捏煉機速比與再生膠品質的關系

李長祿

焦作市弘瑞橡膠有限責任公司，河南 焦作 454000

當今世界，發展低碳經濟已經成為一個重要趨勢，是引起人們普遍關注的焦點。目前，人們普遍認識到，發展低碳經濟、綠色經濟、循環經濟是經濟與環境和諧發展的一種經濟形式，將引導新的消費需求，引發新的技術革命和管理創新，開辟世界經濟新的增長點。隨著經濟的飛速發展，橡膠工業日新月異。廢舊橡膠、廢舊輪胎資源綜合利用，生產再生橡膠是解決可持續發展中合理利用資源和防治污染這兩個核心問題的根本途徑，在我國經濟社會發展中同樣具有十分重要的戰略地位。

1 再生膠的生產

利用廢橡膠生產再生橡膠是成熟的技術，再生橡膠制造發展經歷近90年歷史，生產方法很多。但各種方法只是脫硫工藝過程不同。其過程是：廢舊橡膠經過分揀、切割、清洗、清除金屬和雜質變為凈膠。在常溫下通過粉碎機對凈膠進行研磨粉碎，制成26目橡膠粉。然后在增塑劑（軟化劑和活化劑）、氧、熱和機械剪切的綜合作用下使廢舊橡膠的部分分子鏈和交聯點斷裂，塑化。最后經過捏煉機、精煉機多次壓煉、成片，制成再生膠，還原其橡膠性能。

2 捏煉機、精煉機的速比

捏煉機、精煉機又稱開放式煉膠機，它是通過兩個水平設置并以不同的線速度相對回轉的輥筒，它的作用是將塑化好的膠粉經過剪切、擠壓的作用而使其二次塑化、混合制成符合國家標準的再生膠。捏煉是將塑化后已膨潤的橡膠顆粒進行勻化，并完成顆粒由1mm蛻變為0.3mm過程的加工過程，它的原理是工作時，兩個輥筒以不同的線速度相向回轉。投放于輥筒上方的塑化膠粉由于輥筒表面的摩擦和黏附作用被帶入兩輥筒之間的間隙之內，逐漸形成楔形斷面的料條，在兩輥筒之間的間隙之內膠粉受到強烈的擠壓、剪切。因極大的機械撕裂作用，同時伴隨著高分子材料分子鏈的氧化裂解，膠粉得以塑化。剪切使膠粉顆粒產生變形，增加了各組分之間的界面，從而使其分布混合。足夠大的剪切應力也使膠粉顆粒分散開來。經過兩輥筒之間的間隙而后排出的膠料，由于兩個輥筒的線速度和表面溫度的差異而包覆于后輥筒上，采用刮刀的方式將膠料刮下并重新返回兩輥筒間隙之中，周而復始，一定的遍數以后，經數遍的機械作用并因巨大的剪切形變所釋放出的熱量，膠料便逐漸趨于塑化，最終達到預期的捏煉效果，成片入庫。

捏煉機生產再生膠傳統的組合是，三機一線；既兩臺XK-450開煉機、一臺XKJ-480精煉機，其前輥線速度、后輥線速度和速比為：表1。我廠現在使用的新型捏煉機生產再生膠的組合是，三機一線；既兩臺XKN-510開放式捏煉機、一臺XKJ-480B精煉機，其前輥線速度、后輥線速度和速比為：表1。輥筒實測溫度為：

表1 捏煉機的前輥線速度、后輥線速度和速比

從表1中可以看出，新型的捏煉機、精煉機與傳統的捏煉機、精煉機的線速度和速比都有提高，使用性能如何，作以下試驗。

3 實際應用

通過幾年的多次試驗，最終采用了表1的技術數據作為捏煉機的基礎數據，在生產再生膠時，再生膠的主要性能指標作以下對比。采集每一捏煉機捏煉后的半成品和精煉機精煉成品后的再生膠，按國家標準GB/T13460--2008《再生橡膠》的各項規定，對主要指標拉伸強度和扯斷伸長率進行測試，如表2、表3

表2 傳統捏煉機生產再生膠成品半成品實測數據

表3 新型捏煉機生產再生膠成品半成品實測數據

通過測試數據可以看出有以下相同和不相同的變化：

1）通過捏煉機和精煉機的捏煉，再生膠的主要性能指標拉伸強度和扯斷伸長率都有所提高，達到再生膠國家標準的要求；

2）新型捏煉機和傳統捏煉機的輥筒溫度都保持在60℃，使生產出的再生膠溫度不超過100℃；

3）從第一臺捏煉機到第三臺精煉機的捏煉，再生膠的主要性能指標拉伸強度和扯斷伸長率都不同程度的有所提高；

4）新型捏煉機捏煉后的再生膠主要性能指標拉伸強度和扯斷伸長率，比傳統的捏煉機捏煉后的再生膠主要性能指標拉伸強度和扯斷伸長率要好；

5）由于新型捏煉機的后輥線速度比傳統的捏煉機快，因此新型捏煉機生產再生膠的效率高。生產同類再生膠產量提高45%；

6）通過捏煉機和精煉機的捏煉，再生膠的其他性能指標都能達到國家標準GB/T13460-2008《再生橡膠》的各項規定。

4 結論和探討

生產再生膠，通過對捏煉工序的設備捏煉機速比和輥筒線速度的改造，再生膠的品質：物理、化學性能指標不變，在其他條件相同的情況下，提高再生膠產量，使其達到最高效率，是各個再生膠生產廠家追求的目標。經過多年的試驗和實踐經驗得出以下結論，并作以下探討：

1）生產再生膠捏煉工序，捏煉機、精煉機適當提高速比和線速度，從而提高生產再生膠的效率，是可行的；

2）提高捏煉機的線速度是有限度的，第一臺捏煉機速比不能超過1∶1.16，后輥線速度不能超過50m/min，因為，塑化膠粉比較硬，速比和線速度高，捏煉機負荷大，容易燒壞電動機。線速度適中可以使再生膠成片快，效率高；

3）第三臺精煉機的速比不能超過1∶1.2，后輥線速度不能超過63m/min。首先，速比大、線速度高，輥筒生熱，使生產出的再生膠溫度過高，超過100℃影響再生膠的質量；

4）捏煉機速比大、線速度高，生產再生膠溫度高，應當采取措施降低捏煉機輥筒的溫度，生產出的再生膠產品溫度控制在100℃以下，保證再生膠的品質。

總之，在再生膠生產行業，有些人認為捏煉機的速度越快再生膠產量越大，其實不然，捏煉機的技術參數與生產廠家和使用廠家有著密切的關聯，只有將捏煉機技術參數達到生產產品需要的最佳數值，才有最佳的經濟效益。

[1]李柏林，蔡洪光，張新惠.活化膠粉在橡膠中的應用[J].特種橡膠制品，1998(1).

[2]陽千平.我國應開發多種專用再生膠品種[J].中國橡膠，1997(7).