大功率密煉機很難在不破壞聚合物基本性能的前提下將各種組份混入到聚合物內。這種工藝過程要求分布理想混煉分散聚集體粒子,并有理想的溫度控制,確保加工材料的均勻性。近幾年來,有關切向型和嚙合型密煉機轉子結構的研究日趨引人注目,目的是為提高密煉機的生產效率和混煉效果。為此,不同的機器制造商采用了不同的密煉機轉子結構設計方法。而所有的轉子結構都是按照這一基本工作原理設計的,即使混煉膠料反復通過高剪切區(qū),使受剪切材料完全混合而達到混煉目的。各機器制造廠家的普遍方法是,增加輔助凸棱個數,或重新排列現有的轉子凸棱,在任何情況下,轉子凸棱的基本幾何結構不變。 當研制用于本伯里系列密煉機的新轉子系列時,法雷爾（Farrel）使用了一種新方法,將密煉機的混煉過程簡化為基本加工功能。即分散與高強度混煉,隨后將這些功能分配給轉子中結構不同的各部分。轉子是由數條凸棱組成的,凸棱始于轉子兩端中任意一端,這種基本設計原理不變,但現在給轉子的每一條凸棱均分配了專門的工藝功能,并用該功能優(yōu)化轉子的幾何結構?；谶@些原理的指導,設計一個或多個凸棱引導材料流動,著重促進分散混煉,即促進剪切、捏合和拉伸流動（即由轉子凸棱完成）,設置的凸棱引導材料在混煉室內分布,使材料破碎并重新組合（即由推動凸棱完成）。由于把加工功能分配給每一條凸棱,故人們對這些轉子稱為"凸棱功能技術轉子"（WFT）。 　　圖1表示出4棱WFT轉子結構的一般凸棱排列方式。圖1中還包含了法雷爾（Fane1）ST轉子結構,用于對比。 圖2表示出雙棱靠近凸棱末端區(qū)域的詳細情況。 　　本文根據由實驗型本伯里密煉機混煉粒狀橡膠母煉膠的最終混煉研究結果,結合F270生產密煉機的數據定量分析WFT轉子組的特性。在不同的密煉機設置和操作條件下,、混煉均勻性由選定區(qū)域取得膠料試樣評價;硫化均勻性同振蕩圓盤硫化儀扭矩曲線評定。 實驗設備 　　設計、制造了1組兩棱WFT轉子,并安裝在實驗型密煉機上。由40馬力的變頻馬達驅動轉子,最大轉速為225r/min。通過封閉回路水循環(huán)體系,控制密煉室壁和轉子的溫度。該密煉機還安裝了直徑為4英寸的氣缸,該氣缸帶有上頂栓位置顯示器（RPI）。以轉子幾何結構為基準計算的密煉室凈體積為1.55L。該密煉機安裝有均速傳動裝置。 實驗用膠料含229份輪胎胎面粒狀合成膠料, 1.6份硫磺和1.8份復合促進劑。最終膠料的密度為1.13。 采用這一特殊的配方,做了一組試驗,目的是檢驗膠料內成分的分布均勻性。在第1組試驗中,用加工膠料中隨機選取的5個試樣測得的0DR曲線確定成分的均勻性。在第2組實驗中,每車膠料質量確定為1200g,按順序加料,混煉結束時,將膠料從密煉機中整體取出,試樣從規(guī)定的密煉室區(qū)域內提取。從加料口處取一個樣品,從轉子端部取兩個樣品,其他樣品隨機從膠料內提取,然后分析這些膠料的硫化劑分布狀態(tài)。 　　結論 　　本文介紹并討論了在BR本伯里型密煉機上分別使用標準轉子組和新WFT轉子組的最終混煉研究數據。由于0DR測試結果確定的膠料質量,證明新WFT轉子組使每車膠料和各車膠料之間的均勻性大大提高。對此研究用實驗型密煉機對新轉子組和標準本伯里型轉子進行的比較表明,使用新WFT轉子組顯著地縮短了混煉時間,同時保持了膠料均勻性。 配有WFT轉子組的F270生產密煉機的試驗結果也顯示出膠料均勻性明顯提高,合成橡膠和天然膠胎面膠料的0DR值標準偏差分別降低28%和69%,生產能力分別提高了大約14%和10%。