：山东省重点研发计划 ：碳基 - 橡胶复合材料湿
法制备新方法、新工艺研究（2019GGX102018）；青创科技计
划 ：高分子材料智能制造创新团队 / 功能纳米填料 / 天然胶乳
图 1 露水效应示意图
湿法制备高性能复合材料技术及装备（2019KJB007）；山东省
炭黑与橡胶之间具有较好的亲和性，当混炼胶伸 自然科学基金资助项目 ：橡胶制品智能化绿色制造关键技术及
装备（ZR2016XJ003）。
长时，被吸附的橡胶链段在炭黑表面发生滑移，通过
* 通信联系人
缓解应力集中、产生链段取向和发生滞后损耗等方式 收稿日期 ：2021-08-07

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