實驗室密煉機（又稱小型密煉機或實驗用密煉機）主要用于高分子材料（如橡膠、塑料）的混煉、塑化、分散等工藝研究和小批量生產。其生產流程和工藝與工業密煉機類似，但更注重精確控制和實驗數據的可重復性。以下是詳細的流程及工藝說明：
實驗室密煉機的基本結構
密煉室：核心部件，由兩個轉子（通常為剪切型或嚙合型）和密閉腔體組成。
轉子系統：提供剪切力和混煉作用，材質多為耐磨合金鋼。
溫控系統：通過電加熱或循環油/水控制密煉室溫度。
加壓裝置：上頂栓（氣動或液壓）對物料施加壓力。
控制系統：PLC或觸摸屏控制轉速、溫度、時間等參數。
生產流程及工藝步驟
1.前期準備
原料處理：
橡膠/塑料生膠需預先切塊或塑煉（降低黏度）。
填料（如炭黑、碳酸鈣）、助劑（如硫化劑、促進劑）按配方稱量。
設備檢查：
清潔密煉室，避免殘留物污染。
檢查轉子、密封圈、溫控系統是否正常。
2.混煉工藝（以橡膠為例）
投料順序（關鍵影響分散均勻性）：
階段1（生膠塑化）：投入生膠，密煉機啟動（轉速20-60rpm），溫度升至設定值（如120-160℃），塑化1-2分鐘。
階段2（填料分散）：加入炭黑、填料等，加壓（上頂栓壓力0.3-0.6MPa），混煉3-5分鐘。
階段3（液體助劑）：加入增塑劑、油類等液體助劑，避免過早加入導致打滑。
階段4（硫化體系）：最后加入硫化劑、促進劑（避免高溫提前硫化），混煉1-2分鐘后排膠。
工藝參數控制：
溫度：根據材料特性設定（如天然橡膠≤160℃，硅橡膠≤120℃）。
轉速：低速（20-40rpm）用于分散，高速（50-80rpm）用于快速混煉。
時間：總混煉時間通常5-10分鐘，需通過實驗優化。
3.排膠與后處理
排膠：達到工藝終點后，打開下頂栓或翻轉密煉室排出膠料。
冷卻：膠料立即通過開煉機壓片冷卻（防止焦燒）。
停放：室溫下放置4-24小時，使應力松弛和助劑擴散均勻。
4.性能測試（可選）
門尼黏度：評估混煉膠加工性能。
硫化特性：用流變儀測定T90（正硫化時間）。
分散度檢測：顯微鏡觀察填料分散情況。
關鍵工藝影響因素
填充系數：密煉室裝料量一般為容積的50-70%，過多會導致分散不均。
轉子轉速：轉速越高，剪切力越大，但溫升也越快（需平衡效率與焦燒風險）。
溫度控制：過高會導致橡膠降解或塑料熱氧化。
加壓壓力：上頂栓壓力影響填料滲透和混煉效果。
安全注意事項
高溫防護：密煉室和膠料溫度可能超過150℃，避免直接接觸。
機械傷害：轉子運轉時嚴禁伸手進入密煉室。
通風：處理有毒助劑（如某些硫化劑）時需在通風櫥中進行。
總結
實驗室密煉機的核心是通過小批量實驗模擬工業化生產條件，需嚴格控制工藝參數（溫度、時間、轉速、加料順序）以獲得可重復的數據。其流程可概括為：準備→投料→混煉→排膠→后處理→測試，最終為工業化生產提供可靠的配方和工藝基礎。
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