Page 60 - 《橡塑技术与装备》2023年1期

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

炭黑配方橡胶连续终炼实验研究

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肖鑫鑫 ，边慧光 ，许明辉 ，王禄银 ，牛广智 ，汪传生 1,2*
(1. 青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061;
2. 山东省高分子材料先进制造技术重点实验室，山东 青岛 266061)
摘要： 本文采用开炼机、密炼机和橡胶连续终炼机对炭黑配方混炼胶进行终炼，探究设备本身对终炼过程及终炼胶性能的影响。
将三种设备的工艺变量严格控制在相同转速 30 r/min 和温控温度 50 ℃下进行终炼，并将性能测试结果和设备能耗数据整理分析，
数据表明橡胶连续终炼机具有单位能耗低，效率高，胶料性能均衡的特点。
关键词 ： 终炼 ; 连续混炼 ; 混炼工艺 ; 双螺杆挤出机
中图分类号 ： TQ330.61 文章编号 ： 1009-797X(2023)01-0012-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.01.003

终炼作为混炼过程的收官环节，对之后的所有工 性能具有决定性作用。终炼效果关乎着橡胶制品的安
序会产生深远的影响，其关键性不言而喻。终炼并不 全性和使用寿命，也关乎使用橡胶制品的个体的安全。
是简单地使硫磺和橡胶进行初步混合，而是使多种不 因此，改进终炼工艺及装备，进行新型橡胶终炼装备
同性质、不同形态的物料，包括硫磺、硫化促进剂、 和工艺创新，完善橡胶混炼工业体系刻不容缓，是橡
活性剂以及未分散均匀的填充体系，使其与橡胶基体 胶工业体系亟待解决的最重要的课题之一。
间发生复杂的物理、化学变化。
现有的终炼工艺 [1] 已经相对成熟，能够基本满足 1 实验
生产需求，但还是存在各种各样的问题，主要有以下 1.1 实验配方
几点 ： 实验配方见表 1。
（1）配方种类以及硫化体系 [2~4] 种类繁多，难以 表 1 天然胶炭黑实验配方
实现所有配方及硫化体系均适配。一般终炼装备如开 材料名称 份数 / 份
天然胶 100
炼机 [5~7] 、密炼机 [8~10] 等都有各自的适用范围 ； N234 53.5
ZnO 3.5
（2）橡胶的黏弹性及其特殊的力学响应特征导致
硬脂酸 SAD 2
大部分终炼装备进行终炼时需要较大的作用力，对于 防老剂 4020 1.5
增塑剂 A 2
回转类元件则需要较大的输出扭矩。并且流变行为难
促进剂 NS 1.5
以预测 [11] ； 硫磺 S 1
合计 165
[12]
（3）不同配合剂 由于其颗粒尺寸不同，各运
动单元间的接触反应情况灵活多变，难以进行精确控 1.2 主要设备和仪器
制，终炼过程 [13] 反应产物也会出现差异 ； XLB-D420X400 平板硫化机，青岛亿朗橡胶装
（4）终炼过程中的产热、应力变化会导致温度场、 备有限公司 ； RPA2000 橡胶加工分析仪，美国阿尔法
压力场、剪切速率场、黏度场 [14~15] 都随之改变，各种
物理、化学反应程度也会出现波动，不同批次的终炼
作者简介 ：肖鑫鑫（1997—），男，山东潍坊人，在读硕士
胶性能稳定性无法保证。因此，对橡胶复合材料的终 研究生，主要从事高分子材料加工机械方面的研究工作。
炼过程进行研究困难重重。 基金项目 ：山东省自然科学基金资助项目 (ZR2016XJ003);
山东省科技发展计划项目 (2006GG2207004)
终炼不仅仅是混炼过程的一道工序，对于之后的
* 通信联系人
加工成型工艺也具有延续性影响，对橡胶制品的各项 收稿日期 ：2021-07-05

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