Page 125 - 《橡塑技术与装备》2025年10期

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橡胶挤出无销钉螺杆替代方案的研究

章羽 编译
( 全国橡塑机械信息中心， 北京 100143）

摘要 ：本研究对比分析了传统销钉螺杆与无销钉螺杆在橡胶挤出过程中的性能差异，重点关注吞吐量、热均匀性和混炼质量
等关键指标。实验结果表明，无销钉螺杆在特定温度条件下可实现更高的吞吐量和更优的热均匀性，但其混炼质量受温度分布影
响显著。研究认为，无销钉螺杆在工业应用中具备潜力，但其性能受材料特性与工艺条件共同制约，需进一步优化螺杆几何设计。
关键词 ：无销钉螺杆 ；橡胶挤出 ；混炼质量 ；热均匀性
中图分类号 ： TQ330.41 文章编号 ： 1009-797X(2025)10-0073-06
文献标识码： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.10.016

0 引言 炼质量。因此，该材料分别以黄色和蓝色两种颜色呈
橡胶在挤出机上的加工多年来一直是工业的重要 现，但配方保持一致。为去除炭黑，开发工作得到了
分支。技术弹性体产品、轮胎以及橡皮筋等日常用品 行业内多方合作伙伴的协助，确保该混炼物仍能准确
已成为我们日常生活不可或缺的一部分。2022 年，全 反映其应用场景。
球共生产了 2 960 万 t 天然橡胶和合成橡胶，这一吞 表 1 NR 混炼物的成分
吐量创下了 21 世纪以来的最高纪录。 成分 配方比例 / 份
NR 90
近年来，随着能源和原材料成本的上升，成本效 SBR 10
塑化剂 3
益对橡胶挤出过程越来越重要。橡胶挤出机主要有两
二氧化硅 68.75
种类型，它们在橡胶的温度处理上存在差异。热喂料 白垩 15
着色剂 3
挤出机使用的是在上游步骤中已加热至约 60~80 ℃的
微量化学品 16.7
材料，因此挤出机只需对材料进行均匀化处理。相比 总计 206.45
之下，冷喂料挤出机使用的是常温下的材料，因此需 如表 1 所 示，NR 混 炼 物 由 90 份 NR 和 10 份
要对材料进行加热和均匀化处理。冷喂料挤出机在当
SBR 构成。其填料包括二氧化硅（比例为 68.75 份）
今工业中主要与销钉配合使用，因为这种组合能显著
和滑石粉（比例为 15 份）。此外，还添加了少量增塑剂、
提升材料质量。然而，与带输送螺纹的螺杆相比，销 着色剂及其他微量化学品，这些化学品中含有硫基交
钉会降低最大吞吐量。此外，与无销钉挤出机相比， 联系统，使得混炼物总含量达到 206.45 份。该混炼物
使用销钉会导致生产、维护和转换的复杂性增加，进
虽基于轮胎生产中的混炼物选取，但不含炭黑。该配
而提高成本。鉴于这一情况，并结合帕德博恩塑料技 方导致 M L1+4 （100 ℃）的黏度高达 93 MU，因此在加
术研究所关于具备径向和轴向螺纹偏移特性的螺杆所 工过程中混炼较为困难。
取得的积极研究成果，这些替代螺杆概念亟待进一步
深入探索。
2 设备和螺杆
用于实验研究的设备为 60 mm 橡胶挤出机 QSM
1 材料 60 k-12 D， 由 Troester 公 司（ 德 国 汉 诺 威 ） 制 造。
研究中采用了一种基于轮胎生产过程中产生的混
炼物而开发的 NR 混炼物。该混炼物专为这些研究定 作者简介 ：章羽（1991-），男，本科，主要从事橡塑技术
制，旨在通过使用不同颜色的材料制作色块以评估混 装备方面的研究，已发表论文多篇。
原文 ： KGK No.2/2025, by L. Schmidt, F. Bruning, Paderborn.

年
2025 第 51 卷 ·73·