同向多螺桿擠出機(jī)和雙輥精煉機(jī)中脫硫膠粉精煉過程的模擬分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、再生膠(RR)可以取代部分生膠生產(chǎn)各類橡膠制品，其加工性能優(yōu)良，成本相對(duì)低廉，因此，得到普遍應(yīng)用，在我國(guó)消耗量龐大。廢舊輪胎膠粉(GTR)連續(xù)脫硫后生產(chǎn)再生膠時(shí)，需要進(jìn)行精煉處理，以提高脫硫膠粉(RD)的加工性能，降低產(chǎn)品的門尼粘度。傳統(tǒng)的精煉設(shè)備是精煉機(jī)（開放式煉膠機(jī)），這種精煉方式在我國(guó)已有幾十年的歷史，由于精煉機(jī)在生產(chǎn)過程中存在著污染嚴(yán)重、安全隱患高、人力勞動(dòng)強(qiáng)度大等諸多缺點(diǎn)，當(dāng)其面對(duì)現(xiàn)代化生產(chǎn)時(shí)，已經(jīng)顯得難以適應(yīng)。
　　針

2、對(duì)上述情況，提出了使用同向多螺桿擠出機(jī)對(duì)RD進(jìn)行精煉擠出RR的新思路。相對(duì)傳統(tǒng)精煉設(shè)備，同向多螺桿擠出機(jī)同樣能夠?qū)D進(jìn)行強(qiáng)剪切，對(duì)脫硫過程中部分脫硫后的脫硫膠粉顆粒進(jìn)行細(xì)化分散處理，并增加其流動(dòng)性，同時(shí)，同向多螺桿擠出機(jī)具有連續(xù)化高效擠出能力、綠色節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。本文以新舊三種精煉設(shè)備為研究對(duì)象，對(duì)其剪切流場(chǎng)分布及工藝參數(shù)的影響規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比研究，為同向多螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)設(shè)置和降門尼效果提供了理論借鑒。
　　本文考察了RD的流變

3、特性，并根據(jù)三種精煉設(shè)備的物理模型及滿足正常生產(chǎn)的工藝參數(shù)，模擬計(jì)算了RD的剪切流場(chǎng)。通過對(duì)比分析剪切速率、加權(quán)平均剪切速率、剪切應(yīng)力、加權(quán)平均剪切應(yīng)力、以及累積應(yīng)變等流場(chǎng)特性指標(biāo)，研究了三種精煉設(shè)備剪切流場(chǎng)的分布特性，并探索了螺桿轉(zhuǎn)速以及產(chǎn)量對(duì)同向雙螺桿擠出機(jī)降門尼效果的影響情況。然后結(jié)合三種精煉設(shè)備的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。
　　流場(chǎng)模擬結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)用同向多螺桿擠出機(jī)流場(chǎng)的剪切速率及剪切應(yīng)力分布更均勻，加權(quán)平均值更大，同

4、向多螺桿擠出機(jī)的剪切能力達(dá)到甚至超過了精煉機(jī)，但同向多螺桿流場(chǎng)質(zhì)點(diǎn)的累積應(yīng)變分布范圍較寬，擠出產(chǎn)品的均一性不如精煉機(jī)。對(duì)同向多螺桿擠出機(jī)而言，降低產(chǎn)量或提高螺桿轉(zhuǎn)速均可促進(jìn)流場(chǎng)的剪切作用增強(qiáng)。
　　生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:RD和RR在力學(xué)性能方面沒有差別，后者的門尼粘度更低，加工性能得到改善;同向多螺桿擠出機(jī)的降門尼效果與精煉機(jī)相當(dāng)。
　　結(jié)合模擬分析和生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮同向雙螺桿擠出機(jī)在精煉過程中的各種優(yōu)勢(shì)，表明同向多螺桿擠