同向多螺桿擠出機和雙輥精煉機中脫硫膠粉精煉過程的模擬分析及實驗研究.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，成本相對低廉，因此，得到普遍應(yīng)用，在我國消耗量龐大。廢舊輪胎膠粉(GTR)連續(xù)脫硫后生產(chǎn)再生膠時，需要進行精煉處理，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（開放式煉膠機），這種精煉方式在我國已有幾十年的歷史，由于精煉機在生產(chǎn)過程中存在著污染嚴(yán)重、安全隱患高、人力勞動強度大等諸多缺點，當(dāng)其面對現(xiàn)代化生產(chǎn)時，已經(jīng)顯得難以適應(yīng)。
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2、對上述情況，提出了使用同向多螺桿擠出機對RD進行精煉擠出RR的新思路。相對傳統(tǒng)精煉設(shè)備，同向多螺桿擠出機同樣能夠?qū)D進行強剪切，對脫硫過程中部分脫硫后的脫硫膠粉顆粒進行細(xì)化分散處理，并增加其流動性，同時，同向多螺桿擠出機具有連續(xù)化高效擠出能力、綠色節(jié)能等優(yōu)勢。本文以新舊三種精煉設(shè)備為研究對象，對其剪切流場分布及工藝參數(shù)的影響規(guī)律進行了對比研究，為同向多螺桿擠出機的工藝參數(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)，模擬計算了RD的剪切流場。通過對比分析剪切速率、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)變等流場特性指標(biāo)，研究了三種精煉設(shè)備剪切流場的分布特性，并探索了螺桿轉(zhuǎn)速以及產(chǎn)量對同向雙螺桿擠出機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)實驗對模擬結(jié)果進行檢驗。
　　流場模擬結(jié)果表明:實驗用同向多螺桿擠出機流場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、向多螺桿擠出機的剪切能力達(dá)到甚至超過了精煉機，但同向多螺桿流場質(zhì)點的累積應(yīng)變分布范圍較寬，擠出產(chǎn)品的均一性不如精煉機。對同向多螺桿擠出機而言，降低產(chǎn)量或提高螺桿轉(zhuǎn)速均可促進流場的剪切作用增強。
　　生產(chǎn)實驗結(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;同向多螺桿擠出機的降門尼效果與精煉機相當(dāng)。
　　結(jié)合模擬分析和生產(chǎn)實驗結(jié)果，綜合考慮同向雙螺桿擠出機在精煉過程中的各種優(yōu)勢，表明同向多螺桿擠