橡胶加工工艺设备发展趋势

【橡胶技术网 - 橡胶报告】

　　经过160余年的发展，橡胶工业如今已成为世界各国一门重要的传统产业，其加工技术和工艺装备日臻成熟与完善。目前在橡胶制品生产中，以炼胶和硫化两大系统为重点，根据各类橡胶制品的结构和特点，形成了一次加工（压延、压出）、二次加工（成型）和三次加工（后处理）等多种工艺加工形式，橡胶厂常用的主要大型橡胶加工工艺设备机组及自动生产线多达十余条。 按照橡胶加工工艺的不同，橡胶机械设备的种类繁多。从大到百吨以上机组，小到不足百公斤重的微型机械，构成生产跨度很大的橡胶机械设备体系。

　　目前，世界橡胶机械设备的生产厂家极为杂乱。密炼机、压延机等重型设备的生产主要集中在大型橡机厂或跨行业的通用机械厂，而大部分其他设备则分散在众多的中小企业，遍地开花。由于这些设备有相当一部分是橡胶厂和塑料厂通用的，因而橡胶专用设备的产量迄今难以确切统计。现在，全世界橡胶机械设备的年销售额估计大约在20~25亿美元之间，生产量随橡胶工业的景气与否而起伏波动。

　　当前，新的橡机产品可以说完全是针对橡胶加工的要求而专门研究开发的。

　　总的趋向是：

　　一、橡胶工艺设备向机电一体化的方面发展、微电子应用日趋普遍，以致取代了橡胶生产完全靠劳动者的技术经验这一传统模式，进而达到改善安全、卫生条件的目的；

　　二、整体加工设备向机组化、装置化的方向发展，联动化、系统化的程度不断提高，使之在生产线上充分发挥单机的潜在效能，省人省力，提高生产效率；

　　三、橡胶生产线向高功能、多用途和机动灵活的方向发展，开发适应小批量、多品种的柔性工艺和小型装置，以模具为中心设计橡胶机械设备。

　　在橡胶工业的生产工艺设备中，炼胶和其后进行的一次加工以及三次加工的部分设备主要是通用型的，二次加工和硫化工艺的设备基本上为专用型。除了上述定型橡胶设备之外，还有不少是为适应橡胶产品特殊生产要求而设计使用的非定型设备，为数甚多，用途各异，难以尽述。这里，主要以通用、定型设备为主，从工艺加工的角度，简单窥视一下主导工艺设备的发展现状和未来趋势。

　　炼胶工艺设名

　　橡胶厂的炼胶工艺主要采用开放式和密闭式两大类型的炼胶设备。开炼机是橡胶工业最早使用的设备，也是最普遍采用的通用设备。从1820年用于橡胶加工，结构原理沿续至今，广泛用于橡胶的塑炼、混炼、出片以及热炼等工序。作为橡胶工业的标志性设备，历史上曾辉煌多年。然而，由于它生产效率低、劳动强度大以及粉尘污染等问题难以解决，其使用范围日益缩小，在塑炼方面已基本处于被淘汰状态。目前，密炼机正成为现代橡胶厂炼胶工艺的主导设备，其生产容量从30到600L不等。旋转速度从20转到60转，甚至可以随意变速，机型已达十余种之多。开炼机与密炼机的性能比。

　　现今，耗胶量大的轮胎厂和带管厂等已全部采用固定排料的全封闭型密炼机，容量多为160~270L,大型轮胎厂为270~370L,有的达到620L,并且上带自动配合称量及输送系统，下附螺杆压片以及连续冷却切断装置，全线形成一个完整的炼胶机组。该机组已实现B动化和联动化，1~2人用电脑即可控制整个系统的操作。

　　这类大型密炼机正朝着由单速、双速向无级调速，由异步转子向同步转子，由常规功率向大功率和由固定间隙向可调间隙的方向发展。从而在温度控制、时间控制、能量控制和塑性流动控制方面保证了混合胶料达到性能均匀一致的要求。对于有特殊要求的橡胶混炼，除了现行使用的剪切型、啮合型转子之外，还新出现了圆筒型可调转子，密闭混合室，真空充氮混炼。这样一来，密炼机的混炼功能更加趋向多元化，使之可以全面取代开炼机。最近的动向是，大力研制发展智能型密炼机，并且出现间断炼胶全自动化的高新技术。

　　对于胶种多、耗胶量小的工业橡胶制品厂来说，大多数正从传统使用开炼机混炼，转向采用翻转式密炼机。这种设备又称加压型转向排料密炼机，一次生产容量小到5L,大到110L不等。由于操作简单，换料清洗方便，现已大量取代开炼机成为混炼的主流，发展十分迅猛。而原来以混炼为主的开炼机，现已大多作为翻转式密炼机的补充混炼，退居次要地位。翻转式密炼机大多皆可橡胶塑料混炼两用，很适宜工业橡胶制品厂既生产橡胶产品，又能加工塑料制品的现状，节约投资，机动灵活。为了达到同开炼机一样的效果，最近还出现了冷却性能更好的翻转式密炼机，可以在80~100oC以下的温度下低温混炼。这样，就可使母炼与混炼在机内一次完成，缩短了橡胶混炼时间。

　　目前，在特种橡胶制品生产厂中，开炼机仍不失为主要的炼胶设备，操作灵活方便，可以一机多用。在炼胶过程中还能充分观察到混合的具体情况。为了提高开炼机炼胶的质量，近年来又作了一系列改进与完善。例如，在前后辊筒表面设置测温软件，使之能连续测量和调整辊温；在后辊设置压力传感器，可测定两辊间胶料所受的压力，机上还可附加自动倒胶和加料装置等等。从而使开炼机更容易操作、进一步改善混炼质量，实现炼胶过程的现代化。连续炼胶是橡胶工业多年来的梦想。然而，由于受橡胶粘弹性和多种粉料共混的复杂条件的约束，长期以来虽经采用造粒、防粉等多种手段改进，仍然始终不能如愿。

　　多年来，随着热塑性弹性体的出现，及其在工业橡胶制品中使用范围的急剧扩大，连续混炼的开发研制又重新活跃起来。目前，单螺杆和双螺杆炼胶机已成功地用于填料少的热塑性弹性体的炼胶工艺上，同时在橡胶混炼方面也取得了可喜的进展。连续炼胶将有可能最终成为用世纪橡胶工业新的炼胶方式。