技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橡塑機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種四棱鋸齒型動態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)：

在橡膠混煉過程中，膠料(橡膠和炭黑等)在密煉室中的運(yùn)動主要有兩種形式：其中一種是膠料周向的運(yùn)動，對于剪切型轉(zhuǎn)子而言，膠料在密煉室中會形成兩個周向運(yùn)動；另外一種運(yùn)動形式則是軸向運(yùn)動，軸向的運(yùn)動能夠起到自動翻膠和混合的作用，使得膠料在密煉室中分散混合趨向最優(yōu)。流動過程中通過轉(zhuǎn)子的剪切拉伸作用產(chǎn)生新的界面，而這新界面則是提高小料混合效果的重要因素。

然而，對于密煉機(jī)剪切型轉(zhuǎn)子而言，由于轉(zhuǎn)子突棱的存在，轉(zhuǎn)子表面上的各點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑也不相同，從而導(dǎo)致了轉(zhuǎn)子表面各點(diǎn)處的膠料流動速度大小也存在差別。一般來說隨著回轉(zhuǎn)半徑的增大，膠料的流動速度也會相應(yīng)的增大。

另外一方面，對于剪切型轉(zhuǎn)子，隨著轉(zhuǎn)子表面回轉(zhuǎn)半徑的增大，轉(zhuǎn)子與密煉室內(nèi)壁之間的間隙會變小，轉(zhuǎn)子突棱頂與密煉室內(nèi)壁形成的間隙是產(chǎn)生高剪切應(yīng)力，間隙變小直接導(dǎo)致了膠料混煉時溫度急劇升高，容易引起膠燒現(xiàn)象。

因此，如何克服現(xiàn)有密煉機(jī)轉(zhuǎn)子所存在的不足，提高煉膠速率和煉膠質(zhì)量，便成為業(yè)內(nèi)人士亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種鋸齒型動態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子，能夠顯著提高膠料流動性與分散性。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種四棱鋸齒型動態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子，所述密煉機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子體，所述轉(zhuǎn)子體上設(shè)置有四條突棱，包括兩條長棱和兩條短棱，所述突棱從所述轉(zhuǎn)子體的兩端向中間螺旋延伸，包括始端和終端；所述突棱的棱頂上分 別設(shè)置有若干齒槽，沿所述始端到所述終端方向上，每條突棱上的所述齒槽的寬度不變，且所述齒槽與齒槽之間的距離不變，同時在轉(zhuǎn)子的軸向方向上齒槽的深度存在深、淺兩種程度的變化。

進(jìn)一步地，所述密煉機(jī)轉(zhuǎn)子為剪切型轉(zhuǎn)子，所述突棱位于所述轉(zhuǎn)子體基圓外表面圓周上。

進(jìn)一步地，兩條所述長棱均起始于所述轉(zhuǎn)子體的一端，兩條所述短棱均起始于所述轉(zhuǎn)子體的另一端，并且，兩條所述長棱的旋向?yàn)榉聪驅(qū)ΨQ，兩條所述短棱的旋向?yàn)榉聪驅(qū)ΨQ。

進(jìn)一步地，同一始端的所述兩條長棱相位差在160°至200°之間，一條所述長棱和一條短棱在始端的相位差范圍為60°至120°。

進(jìn)一步地，所述齒槽的開口方向平行于所述轉(zhuǎn)子體的端面，所述齒槽與相鄰齒槽之間設(shè)置有齒槽間距。

進(jìn)一步地，所述突棱上的所述齒槽的寬度與相鄰齒槽的寬度差均相等，且根據(jù)轉(zhuǎn)子體的尺寸及轉(zhuǎn)子棱的長度確定其大小。

進(jìn)一步地，沿所述始端到所述終端方向上，所述齒槽間距的寬度逐漸變小。

進(jìn)一步地，所述齒槽在所述轉(zhuǎn)子體軸線上的投影位置關(guān)系為：一條所述長棱上的齒槽間距與另一條所述長棱上的齒槽位置對應(yīng)，且寬度相等。

進(jìn)一步地，所述突棱上的齒槽的深度隨軸向方向存在深淺不同程度的兩種變化且深度由轉(zhuǎn)子棱的長度確定。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子體的任一軸向截面上，所述齒槽的底面在所述軸向截面上的投影均在以所述轉(zhuǎn)子體為圓心的齒槽圓上，且所述齒槽圓的半徑存在兩種情況。

進(jìn)一步地，所述長棱的螺旋角范圍為15°至50°，所述短棱的螺旋角范圍為20°至55°。

進(jìn)一步地，通過所述長棱和短棱合適的長度選擇保證轉(zhuǎn)子的軸向力與周向力均衡。

本發(fā)明的有益效果：

1、在密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的突棱處加齒槽，改變膠料的周向流動，膠料在被迫通 過突棱與密練室壁或兩轉(zhuǎn)子之間時，膠料不僅受到轉(zhuǎn)子與密練室壁之間的強(qiáng)剪切、拉伸作用，還在轉(zhuǎn)子突棱齒槽處有較強(qiáng)的剪切拉伸作用，進(jìn)而產(chǎn)生更多的新鮮表面，有利于各種填料、配合劑的分布與分散；

2、隨著剪切升溫以及膠料門尼鉆度的降低，齒槽的剪切作用反而成了輔助作用，而有利于膠料的充分流動和分散；

3、齒槽的數(shù)量及其分布密度隨著膠料周向流動的速度的增大而變密，強(qiáng)化了坨狀膠料在棱與棱之間相互捏煉作用，使得膠料在密煉室內(nèi)的流動更混亂，提高了煉膠質(zhì)量和煉膠效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的四棱鋸齒型動態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的四棱鋸齒型動態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的主視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的四棱鋸齒型動態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的四棱鋸齒型動態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的棱展開圖；

圖5是圖3中A-A處剖視圖；

圖6是圖3中B-B處剖視圖；

圖7是膠料均勻性測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

圖8是混煉過程的溫度變化曲線；

圖9是彈性剪切模量的變化曲線；

圖10是Payne效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖中：

1、轉(zhuǎn)子體；2、突棱；3、長棱；4、短棱；5、始端；6、終端；7、棱頂； 8、齒槽；9、齒槽間隙；10、淺齒槽圓；11、長棱Ⅰ；12、長棱Ⅱ；13、短棱Ⅰ；14、短棱Ⅱ；15、齒槽間距Ⅰ；16、齒槽間距Ⅱ；17、齒槽Ⅰ；18、齒槽Ⅱ；19、深齒槽圓。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1、2、3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種四棱鋸齒型動態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子，所述密煉機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子體1，所述轉(zhuǎn)子體1上設(shè)置有四條突棱2，包括兩條長棱3和兩條短棱4，所述突棱2從所述轉(zhuǎn)子體1的兩端向中間螺旋延伸，包括始端5和終端6；所述突棱2的棱頂7上分別設(shè)置有若干齒槽8，沿所述始端5到所述終端6方向上，每條突棱2上的所述齒槽8的寬度差不變，并且所述齒槽8與齒槽8之間的距離逐漸變小，距離的大小由棱的長度加以確定。

所述密煉機(jī)轉(zhuǎn)子為剪切型轉(zhuǎn)子，所述突棱2位于所述轉(zhuǎn)子體1基圓外表面圓周上，所述密煉機(jī)轉(zhuǎn)子可以為同步轉(zhuǎn)子，也可以是異步轉(zhuǎn)子。當(dāng)作為異步轉(zhuǎn)子時在工作時，前后轉(zhuǎn)子的相對回轉(zhuǎn)速度是不同的，通常前后轉(zhuǎn)子以一定的速比進(jìn)行回轉(zhuǎn)，利用前后轉(zhuǎn)速的不同來增大對膠料的剪切作用，可以較好地把膠料剪開，也可以很容易地吃入所填充的膠料，具有良好地強(qiáng)剪切和吃料能力。

實(shí)施例

在一個實(shí)施例中，所述四棱鋸齒型動態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子體1，所述轉(zhuǎn)子體1上設(shè)置有四條突棱2，包括兩條長棱3和兩條短棱4，所述突棱2從所述轉(zhuǎn)子體1的兩端向中間螺旋延伸，包括始端5和終端6；所述突棱2的棱頂7上分別設(shè)置有若干齒槽8，沿所述始端5到所述終端6方向上，每條突棱2上的所述齒槽8的寬度差不變，并且所述齒槽8與齒槽8之間的距離逐漸變小。

兩條所述長棱3均起始于所述轉(zhuǎn)子體1的一端，兩條所述短棱4均起 始于所述轉(zhuǎn)子體1的另一端，并且，兩條所述長棱3的旋向?yàn)榉聪驅(qū)ΨQ，兩條所述短棱4的旋向?yàn)榉聪驅(qū)ΨQ，所述長棱3的螺旋角范圍為15°至50°，所述短棱4的螺旋角范圍為20°至55°，在對棱的設(shè)計(jì)時通過所述長棱和短棱合適的長度選擇以保證轉(zhuǎn)子的軸向力與周向力均衡。

所述齒槽8的開口方向平行于所述轉(zhuǎn)子體1的端面，所述齒槽8與相鄰齒槽8之間設(shè)置有齒槽間隙9。如圖4所示轉(zhuǎn)子的棱展開圖，其中棱線上的實(shí)線位置為齒槽間隙，實(shí)線與實(shí)線之間的空白為齒槽。

沿所述始端5到所述終端6方向上，如圖4中的箭頭方向，每條突棱2上的所述齒槽8的寬度逐漸變小，并且所述突棱2上的所述齒槽8的寬度與相鄰齒槽8的寬度差均相等，即所述齒槽的寬度為等差數(shù)列，在本實(shí)施例中，寬度差值為0.5mm。長棱包括長棱Ⅰ11和長棱Ⅱ12，短棱包括短棱Ⅰ13和短棱Ⅱ14，在圖4中，長棱Ⅰ上始端的第一個齒槽為齒槽Ⅰ17，第二個齒槽為齒槽Ⅱ18，齒槽Ⅰ17與齒槽Ⅱ18之間的實(shí)線處是齒槽間隙Ⅰ15；長棱Ⅱ12上的始端位置的齒槽間隙Ⅱ16，如圖4中所示。

沿所述始端5到所述終端6方向上，所述齒槽間隙的寬度等于相鄰的前一個齒槽的寬度。也就是說，在長棱Ⅰ上，齒槽間隙Ⅰ的寬度等于齒槽Ⅰ，下一個齒槽間隙的寬度等于齒槽Ⅱ的寬度，以此類推。在本申請中所述的齒槽寬度與齒槽間隙的寬度均為其在轉(zhuǎn)子體軸線上的投影長度。

所述齒槽8在所述轉(zhuǎn)子體1軸線上的投影位置關(guān)系為：一條所述長棱3上的齒槽間隙9與另一條所述長棱3上的齒槽8位置對應(yīng)，且寬度相等。從圖4中的位置關(guān)系可以看出，長棱Ⅱ12上的始端位置的齒槽間隙Ⅱ16與長棱Ⅰ11上的齒槽Ⅱ18位置對應(yīng)，且寬度相等。依次類推，長棱Ⅰ上的齒槽間隙與長棱Ⅱ上的齒槽位置對應(yīng)。

兩條長棱在轉(zhuǎn)子體上反向?qū)ΨQ，在膠料混煉過程中，長棱與長棱之間存在160°至200°的相位差，因此，將兩條長棱的齒槽位置同樣設(shè)置相位差，使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中，對于密煉室內(nèi)的膠料都可以經(jīng)過齒槽的剪切作用，有利于膠料的充分流動和分散。

在本實(shí)施例中，所述突棱2上的齒槽8的深度均相同，所述轉(zhuǎn)子體1的任一軸向截面上，所述齒槽8的底面在所述軸向截面上的投影均在以所 述轉(zhuǎn)子體1為圓心的齒槽圓10上，且所述齒槽圓10的半徑相等。由圖5-6中可以看出，選取的任一A-A，B-B截面上，所有的齒槽的底面為弧形，在所述軸向截面上的投影均在齒槽圓上。通過此設(shè)計(jì)，齒槽實(shí)質(zhì)上是為突棱在轉(zhuǎn)子體上的切線槽。

這樣的齒槽底面是與轉(zhuǎn)子體的圓柱表面在同心的圓柱面，以便在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過程中，齒槽內(nèi)部交流可以進(jìn)行有效的流動，避免在齒槽內(nèi)進(jìn)行膠料堆積，提高膠料的分散效果。

四棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子是基于傳統(tǒng)四棱切線型轉(zhuǎn)子的流動機(jī)理進(jìn)行改進(jìn)的密煉機(jī)轉(zhuǎn)子，由傳統(tǒng)切線型密煉機(jī)原理可知，切線型轉(zhuǎn)子突棱的數(shù)量、位置、尺寸、螺旋角度、頂端幾何形狀和內(nèi)部熱量傳遞能力等參數(shù)對混煉產(chǎn)品的質(zhì)量都有很大影響。因而在傳統(tǒng)四棱轉(zhuǎn)子突棱上加不同間隙的鋸齒槽，使得轉(zhuǎn)子在橫截面的軸向和轉(zhuǎn)子的軸向方向上，轉(zhuǎn)子棱頂與密煉室壁的間隙是不相等的，且由于隨著回轉(zhuǎn)半徑的增大，膠料的流動速度也會相應(yīng)的增大。所以所開切線槽的密度會隨著回轉(zhuǎn)半徑的增大而增加。

與傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子相比，四棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子既有其相似之處，又有其獨(dú)特的優(yōu)勢。由于轉(zhuǎn)子突棱處存在鋸齒狀的切線槽，在混煉初期，膠料在被迫通過突棱與密練室壁或兩轉(zhuǎn)子之間時，膠料不僅受到轉(zhuǎn)子與密練室壁之間的強(qiáng)剪切、拉伸作用，還在轉(zhuǎn)子突棱鍵槽處有較強(qiáng)的剪切拉伸作用，進(jìn)而產(chǎn)生更多的新鮮表面，有利于各種填料、配合劑的分布與分散。而隨著剪切升溫和門尼粘度的降低，粘彈性的膠料在突棱與密練室壁之間時，剪切變稀的膠料更易從鍵槽中流動，從而減輕了膠料強(qiáng)烈的剪切升溫效果。且由于轉(zhuǎn)子突棱處開有鋸齒狀的切線槽，在混煉過程中，若兩轉(zhuǎn)子有速度梯度，則兩轉(zhuǎn)子突棱處的間隙，處于動態(tài)可變的狀態(tài)，既可以實(shí)現(xiàn)小間隙時的強(qiáng)烈剪切分散，又可包裝大間隙的分布降溫效果，從而為鋸齒型動態(tài)可變間隙轉(zhuǎn)子中白炭黑的充分分散以及硅烷化反應(yīng)提供了有效的保障。

為檢驗(yàn)其對小料的分散分布影響，采用鋸齒形轉(zhuǎn)子與未開齒形的轉(zhuǎn)子進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)施例與對比實(shí)驗(yàn)中，采用的傳統(tǒng)全鋼子午胎胎面膠配方，配方如下表1所示。

表1胎面膠配方

采用胎面膠配方，利用本實(shí)驗(yàn)室研制的哈克密煉機(jī)，分別在兩種不同的轉(zhuǎn)子構(gòu)型上進(jìn)行混煉，對所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比。分別就升溫速率、炭黑分散度、流動性、物理機(jī)械性能等進(jìn)行對比研究，得到兩種不同的轉(zhuǎn)子構(gòu)型對膠料性能的影響。

實(shí)施例與對比實(shí)驗(yàn)中，混煉工藝方法具體為：轉(zhuǎn)速設(shè)定為80r/min，恒溫?zé)捘z模式。加料順序：加原膠塑煉40s后，加炭黑總量的一半以及小料(除了硫磺)混煉40s后提上頂栓，加入剩余炭黑和白炭黑到哈克密煉機(jī)中混煉，然后120°提一次上頂栓，130°提一次上頂栓，140°提一次上頂栓。保持在140°--150°之間一分鐘，到150°排膠。

利用傳統(tǒng)胎面膠配方分別進(jìn)行了四棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子與傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子的混煉實(shí)驗(yàn)。測得兩種構(gòu)型的轉(zhuǎn)子混煉膠料的分散度、門尼黏度、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、低應(yīng)變剪切模量等。并且將兩種轉(zhuǎn)子的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相對比，得出兩種不同構(gòu)型的轉(zhuǎn)子對于膠料性能的影響。

(1)炭黑分散及膠料均勻性分析

用炭黑分散度儀測試膠料的分散度值，比較兩種構(gòu)型轉(zhuǎn)子炭黑分散度情況，其結(jié)果如下表2所示：

表2炭黑分散度

由表2可知四棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子的炭黑分散度優(yōu)于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子。這是因?yàn)槟z料在被迫通過凸棱與密練室壁或兩轉(zhuǎn)子之間時，膠料不僅受到轉(zhuǎn)子與密練室壁之間的強(qiáng)剪切、拉伸作用，還在轉(zhuǎn)子凸棱鍵槽處有較強(qiáng)的剪切拉伸作用，進(jìn)而產(chǎn)生更多的新鮮表面，有利于各種填料、配合劑的分布與分散。

(2)膠料均勻性測試

采用Alpha公司的RPA2000橡膠加工分析儀同樣能對白炭黑的分散性和均勻性進(jìn)行分析，在同一片膠料中，選取四個位置取樣在RPA中進(jìn)行形變掃描，若四處的白炭黑分散度較為集中，則膠料的均勻性越好。

在60°的條件下調(diào)節(jié)膠片5min，然后對于硫化式樣進(jìn)行兩次形變掃描。如圖7所示，其中第一次形變掃描中剪切模量為“填料-填料”和“填料與橡膠分子鏈”相互作用，并且在掃描中打破填料之間的相互作用，而第二次掃描的剪切模量主要表現(xiàn)為“填料與分子鏈”的相互作用，可由以下公式得出分散系數(shù)：

其中payne(max)為不加硅烷偶聯(lián)劑得到的配方的payne效應(yīng)，即剪切模量曲線下降至接近平穩(wěn)與形變橫坐標(biāo)所覆蓋的面積。

payne(1)位實(shí)驗(yàn)方案第一次形變掃描時剪切模量曲線下降至接近平穩(wěn)與形變橫坐標(biāo)所覆蓋的面積。

payne(2)位實(shí)驗(yàn)方案第二次形變掃描時剪切模量曲線下降至接近平穩(wěn)與形變橫坐標(biāo)所覆蓋的面積。

由圖7可以看出四棱鋸齒型轉(zhuǎn)子的白炭黑分散性好于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子，且白炭黑在膠料混煉的均勻性要好于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子，充分驗(yàn)證了鋸齒型轉(zhuǎn)子有利于補(bǔ)強(qiáng)劑等填料混合的理論。白炭黑在混煉過程中極易聚集，一旦聚集后其分散將極為困難，需要多次剪切才能將其分散開。占部誠亮曾論述過“間隙寬大好的學(xué)說”，其指出“混煉膠中的配合劑的分散程度由Mckelvcy所提出的‘高剪切區(qū)域所決定’主要問題是含有配合劑的膠料通過這一區(qū)域的概率，以及它與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和混煉時間的乘積?！倍ㄟ^鋸齒槽，增大的轉(zhuǎn)子凸棱與密煉室壁之間的間隙，增大了膠料通過高剪切區(qū)域的面積，從而增強(qiáng)了白炭黑的分散效 果以及同一批次膠料的均勻性。

(3)升溫速率的分析

圖8為混煉過程的溫度變化曲線。由圖8可知，在混煉初期，鋸齒型轉(zhuǎn)子的升溫速率近乎持平于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子，這是因?yàn)殡m然鋸齒型轉(zhuǎn)子的狹小間隙的面積小于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子的，但鋸齒型轉(zhuǎn)子凸棱處間隙因?yàn)楦∮趥鹘y(tǒng)剪切型轉(zhuǎn)子，因此受到的剪切作用要強(qiáng)于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子，并且混煉初期膠料不僅受到轉(zhuǎn)子與密練室壁之間的強(qiáng)剪切、拉伸作用，同時在鋸齒槽處的剪切升溫明顯，而隨著剪切升溫和門尼粘度的降低，粘彈性的膠料在凸棱與密練室壁之間時，剪切變稀的膠料更易從鍵槽中流動，從而減輕了膠料強(qiáng)烈的剪切升溫效果。且鋸齒型轉(zhuǎn)子因?yàn)楦M小的間隙，對密煉室壁之間的刮膠效果更明顯，十分有利于膠溫的傳遞、冷卻。由此可見，鋸齒型轉(zhuǎn)子的溫控效果要明顯好于傳統(tǒng)剪切型轉(zhuǎn)子。

(4)轉(zhuǎn)子構(gòu)型對物理性能的對比

鋸齒型轉(zhuǎn)子與傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子混煉膠的性能對比如表3所示。

表3物理性能對比

由表3可知，鋸齒型轉(zhuǎn)子混煉膠的門尼粘度低于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子，有利于膠料的后期的加工。由占部誠亮對密煉機(jī)轉(zhuǎn)子棱尖與內(nèi)壁之間隙對混煉的影響可知，分散物不同，轉(zhuǎn)子與密煉室壁間隙對其混煉膠料作用便不一樣，因此便有了“狹窄間隙理論”與“寬大間隙學(xué)說”，四棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子正是在同一 轉(zhuǎn)子上集合了這兩種理論的有點(diǎn)進(jìn)行的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)表明：鋸齒型轉(zhuǎn)子混煉的機(jī)械性能整體上鋸齒型轉(zhuǎn)子要優(yōu)于剪切型轉(zhuǎn)子。

(5)不同轉(zhuǎn)子構(gòu)型動態(tài)粘彈性的應(yīng)變依賴性

RPA的Payne效應(yīng)通常用來表征填料補(bǔ)強(qiáng)膠料的動態(tài)粘彈性的應(yīng)變依賴性，Payne效應(yīng)的大小可量化為低應(yīng)變到高應(yīng)變時的彈性剪切模量(G')的變化幅度，即ΔG'。ΔG'＝G'₀－G'_∞，G'₀表示最小應(yīng)變下的模量，G'_∞表示在最大應(yīng)變下的模量。ΔG'越大，Payne效應(yīng)越高,填料的分散性越差，即填料聚集體間的相互作用越大，網(wǎng)絡(luò)化程度越高，同時填料與橡膠的相互作用越小。鋸齒型轉(zhuǎn)子對剪切模量和Payne效應(yīng)的影響可以分別從圖9、圖10中表示出來。

從圖9-10中可以看處，膠料在兩種構(gòu)型轉(zhuǎn)子下，硫化膠的G’隨剪切應(yīng)變的增大逐漸下降，這是因?yàn)槟z料中分子間的滑移、白炭黑網(wǎng)格結(jié)構(gòu)被破壞以及白炭黑與膠料基體之間的滑移引起的。由于四棱鋸齒型轉(zhuǎn)子的剪切作用強(qiáng)于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子，白炭黑分散速度比團(tuán)聚速度快，剪切效果明顯，硅烷化反應(yīng)效率變高，Payne效應(yīng)變?nèi)?，因此低?yīng)變四棱鋸齒型轉(zhuǎn)子的G'值和ΔG'要小于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，四棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子相比于傳統(tǒng)剪切性轉(zhuǎn)子整體提高了混合效果、溫控效果好。

1)膠料門尼粘度值較剪切型轉(zhuǎn)子較低，炭黑及白炭黑的分散度、混煉膠的均勻性在四棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子中明顯優(yōu)于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子。

2)四棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子混煉時升溫速率相對于剪切型轉(zhuǎn)子要慢，更有利于白炭黑膠料的硅烷化反應(yīng)，更能適應(yīng)熱敏性材料和高速混煉過程。

3)鋸齒型轉(zhuǎn)子因?yàn)閷μ盍系姆稚⑿Ч?、膠料的流動效果好，因此其混煉膠的物理性能、抗?jié)窕阅艿日w上優(yōu)于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子。整體來說，通過實(shí)驗(yàn)研究對比，四棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子的混煉對膠料性能的影響整體要優(yōu)于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。