导　　师： 陈可娟

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 目前,密炼机是橡胶行业应用最为广泛的间歇式混炼设备。随着橡胶工业和其他高分子材料行业的蓬勃发展,对于密炼机的性能要求越来越高。同步转子密炼机正是顺应这一需求而研制的,它是目前密炼机中最先进的机型之一,它具有混炼胶的温度分布均匀的突出优点,适宜用来加工均匀性要求高的胶料。橡胶在密炼机中的混炼过程十分复杂,所涉及的问题属于流变学和热力学等方面的问题。同时由于聚合物熔体的变粘度特性,使得数学模型的建立和分析计算也变得非常困难,因此,对于同步转子密炼机混炼过程的机理研究尚有许多需要探讨的问题。本文利用现代的计算机手段,开展对新型同步转子混炼过程三维流场的模拟研究,对于揭示同步转子密炼机的混炼机理,探索工艺制定以及结构的改进具有重要的促进作用。研究对于混炼过程的工艺优化、优质高效的生产过程也是一次有益的探索。 本文首先以流变学理论为基础,运用POLYFLOW有限元分析软件,采用网格叠加技术(MST)对同步转子(ST型)在不同转子初始相位和工艺条件下,对橡胶混炼流场进行三维流场数值模拟,得到各工艺参数条件下混炼模型的压力场、速度场、粘度场和分散指数,其中分散指数是首次引入密炼机混炼流场分析。为了验证模型的可行性,本文还进行了相应的橡胶混炼实验。利用本实验室自主研发的SXM-1L实验型密炼机为主要的实验机台进行混炼实验,通过改变配方、调节两个转子相对位置的初始相位和机台的转速,制得不同工况下的混炼胶,同时采集混炼过程的温度,压力,功率等数据,并借助门尼粘度测试、炭黑分散度测试和物理性能测试得到混炼胶的微观形态结构及物理性能。本文最后结合转子突棱展开图对模拟结果和实验结果作进一步分析,再次验证混炼模型在一定程度上的可行性。

关 键 词： 密炼机 转子 相位 混炼 三维流场

领　　域： [化学工程—橡胶工业]