ประเด็นหลายประการในการแปรรูปวัสดุยางผสม

สาเหตุหลักในการเกิด “กำมะถันในตัว” ระหว่างการวางวัสดุยางผสมคือ:

(1) ใช้สารวัลคาไนซ์และตัวเร่งมากเกินไป

(2) ความสามารถในการรับน้ำหนักยางขนาดใหญ่ อุณหภูมิสูงของเครื่องกลั่นยาง การระบายความร้อนของฟิล์มไม่เพียงพอ

(3) หรือเติมกำมะถันเร็วเกินไป การกระจายตัวของวัสดุยาไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดความเข้มข้นของตัวเร่งและกำมะถันในท้องถิ่น

(4) การจอดรถที่ไม่เหมาะสม เช่น อุณหภูมิที่มากเกินไปและการไหลเวียนของอากาศไม่ดีในบริเวณที่จอดรถ

จะลดอัตราส่วน Mooney ของการผสมยางได้อย่างไร?

Mooney ของยางผสมคือ M (1+4) หมายถึง แรงบิดที่ต้องอุ่นที่ 100 องศา เป็นเวลา 1 นาที และหมุนโรเตอร์เป็นเวลา 4 นาที ซึ่งเป็นขนาดของแรงที่ขัดขวางการหมุนของโรเตอร์ แรงใดๆ ที่สามารถลดการหมุนของโรเตอร์สามารถลด Mooney ได้ วัตถุดิบตามสูตร ได้แก่ ยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์ การเลือกยางธรรมชาติที่มีค่า Mooney ต่ำหรือเติมสารเคมีพลาสติไซเซอร์ลงในสูตรยางธรรมชาติ (พลาสติไซเซอร์ทางกายภาพไม่ได้ผล) เป็นทางเลือกที่ดี โดยทั่วไปยางสังเคราะห์ไม่ได้เติมพลาสติไซเซอร์ แต่มักจะเติมสารช่วยกระจายตัวหรือสารปลดปล่อยภายในที่มีไขมันต่ำได้ หากข้อกำหนดด้านความแข็งไม่เข้มงวด ปริมาณกรดสเตียริกหรือน้ำมันก็อาจเพิ่มขึ้นได้เช่นกัน หากอยู่ในกระบวนการ ความดันของสลักเกลียวตัวบนจะเพิ่มขึ้นหรืออุณหภูมิการระบายสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างเหมาะสม หากเงื่อนไขเอื้ออำนวย อุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นก็สามารถลดลงได้ และลด Mooney ของส่วนผสมยางลงได้

ปัจจัยที่ส่งผลต่อการผสมของมิกเซอร์ภายใน

เมื่อเปรียบเทียบกับการผสมในโรงสีแบบเปิด การผสมเครื่องผสมภายในมีข้อดีคือใช้เวลาผสมสั้น ประสิทธิภาพสูง เครื่องจักรและระบบอัตโนมัติในระดับสูง คุณภาพวัสดุยางที่ดี ความเข้มของแรงงานต่ำ การทำงานที่ปลอดภัย การสูญเสียยาจากการบินเล็กน้อย และสภาวะสุขอนามัยสิ่งแวดล้อมที่ดี อย่างไรก็ตาม การกระจายความร้อนในห้องผสมของเครื่องผสมภายในทำได้ยาก และอุณหภูมิในการผสมก็สูงและควบคุมได้ยาก ซึ่งจำกัดวัสดุยางที่ไวต่ออุณหภูมิ และไม่เหมาะสำหรับการผสมวัสดุยางสีอ่อนและวัสดุยางที่มีความหลากหลายบ่อยครั้ง การเปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ เครื่องผสมภายในจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ขนถ่ายที่สอดคล้องกันสำหรับการผสม

(1) ความสามารถในการโหลดกาว

กาวในปริมาณที่เหมาะสมควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุยางอยู่ภายใต้แรงเสียดทานและแรงเฉือนสูงสุดในห้องผสม เพื่อให้สารผสมกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ ปริมาณกาวที่ติดตั้งขึ้นอยู่กับลักษณะของอุปกรณ์และลักษณะของวัสดุกาว โดยทั่วไป การคำนวณจะขึ้นอยู่กับปริมาตรรวมของห้องผสมและค่าสัมประสิทธิ์การบรรจุ โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การบรรจุอยู่ระหว่าง 0.55 ถึง 0.75 หากใช้อุปกรณ์เป็นเวลานานเนื่องจากการสึกหรอในห้องผสม สามารถตั้งค่าสัมประสิทธิ์การเติมให้สูงขึ้น และเพิ่มปริมาณกาวได้ หากแรงดันโบลต์ด้านบนสูงหรือความเป็นพลาสติกของวัสดุกาวสูง ก็สามารถเพิ่มปริมาณกาวได้เช่นกัน

(2) แรงดันโบลต์ด้านบน

ด้วยการเพิ่มแรงกดของสลักเกลียวด้านบนไม่เพียงแต่จะเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของยางเท่านั้น แต่ยังเพิ่มการสัมผัสและแรงอัดระหว่างวัสดุยางและอุปกรณ์ตลอดจนระหว่างชิ้นส่วนต่างๆ ภายในวัสดุยางได้เร็วขึ้นและ มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเร่งกระบวนการผสมของสารผสมลงในยาง จึงทำให้เวลาผสมสั้นลงและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ในเวลาเดียวกัน ยังสามารถลดการเลื่อนของวัสดุบนพื้นผิวสัมผัสของอุปกรณ์ เพิ่มแรงเฉือนบนวัสดุยาง ปรับปรุงการกระจายตัวของสารผสม และปรับปรุงคุณภาพของวัสดุยาง ดังนั้นในปัจจุบัน มาตรการต่างๆ เช่น การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อลมโบลต์ด้านบนหรือการเพิ่มความดันอากาศ จึงมักถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและคุณภาพของยางผสมในเครื่องผสมภายใน

(3) ความเร็วของโรเตอร์และรูปร่างของโครงสร้างโรเตอร์

ในระหว่างกระบวนการผสม ความเร็วเฉือนของวัสดุยางจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วของโรเตอร์ การปรับปรุงความเร็วเฉือนของวัสดุยางสามารถลดระยะเวลาในการผสมและเป็นมาตรการหลักในการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องผสมภายใน ปัจจุบันความเร็วของมิกเซอร์ภายในเพิ่มขึ้นจากเดิม 20r/min เป็น 40r/min, 60r/min และสูงสุด 80r/min ส่งผลให้รอบการผสมลดลงจาก 12-15 min เหลือสั้นที่สุดที่ l-1.5 นาที ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เพื่อตอบสนองความต้องการของเทคโนโลยีการผสม จึงมีการใช้เครื่องผสมภายในแบบหลายความเร็วหรือแบบปรับความเร็วได้สำหรับการผสม ความเร็วสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาตามลักษณะของวัสดุยางและข้อกำหนดของกระบวนการเพื่อให้ได้ผลการผสมที่ดีที่สุด รูปร่างโครงสร้างของโรเตอร์เครื่องผสมภายในมีผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการผสม ส่วนที่ยื่นออกมาของโรเตอร์รูปไข่ของเครื่องผสมภายในเพิ่มขึ้นจาก 2 เป็น 4 ซึ่งสามารถมีบทบาทที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการผสมแบบเฉือน สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้ 25-30% และลดการใช้พลังงาน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นอกเหนือจากรูปทรงวงรีแล้ว เครื่องผสมภายในที่มีรูปทรงโรเตอร์ เช่น สามเหลี่ยมและกระบอกสูบ ยังถูกนำมาใช้ในการผลิตอีกด้วย

(4) อุณหภูมิการผสม

ในระหว่างกระบวนการผสมของเครื่องผสมภายในจะเกิดความร้อนจำนวนมากทำให้กระจายความร้อนได้ยาก ดังนั้นวัสดุยางจึงร้อนเร็วและมีอุณหภูมิสูง โดยทั่วไปอุณหภูมิการผสมจะอยู่ระหว่าง 100 ถึง 130 ℃ และใช้การผสมที่อุณหภูมิสูงที่ 170 ถึง 190 ℃ เช่นกัน กระบวนการนี้ถูกนำมาใช้ในการผสมยางสังเคราะห์ โดยทั่วไปอุณหภูมิที่ปล่อยออกมาในระหว่างการผสมช้าจะถูกควบคุมที่ 125 ถึง 135 ℃ และในระหว่างการผสมอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิที่ปล่อยออกมาจะสูงถึง 160 ℃ หรือสูงกว่า การผสมและอุณหภูมิสูงเกินไปจะลดแรงเฉือนเชิงกลของสารประกอบยาง ทำให้การผสมไม่สม่ำเสมอ และจะทำให้โมเลกุลของยางแตกตัวจากปฏิกิริยาออกซิเดชันทางความร้อนรุนแรงขึ้น ส่งผลให้คุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของสารประกอบยางลดลง ขณะเดียวกันยังทำให้เกิดการจับตัวทางเคมีระหว่างยางกับคาร์บอนแบล็กมากเกินไปจนทำให้เกิดเจลมากเกินไป ส่งผลให้ระดับพลาสติกของสารประกอบยางลดลง ทำให้พื้นผิวยางหยาบ ทำให้เกิดปัญหาในการรีดและการอัดขึ้นรูป

(5) ลำดับการให้ยา

ควรเติมสารประกอบพลาสติกและสารประกอบแม่ก่อนจึงจะรวมกันเป็นทั้งหมด จากนั้นควรเติมสารประกอบอื่นๆ ตามลำดับ เติมน้ำยาปรับผ้านุ่มแข็งและยาขนาดเล็กก่อนเติมสารตัวเติม เช่น คาร์บอนแบล็ค เพื่อให้มั่นใจว่ามีเวลาผสมเพียงพอ ต้องเติมน้ำยาปรับผ้านุ่มเหลวหลังจากเติมคาร์บอนแบล็กเพื่อหลีกเลี่ยงการจับตัวเป็นก้อนและยากต่อการกระจายตัว เครื่องเร่งปฏิกิริยาขั้นสูงและกำมะถันจะถูกเพิ่มหลังจากการทำความเย็นในเครื่องเพลทด้านล่างหรือในเครื่องผสมภายในระหว่างการผสมขั้นที่สอง แต่ควรควบคุมอุณหภูมิการปล่อยให้ต่ำกว่า 100 ℃

(6) เวลาในการผสม

เวลาในการผสมขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ลักษณะการทำงานของเครื่องผสม ปริมาณยางที่รับน้ำหนัก และสูตรของวัสดุยาง การเพิ่มเวลาผสมสามารถปรับปรุงการกระจายตัวของสารผสมได้ แต่เวลาผสมนานเกินไปอาจนำไปสู่การผสมมากเกินไป และยังส่งผลต่อลักษณะการวัลคาไนเซชันของวัสดุยางอีกด้วย ปัจจุบันเวลาในการผสมของเครื่องผสมภายใน XM-250/20 คือ 10-12 นาที