橡胶连续混炼设备与技术

橡胶制品行业的先进制造技术与装备橡胶制品行业是一个与人们日常生活密切相关的行业，其产品广泛应用于汽车、机械、电子、医疗等众多领域。

随着科技的不断发展，橡胶制品行业也在不断引入先进的制造技术和装备，以提高生产效率和产品质量，降低生产成本。

本文将从橡胶制品行业的发展现状、先进制造技术和装备的应用等方面进行详细分析。

一、橡胶制品行业的发展现状近年来，全球橡胶制品行业整体保持稳定的发展态势。

随着我国经济的快速发展和汽车产业的迅猛增长，我国已成为全球最大的橡胶制品生产和消费国。

同时，我国橡胶制品行业也在不断进行产业结构调整，逐步向高性能、高附加值、绿色环保方向发展。

二、先进制造技术在橡胶制品行业中的应用1.材料成型技术材料成型技术是橡胶制品生产的基础，其主要包括橡胶混炼、压制成型、硫化等工艺。

随着科技的进步，橡胶制品行业不断引入新型材料和成型工艺，如纳米材料、生物基材料等，以提高产品的性能和降低生产成本。

2.自动化生产线自动化生产线是橡胶制品行业提高生产效率、降低人力成本的重要手段。

通过使用自动化生产线，可以实现橡胶制品的批量生产，提高产品质量稳定性，降低生产事故率。

目前，国内许多橡胶制品企业都已实现了自动化生产，部分企业已开始向智能化生产线转型。

3.信息化管理技术信息化管理技术在橡胶制品行业的应用，可以提高企业管理效率，缩短产品研发周期，加快市场响应速度。

通过使用企业资源计划（ERP）、产品生命周期管理（PLM）等信息化管理系统，可以实现企业生产、销售、研发等环节的协同管理，提高企业的核心竞争力。

4.检测与测试技术检测与测试技术是保证橡胶制品质量的关键环节。

先进的检测与测试技术可以实时监控生产过程中的各项指标，确保产品质量符合国家标准。

目前，橡胶制品行业已广泛应用光学、电子、超声波等检测技术与设备，实现了对产品质量和生产过程的全面监控。

三、先进装备在橡胶制品行业中的应用1.高性能橡胶混炼设备高性能橡胶混炼设备可以提高橡胶材料的性能，降低生产成本。

低温连续橡胶混炼技术
低温连续橡胶混炼技术是一种橡胶混炼生产方法与流程，其具体步骤如下：
1. 低温母炼：将生胶投入密炼机中塑炼30s，再投入填料进行母炼，当混炼温度达到130±2℃或150±2℃时排胶，得到母炼胶；
2. 喂料：母炼胶顺料斗进入到挤出机中进行降温后，被输送至挤出机机头处，挤出机机头将母炼胶连续挤出成形状均一的胶条；
3. 低温终炼：胶条进入混炼机，同时，失重秤将设定质量的硫化体系投入混炼机，胶条和硫化体系在混炼机中进行低温终炼，在转子的均化和强分散作用下，硫化体系实现均匀分布，填料得到进一步的分散，得到终炼胶；
4. 过滤：终炼胶进入滤胶机，滤胶机对终炼胶进行连续过滤和成型，去除终炼胶内部的结块和杂质，连续的生产出终炼胶片。

浅说几种典型的橡胶加工混炼技术陆 刚众所周知，橡胶混炼是用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂炼成混炼胶的工艺，本质来说是各种配合剂借助炼胶机机械力的作用均匀分散于橡胶中的工艺过程，以形成一个以橡胶为介质或者以橡胶与某些能和它相容的配合组分（配合剂、其它聚合物）的混合物为介质，以与橡胶不相容的配合剂（如粉体填料、氧化锌、颜料等）为分散相的多相胶体分散体系的过程，也是橡胶加工最重要的生产工艺。

橡胶的混炼一般大都采用开放式炼胶机，最大特点是灵活、机动性大，对于橡胶变种频繁、硬质胶、海绵胶等的混炼特别适用。

对混炼工艺的具体技术要求是：配合剂分散均匀，使配合剂特别是炭黑等补强性配合剂达到最好的分散度，以保证胶料性能一致。

混炼后得到的胶料称为“混炼胶”，其质量对进一步加工和制品质量有重要影响。

防老剂先加入能防止高温炼胶时发生的热老化现象，而有些促进剂对胶料有增塑作用，因此值得业内人士的重视。

1. 丁苯橡胶的混炼丁苯橡胶(S B R)又称聚苯乙烯丁二烯共聚物,其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶品种之一。

丁苯橡胶由丁二烯和苯乙烯进行乳化共聚而得。

用松香酸皂或脂肪酸皂为乳化剂，用过硫酸盐为催化剂，必要时另加适宜的分子量调节剂和适宜的反应速度调节剂。

由此所得者为液状胶乳。

如进一步在加热釜中(亦可同时加入其他食用级配料)进行凝聚，凝聚物经压榨除去浆液后，用加碱的热水进行洗涤，并用水淋洗，一直到成为中性，最后将凝聚体加以干燥，以除去可挥发性物质。

此为由乳胶制成的固体状橡胶。

75/25固体状橡胶亦可由丁二烯和苯乙烯在己烷溶液中用丁基锂为催化剂，进行溶体共聚而成。

共聚后残存的溶剂和挥发性物质可用热水处理法或滚筒干燥法除去。

实验橡胶配合与开炼机混炼工艺一、实验目的橡胶配合与混炼工艺实验主要内容是根据实验配方，准确称量生胶、各种配合剂的用量，将配合剂与生胶混合均匀并达到一定分散度，制备符合性能要求的混炼胶。

该实验的目的是熟悉并掌握橡胶配合方法，熟练掌握开炼机混炼的操作方法、加料顺序，了解开炼机混炼的工艺条件及影响因素。

二、实验设备及工作原理ф160×320mm双辊筒开炼机，主要由机座、温控系统、前后辊筒、紧急刹车装置、挡胶板、调节辊距大小的手轮、电机等部件组成。

开炼机的结构图如图1所示。

图1-1 开炼机结构示意图图1-2ф160×320mm双辊筒开炼机开炼机混炼的工作原理是利用两个平行排列的中空辊筒，以不同的线速度相对回转，加胶包辊后，在辊距上方留有一定量的堆积胶，堆积胶拥挤、绉塞产生许多缝隙，配合剂颗粒进入到缝隙中，被橡胶包住，形成配合剂团块，随胶料一起通过辊距时，由于辊筒线速度不同产生速度梯度，形成剪切力，橡胶分子链在剪切力的作用下被拉伸，产生弹性变形，同时配合剂团块也会受到剪切力作用而破碎成小团块，胶料通过辊距后，由于流道变宽，被拉伸的橡胶分子链恢复卷曲状态，将破碎的配合剂团块包住，使配合剂团块稳定在破碎的状态，配合剂团块变小。

胶料再次通过辊距时，配合剂团块进一步减小，胶料多次通过辊距后，配合剂在胶料中逐渐分散开来。

采取左右割刀、薄通、打三角包等翻胶操作，配合剂在胶料中进一步分布均匀，从而制得配合剂分散均匀并达一定分散度的混炼胶。

三、实验步骤1、根据实验配方，准确称量生胶和除液体软化剂以外的各种配合剂的量，观察生胶和各种配合剂的颜色与形态；2、检查开炼机辊筒及接料盘上有无杂物，如有先清除杂物；3、开动机器，检查设备运转是否正常；4、将辊距调至规定大小（根据炼胶量确定），调整并固定挡胶板的位置；5、将塑炼好的生胶沿辊筒的一侧放入开炼机辊缝中，采用捣胶、打卷、打三角包等方法使胶均匀连续的包于前辊，在辊距上方留适量的堆积胶，经过2—3分钟的滚压、翻炼，形成光滑无隙的包辊胶；6、按下列加料顺序依次沿辊筒轴线方向均匀加入各种配合剂，每次加料后，待其全部吃进去后，左右3/4割刀各两次，两次割刀间隔20秒钟；加料顺序：小料（固体软化剂、活化剂、促进剂、防老剂、防焦剂等）→大料（炭黑、填充剂等）→液体软化剂→硫黄和超速级促进剂7、割断并取下胶料，将辊距调整到0.5mm，加入胶料薄通，并打三角包，薄通5遍；8、按试样要求，将胶料压成所需厚度，下片称量质量并放置于平整、干燥的存胶板上(记好压延（出片）方向、配方编号)待用。

技术规范书型号：XM-270×（4~40）Y名称：密闭式炼胶机大连橡胶塑料机械股份有限公司2007年7月目录1、供货范围 (1)2、主要技术参数 (2)3、公用工程 (2)4、技术说明 (3)5、安全保护报警点及处理 (8)6、电气控制系统（DC） (8)7、主要配套件选型 (14)8、备件、易损件及专用工具 (14)9、技术资料 (15)10、用户要求调整项（可能会影响成本） (16)1、供货范围1.1压料装置1套1.2加料装置1套1.3密炼装置1套1.4卸料、锁紧装置1套1.5底座1个1.6传动系统1套1.7液压系统1套1.8干油润滑系统1套1.9端面密封润滑系统1套1.10水温控制系统1套1.11冷却管路1套1.12主电机1套1.13电气控制系统1套1.14用于设备固定的地脚螺栓1套2、主要技术参数2.1密炼室总容积235 L2.2工作容积176 L（填充系数0.75计）2.3转子形式四棱高效转子2.4传动方向右传动2.5后转子转速 4 r/min～40 r/min2.6转子速比1：1.172.7主电机额定功率1250 kW电压DC 750 V转速100 r/min ~1000 r/min2.8上顶栓对物料压力0.6MPa以下无级调压2.9密炼室投料口457.2 mm×889 mm2.10密炼室排料口310 mm×889 mm2.11总耗水量: 循环用量:主机~80m³/h，主电机~30 m³/h2.12总耗电量～134 0kW2.13外形尺寸11150 mm×6000 mm×6327 mm2.14重量（不含主电机、电控柜）~62 t3、公用工程3.1水质要求:软化水冷却水压力：0.3～0.4 Mpa冷却水温度：20℃～30℃3.2工厂气源条件：0.6～0.8 MPa3.3进线电源三相五线制：3N+PEAC660V±5％ 50HzAC380±5％ 50Hz控制电源：AC220±5％ 50Hz4、技术说明本机特点：转子、密炼室强度高，电机功率大。

密炼机基本知识1、密炼机的用途：主要用于橡胶的塑炼和混炼，同时也用于塑料、沥青料、油毡料、合成树脂料的混合.它是橡胶工厂主要炼胶设备之一.七十年代以来，国外在炼胶工艺和设备方面虽然发展较快，例如用螺杆挤出机代替密炼机和开炼机进行塑炼和混炼,但还是代替不了密炼机。

新的现代工厂中的炼胶设备仍以密炼机为主，混炼方法也仍采用两段混炼法.分类：(1）按转子横截面的形状分为：椭圆形转子密炼机、圆筒形转子密炼机、三角形转子密炼机(2）按工作原理分为:相切型转子密炼机、啮合型转子密炼机（3）按转子转速大小及变化分为：低速、中速、高速及单速、双速、变速密炼机（4)按转子相对转速：异步和同步转子密炼机（5）按混炼室的结构形式分为：普通型和翻转式密炼机（6)按转子间的相对间隙分为：定间隙和可调间隙密炼机2、密炼机的规格与技术特征：1、规格过去采用密炼室的工作容量和主动转子转速表示；现在采用密炼室的总容量/主动转子的转速表示。

国产密炼机的规格表示法：XM-250/20X表示橡胶，M表示密炼机，250表示密炼机的总容量，20表示转子转速X（S）M-75/35x70X表示橡胶,S表示塑料，M表示密炼机，75表示密炼机总容量，双速(35和70转/分）3、密炼机的整体结构及每一部分的作用：（1)混炼部分:混炼部分主要有转子、密炼室、密封装置等组成.(2）加料部分：它主要右加料室和斗形的加料口以及翻板门(加料门）11组成，这部分作用主要是用于加料和瞬间存料.（3）压料部分：它主要由上顶栓9和推动上顶栓做上、下往复运动的气缸14组成，它的主要作用:给胶料一定的压力，加速炼胶过程，提高炼胶效果。

（4)卸料装置部分：主要由安装在密炼室下面的下顶栓3和下顶栓锁紧机构2所组成,它的主要作用，就是在炼胶完毕后排出胶料，也就是卸料.下顶栓内可通冷却水冷却,下顶栓与物料接触的‘’形表面应堆焊耐磨合金,增加其耐磨性。

(5）传动装置部分：主要有电机22,弹性联轴节21，减速机20和齿形联轴节19等组成。

橡胶的塑炼和混炼塑炼塑炼是橡胶加工的一个工序,指采用机械或化学的方法,降低生胶分子量和粘度以提高其可塑性，并获适当的流动性，以满足混炼和成型进一步加工的需要。

塑炼过程是使橡胶大分子链断裂，分子链由长变短而使分子量分布均匀化的过程。

在塑炼过程中导致大分子链断裂的因素主要有两个：一是机械破坏作用；二是热氧化降解作用。

低温塑炼时，主要是由于机械破坏作用，大分子在强烈的机械力作用下发生断链；高温塑炼时，热氧化降解作用占主导地位。

塑炼可分为机械塑炼法和化学塑炼法。

机械塑炼法主要是通过开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机等的机械破坏作用。

化学塑炼法是借助化学增塑剂的作用，引发并促进大分子链断裂。

这两种方法在生产实践中往往结合在一起使用。

开放式炼胶机是一种传统的塑炼设备。

生胶在炼胶机两个旋转辊筒间，凭借前后辊相对速度不同（常用速度比为1:1.25～1.27）所产生的剪切力使橡胶大分子断裂,从而达到增塑的目的。

此法效率低、劳动强度大,仅小型企业中仍有使用。

目前，多数工厂采用密闭式炼胶机（即密炼机）进行塑炼（见图）。

密炼机的主要工作部分为密炼室，内装两个带突棱的旋转转子。

橡胶在密炼室中受到转子之间及转子与室壁之间的剧烈机械作用而降解，从而达到提高塑性的目的。

通常在密炼机塑炼时还加入增塑剂（如五氯硫酚等）以缩短塑炼时间，提高塑炼效zx0塑炼胶的可塑性直接影响橡胶制品的性能，它主要根据混炼胶工艺性能和制品性能要求来确定。

一般来说，涂胶、浸胶、刮胶、擦胶用的胶料可塑性宜高些；模压用的胶料可塑性宜低些；供压出用的胶料，则介于两者之间。

生胶和塑炼胶的可塑性测试方法很多，中国最常用的方法为威氏塑性计和门尼粘度计。

威氏塑性计是将试样置入两块平行的板中，在一定负荷作用下，测定其压缩形变的大小，以及除去负荷后保持形变的能力。

所得的可塑度值在0～1之间；数值越大，表明可塑性也越大。

门尼粘度计是测定胶料在模腔内对粘度计转子转动所产生的剪切阻力，通常用ML来表示（1为胶料预热时间1min，4为转子转动时间4min，100为测试温度100℃），门尼粘度值一般为0～100，其数值越大，表明可塑性越小。

第1篇一、实验目的1. 了解丁腈橡胶的混炼特性。

2. 掌握丁腈橡胶混炼的基本工艺流程。

3. 熟悉混炼过程中配合剂的添加顺序及用量。

4. 分析混炼胶的性能，评估混炼效果。

二、实验原理丁腈橡胶（NBR）是一种具有优异耐油、耐热、耐候性能的非极性合成橡胶。

在混炼过程中，配合剂的添加顺序、用量及混炼工艺条件对混炼胶的性能具有重要影响。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 丁腈橡胶（ACN含量29%）- 炭黑- 软化剂- 促进剂- 抗臭氧剂- 硫磺- 润滑剂2. 实验仪器：- 密炼机- 开炼机- 精密天平- 门尼粘度计- 硫化仪四、实验步骤1. 准备配合剂：将炭黑、软化剂、促进剂、抗臭氧剂、硫磺、润滑剂等配合剂称量，并混合均匀。

2. 混炼：（1）密炼机混炼：将丁腈橡胶和配合剂一起加入密炼机中，设定合适的混炼温度和时间，进行混炼。

（2）开炼机混炼：将密炼机中混炼好的胶料取出，放入开炼机中进行开炼，调整辊温，使胶料达到均匀分散。

3. 检测性能：- 门尼粘度：使用门尼粘度计测定混炼胶的门尼粘度。

- 硫化特性：使用硫化仪测定混炼胶的硫化特性，包括焦烧时间、正硫化时间、拉伸强度、压缩永久变形等。

五、实验结果与分析1. 混炼胶门尼粘度：实验结果显示，混炼胶的门尼粘度为90-120，符合预期。

2. 硫化特性：- 焦烧时间：混炼胶的焦烧时间较短，有利于防止胶料在硫化过程中发生焦烧现象。

- 正硫化时间：混炼胶的正硫化时间适中，有利于保证制品的物理机械性能。

- 拉伸强度：混炼胶的拉伸强度较高，可达20MPa以上。

- 压缩永久变形：混炼胶的压缩永久变形较小，有利于保证制品的尺寸稳定性。

3. 分析：- 配合剂添加顺序：实验表明，炭黑、软化剂、促进剂、抗臭氧剂、硫磺、润滑剂等配合剂的添加顺序对混炼胶的性能有较大影响。

在混炼过程中，应先添加炭黑，然后依次添加软化剂、促进剂、抗臭氧剂、硫磺、润滑剂，以保证配合剂的均匀分散。

- 混炼工艺条件：实验表明，混炼温度、混炼时间、辊温等工艺条件对混炼胶的性能有较大影响。

密炼机简介密闭式炼胶机简称密炼机，主要用于橡胶的塑炼和混炼。

密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。

密炼机是在开炼机的基础上发展起来的一种高强度间隙性的混炼设备。

自1916年出现真正意义上的Banbury（本伯里）型密炼机后，密炼机的威力逐渐被人们所认识，它在橡胶混炼过程中显示出来比开炼机优异的一系列特征，如：混炼容量大、时间短、生产效率高；较好的克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善产品质量与工作环境；操作安全便利，减轻劳动强度；有益于实现机械与自动化操作等。

因此，密炼机的出现是橡胶机械的一项重要成果，至今仍然是塑炼和混炼中的典型的重要设备，仍在不断的发展和完善。

密炼机基本知识基本结构密炼机一般由密炼室、两个相对回转的转子、上顶栓、下顶栓、测温系统、加热和冷却系统、排气系统、安全装置、排料装置和记录装置组成。

转子的表面有螺旋状突棱，突棱的数目有二棱、四棱、六棱等，转子的断面几何形状有三角形、圆筒形或椭圆形三种，有切向式和啮合式两类。

测温系统是由热电偶组成，主要用来测定混炼过程中密炼室内温度的变化；加热和冷却系统主要是为了控制转子和混炼室内腔壁表面的温度。

工作原理密炼机工作时，两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。

在绕转子流动的一周中，物料处处受到剪切和摩擦作用，使胶料的温度急剧上升，粘度降低，增加了橡胶在配合剂表面的湿润性，使橡胶与配合剂表面充分接触。

配合剂团块随胶料一起通过转子与转子间隙、转子与上、下顶拴、密炼室内壁的间隙，受到剪切而破碎，被拉伸变形的橡胶包围，稳定在破碎状态。

同时，转子上的凸棱使胶料沿转子的轴向运动，起到搅拌混合作用，使配合剂在胶料中混合均匀。