密煉機是橡膠工業(yè)極為重要的混煉設(shè)備。轉(zhuǎn)子是其中的核心部件，它的構(gòu)型直接影響著密煉機的特性，影響密煉機混煉的質(zhì)量。 可以說密煉機的發(fā)展史亦是一部密煉機轉(zhuǎn)子的發(fā)展史。它從世界流行應(yīng)用最早最廣、至今仍在世界橡膠工業(yè)上占有重要地位的美國Farrel公司F系列本伯里密煉機開始。
Banbury密煉機在近100年的發(fā)展中，其轉(zhuǎn)子經(jīng)過了剪切型、嚙合型、嚙合間隙可變、等速轉(zhuǎn)子及擠壓流轉(zhuǎn)子等一系列的改進和完善，基本滿足了輪胎工業(yè)尤其是子午線輪胎對混煉膠高產(chǎn)量、高質(zhì)量的要求,滿足了混煉批量小、批次重復(fù)多的橡膠制品的質(zhì)量要求和加工速度要求。
簡述密煉機轉(zhuǎn)子的發(fā)展
按轉(zhuǎn)子橫截面的形狀分為：橢圓形轉(zhuǎn)子密煉機、圓筒形轉(zhuǎn)子密煉機 、三角形轉(zhuǎn)子密煉機；按轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大小及變化分為：低速、中速、高速及單速、雙速、變速密煉機；按轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)速：異步和同步轉(zhuǎn)子密煉機；按轉(zhuǎn)子間的相對間隙分為：定間隙和可調(diào)間隙密煉機
密煉機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是影響其混煉特性的主要因素。論文在設(shè)計并建造基于微分原理的疊片式密煉機轉(zhuǎn)子的基礎(chǔ)上,就轉(zhuǎn)子螺棱的螺旋角度和長短棱比例、轉(zhuǎn)速、混煉時間對混煉流場特性和混煉效果的影響等方面開展研究。論文作者采用POLYFLOW軟件對混煉流場中剪切速率、混合指數(shù)、解聚功和混合效率等評價混合效果的參數(shù)進行數(shù)值模擬，并借助于環(huán)氧樹脂／碳納米管復(fù)合材料的制備實驗進行驗證。
通過實驗、模擬和分析，主要得出了以下幾點結(jié)論：
1.轉(zhuǎn)子螺棱的螺旋角大小是影響密煉機混煉流場特性和混煉效果的主要因素,當(dāng)螺棱的螺棱角為21.7°時，轉(zhuǎn)子具有較好的分散混合效果；而螺旋角為7.6°時，轉(zhuǎn)子有更好的分布混合效果。
2.轉(zhuǎn)子長短棱之比是影響密煉機混煉流場特性和混煉效果的另一個主要因素，當(dāng)轉(zhuǎn)子螺棱的長短棱之比為2：1時，轉(zhuǎn)子具有較好的分散混合效果；而螺棱比為1：2或2：1時，轉(zhuǎn)子有相同的分布混合效果。綜合考慮實驗和模擬結(jié)果，當(dāng)轉(zhuǎn)子螺棱的長短棱之比為2：1時，環(huán)氧樹脂和碳納米管的混合效果最好。
3.轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和混煉時間一定的條件下，轉(zhuǎn)速的增加對物料的分布和分散混合,都有很大的促進作用。實驗和數(shù)值模擬結(jié)果表明，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為600rpm時，環(huán)氧樹脂／碳納米管的混合效果最優(yōu)異。
