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实验室密炼机（又称小型密炼机或实验用密炼机）主要用于高分子材料（如橡胶、塑料）的混炼、塑化、分散等工艺研究和小批量生产。其生产流程和工艺与工业密炼机类似，但更注重精确控制和实验数据的可重复性。以下是详细的流程及工艺说明：
实验室密炼机的基本结构
密炼室：核心部件，由两个转子（通常为剪切型或啮合型）和密闭腔体组成。
转子系统：提供剪切力和混炼作用，材质多为耐磨合金钢。
温控系统：通过电加热或循环油/水控制密炼室温度。
加压装置：上顶栓（气动或液压）对物料施加压力。
控制系统：PLC或触摸屏控制转速、温度、时间等参数。
生产流程及工艺步骤
1.前期准备
原料处理：
橡胶/塑料生胶需预先切块或塑炼（降低黏度）。
填料（如炭黑、碳酸钙）、助剂（如硫化剂、促进剂）按配方称量。
设备检查：
清洁密炼室，避免残留物污染。
检查转子、密封圈、温控系统是否正常。
2.混炼工艺（以橡胶为例）
投料顺序（关键影响分散均匀性）：
阶段1（生胶塑化）：投入生胶，密炼机启动（转速20-60rpm），温度升至设定值（如120-160℃），塑化1-2分钟。
阶段2（填料分散）：加入炭黑、填料等，加压（上顶栓压力0.3-0.6MPa），混炼3-5分钟。
阶段3（液体助剂）：加入增塑剂、油类等液体助剂，避免过早加入导致打滑。
阶段4（硫化体系）：最后加入硫化剂、促进剂（避免高温提前硫化），混炼1-2分钟后排胶。
工艺参数控制：
温度：根据材料特性设定（如天然橡胶≤160℃，硅橡胶≤120℃）。
转速：低速（20-40rpm）用于分散，高速（50-80rpm）用于快速混炼。
时间：总混炼时间通常5-10分钟，需通过实验优化。
3.排胶与后处理
排胶：达到工艺终点后，打开下顶栓或翻转密炼室排出胶料。
冷却：胶料立即通过开炼机压片冷却（防止焦烧）。
停放：室温下放置4-24小时，使应力松弛和助剂扩散均匀。
4.性能测试（可选）
门尼黏度：评估混炼胶加工性能。
硫化特性：用流变仪测定T90（正硫化时间）。
分散度检测：显微镜观察填料分散情况。
关键工艺影响因素
填充系数：密炼室装料量一般为容积的50-70%，过多会导致分散不均。
转子转速：转速越高，剪切力越大，但温升也越快（需平衡效率与焦烧风险）。
温度控制：过高会导致橡胶降解或塑料热氧化。
加压压力：上顶栓压力影响填料渗透和混炼效果。
安全注意事项
高温防护：密炼室和胶料温度可能超过150℃，避免直接接触。
机械伤害：转子运转时严禁伸手进入密炼室。
通风：处理有毒助剂（如某些硫化剂）时需在通风橱中进行。
总结
实验室密炼机的核心是通过小批量实验模拟工业化生产条件，需严格控制工艺参数（温度、时间、转速、加料顺序）以获得可重复的数据。其流程可概括为：准备→投料→混炼→排胶→后处理→测试，最终为工业化生产提供可靠的配方和工艺基础。
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