Paano isinasama ng isang makina ng goma ng kneader ang mga langis at plasticizer sa tambalan

Sa mundo ng pagproseso ng polimer, ang pagkamit ng isang homogenous, de-kalidad na compound ng goma ay parehong agham at isang sining. Ang sentro sa prosesong ito ay ang madiskarteng pagsasama ng mga additives - pinaka -kapansin -pansin, mga langis at plasticizer - na kapansin -pansing binago ang kakayahang magamit, kakayahang umangkop, tibay, at gastos. Sa gitna ng napakahalagang yugto ng paghahalo na ito ay madalas na nakaupo sa isang matatag at dalubhasang makina: ang Rubber Kneader , kilala rin bilang isang panloob na panghalo o panghalo ng Banbury®.

Pag -unawa sa mga pangunahing sangkap: langis at plasticizer

Bago mag -delving sa makina, mahalagang maunawaan kung ano ang isinasama.

• Proseso ng mga langis (batay sa petrolyo, gulay): Pangunahing ginagamit upang mapahina ang base polymer, bawasan ang lagkit para sa mas madaling pagproseso, pahabain ang dami (pagbabawas ng gastos), at tulong sa pagpapakalat ng mga tagapuno tulad ng carbon black o silica.
• Plasticizer (phthalates, adipates, atbp.): Katulad sa pag-andar sa mga langis ngunit madalas na partikular na pinili upang mapabuti ang kakayahang umangkop sa mababang temperatura, mapahusay ang mga tiyak na nababanat na katangian, o bawasan ang temperatura ng paglipat ng salamin (TG).

Parehong karaniwang mga mababang-lagkit na likido na dapat mabago mula sa isang macroscopic, hiwalay na yugto sa isang mikroskopikong nakakalat, matalik na timpla na may solidong goma polymers at mga filler ng pulbos.

Ang anatomya ng isang goma kneader

Ang isang goma na kneader ay isang sarado, high-shear mixing chamber. Ang mga pangunahing sangkap na nauugnay sa pagsasama ng likido ay:

1. Paghahalo ng Kamara: Isang masungit, naka -jacket na pabahay na maaaring pinainit o palamig.
2. Rotor Blades: Dalawang counter-rotating, non-intermeshing rotors na may kumplikadong mga disenyo ng tulad ng pakpak. Ito ang puso ng makina, na bumubuo ng kinakailangang paggugupit at elongational flow.
3. Ram o lumulutang na timbang: Ang isang hydraulically operated piston na nagbubuklod ng silid mula sa itaas, na nag-aaplay ng presyon (karaniwang 3-7 bar) sa batch.
4. Drop Door: Matatagpuan sa ilalim ng silid para sa paglabas ng halo -halong tambalan.

Ang hakbang-hakbang na proseso ng pagsasama

Ang pagsasama ng mga langis at plasticizer ay hindi isang simpleng pagbuhos ng hakbang; Ito ay isang maingat na orkestra na pagkakasunud -sunod ng mga kaganapan sa mekanikal at thermal.

Phase 1: Pakikipag -ugnay sa Mastication at Polymer

Ang siklo ay nagsisimula sa pagdaragdag ng base goma (natural o synthetic). Ang mga rotors, na lumingon sa bilis ng pagkakaiba -iba, grab, luha, at ipagpalit ang mga bales ng goma. Ito Mastication Pansamantala ang mga kadena ng polymer chain, binabawasan ang timbang ng molekular at pagtaas ng temperatura ng goma sa pamamagitan ng panloob na alitan (malapot na henerasyon ng init). Ang pag -init na ito ay kritikal, dahil pinapababa nito ang lagkit ng goma, na ginagawang mas madaling tanggapin ang pagtanggap ng mga additives.

Phase 2: Ang madiskarteng pagdaragdag ng mga likido

Tiyempo ang lahat. Ang pagdaragdag ng malaking dami ng langis sa pinakadulo simula ay maaaring makapinsala. Ang pamantayang pinakamahusay na kasanayan ay:

• Hatiin ang karagdagan: Isang bahagi (madalas 1/3 hanggang 1/2) ng kabuuang likido ay idinagdag Matapos ang goma ay masticated ngunit bago ang mga pangunahing tagapuno (carbon black/silica) . Ang "base oil" na ito ay higit na nagpapalambot sa goma, na lumilikha ng isang malagkit, malagkit na masa na mas mahusay na basa at isama ang mga darating na pulbos na darating.
• Ang panganib ng "slip": Ang pagdaragdag ng langis nang maaga o labis bago ang mga tagapuno ay maaaring maging sanhi ng "slip" - isang kondisyon kung saan pinipigilan ng lubricating effect ng langis ang sapat na paggugupit na stress mula sa pagpapadala sa goma. Ang mga compound slide sa rotors sa halip na sheared, na humahantong sa hindi magandang pagpapakalat at pinalawig na mga oras ng halo.

Phase 3: Pagsasama ng Filler at ang Kritikal na Papel ng paggupit

Ang mga pulbos na tagapuno ay idinagdag na ngayon. Ang disenyo ng rotors ay lumilikha ng isang kumplikadong pattern ng daloy sa loob ng silid:

• Pagkilos ng paggugupit: Ang compound ng goma ay pinipilit sa makitid na clearance sa pagitan ng tip ng rotor at pader ng silid, na sumasailalim sa matindi paggugupit ng stress . Ito ang smears ang compound layer sa pamamagitan ng layer.
• Natitiklop at dibisyon (Kneading): Itinulak din ng mga pakpak ng rotor ang tambalan mula sa isang dulo ng silid patungo sa isa pa, na patuloy na natitiklop ito sa sarili nito - ang literal na "kneading" na pagkilos.

Sa kapaligiran na ito ng mataas na mahirap, ang dating idinagdag na langis, na ngayon ay pinainit ng tambalan, ay kumikilos bilang isang daluyan ng transportasyon . Tumutulong ito sa goma na nakapaloob sa mga indibidwal na filler agglomerates. Ang mga pwersa ng paggugupit pagkatapos ay masira ang mga agglomerates na ito, na namamahagi ng mga particle ng tagapuno at patong ang mga ito ng isang manipis na layer ng langis-rubber matrix.

Phase 4: Pangwakas na karagdagan ng langis at pagpapakalat

Ang natitirang langis o plasticizer ay madalas na idinagdag Matapos ang mga tagapuno ay nakasama . Sa yugtong ito, ang temperatura ng tambalan ay mataas (madalas na 120-160 ° C), at ang halo ay isang magkakaugnay na masa. Ang pagdaragdag ng likido ngayon ay mas kinokontrol.

• Tinitiyak ng presyon ng RAM na ang likido ay pinipilit sa batch at hindi lamang spray sa mga dingding ng silid.
• Ang patuloy na pagkilos ng pag -iwas mekanikal na bomba Ang likido sa mga mikroskopikong pores at gaps sa loob ng compound. Ang mga likido ay lumipat sa tambalan sa pamamagitan ng dalawang pangunahing mekanismo:
  1. Pagkilos ng Capillary: Iginuhit sa maliliit na puwang sa pagitan ng mga kadena ng polimer at mga kumpol ng tagapuno.
  2. Paggugupit-sapilitan pagsasabog: Ang macroscopic na paghahalo ng mga rotors ay lumilikha ng mga bagong bagong ibabaw, na naglalantad ng dry compound sa likido, na pinipilit ang intermingling sa isang antas ng mikroskopiko.

Phase 5: Pangwakas na homogenization at control control

Ang pangwakas na minuto ng pag -ikot ng halo ay para sa homogenization. Tinitiyak ng presyon ng RAM ang buong pakikipag -ugnayan sa silid, habang ang patuloy na pagtitiklop at paggugupit ay nag -aalis ng anumang lokal na gradients ng langis. Sa buong buong proseso, ang Jacketed Chamber nagpapalipat -lipat ng coolant upang pamahalaan ang exothermic heat ng paghahalo. Ang tumpak na kontrol sa temperatura ay mahalaga; Masyadong mainit, at ang goma ay maaaring mag -scorch (napaaga vulcanization); Masyadong malamig, at ang kinakailangang pagbawas ng lagkit para sa mahusay na pagpapakalat ay hindi makamit.

Bakit ang isang kneader ay nangunguna sa gawaing ito

Ang disenyo ng panloob na panghalo ay natatanging angkop para sa mapaghamong trabaho na ito:

• Mataas na intensivity: Naghahatid ito ng napakalaking paggugupit at pagpapapangit ng enerhiya sa isang maikling panahon, mahusay na masira ang mga agglomerates.
• Nakapaloob na kapaligiran: Ang selyadong silid sa ilalim ng presyon ng RAM ay pinipigilan ang pagkawala ng pabagu -bago ng mga sangkap, kinokontrol ang kontaminasyon, at nagbibigay -daan para sa paghahalo sa mataas na temperatura nang ligtas.
• Kahusayan: Maaari itong hawakan ang mga malalaking batch (mula sa litro hanggang daan -daang mga kilo) na may mas kaunting enerhiya at oras kaysa sa bukas na mga mill para sa katumbas na kalidad.

Mga praktikal na pagsasaalang -alang para sa pinakamainam na pagsasama

Ang mga operator at compounder ay dapat balansehin ang ilang mga kadahilanan:

• Pagdagdag ng Order: Tulad ng nakabalangkas, ang isang split karagdagan ay pamantayan para sa pinakamainam na balanse sa pagitan ng kalidad ng pagpapakalat at oras ng paghahalo.
• Bilis ng rotor at presyon ng ram: Ang mas mataas na bilis ay nagdaragdag ng paggupit at temperatura nang mas mabilis. Tinitiyak ng Optimal Pressure ang mahusay na pakikipag -ugnay nang walang labis na pag -load ng motor.
• Viscosity ng langis at kimika: Ang mas magaan na langis ay nagsasama ng mas mabilis ngunit maaaring maging mas pabagu -bago ng isip. Ang pagiging tugma (parameter ng solubility) ng plasticizer na may base polymer ay pangunahing.
• Laki ng Batch (Punan ang kadahilanan): Ang silid ay dapat na mai-load nang tama (karaniwang 65-75% na puno). Sa ilalim ng pagpuno ng mga resulta sa hindi sapat na paggugupit; Pinipigilan ng labis na pagpuno ang wastong natitiklop at nagreresulta sa hindi pantay na paghahalo.

Konklusyon

Ang pagsasama ng mga langis at plasticizer ng a Rubber Kneader machine ay isang pabago -bago, thermomekanikal na proseso na higit pa sa simpleng pagpapakilos. Ito ay isang tiyak na inhinyero na pagkakasunud -sunod ng Mastication, timed addition, shear-driven dispersion, and thermal management. Ang makapangyarihang mga rotors ng makina at selyadong silid ng silid sa konsiyerto upang malampasan ang napakalawak na hamon ng timpla ng mga mababang likido na likido sa isang mataas na buhay, non-Newtonian goma matrix. Sa pamamagitan ng pag-unawa sa pisika ng paggugupit, ang kahalagahan ng pagkakasunud-sunod ng pagdaragdag, at ang kritikal na papel ng temperatura, ang mga compounder ay maaaring magamit ang mga kakayahan ng kneader upang makabuo ng pare-pareho, mataas na pagganap na mga compound ng goma kung saan ang bawat pagbagsak ng langis at plasticizer ay epektibo at pantay na pantay na gamit upang matugunan ang mga hinihingi ng mga kahilingan sa pangwakas na produkto. Ang malalim na pag -unawa na ito ay nagsisiguro ng kahusayan, kalidad, at pagbabago sa malawak na mundo ng pagmamanupaktura ng goma.