本發(fā)明涉及橡塑機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種六棱鋸齒型動(dòng)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(dòng)主要有兩種形式：其中一種是膠料周向的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于剪切型轉(zhuǎn)子而言，膠料在密煉室中會(huì)形成兩個(gè)周向運(yùn)動(dòng)；另外一種運(yùn)動(dòng)形式則是軸向運(yùn)動(dòng)，軸向的運(yùn)動(dòng)能夠起到自動(dòng)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(dòng)速度也會(huì)相應(yīng)的增大。

另外一方面，對(duì)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(huì)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(shí)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(duì)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(dòng)態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子，能夠顯著提高膠料流動(dòng)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：

一種六棱鋸齒型動(dòng)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)置有六條突棱，包括三條長棱和三條短棱，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)置有兩種深淺變化及密度變化的若干齒槽，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差不變，所述齒槽與齒槽之間的距離逐漸變小。

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，突棱的長度由轉(zhuǎn)子體的尺寸等因素決定。

進(jìn)一步地，兩條所述長棱與一條所述短棱均起始于所述轉(zhuǎn)子體的一端，兩條條所述短棱與一條所述長棱起始于所述轉(zhuǎn)子體的另一端，并且，三條所述長棱的相位差與三條所述短棱的相位差均在110°至130°的范圍內(nèi)。

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，相鄰兩所述齒槽的寬度差是定值，相鄰兩所述齒槽間距的寬度差是定值，齒槽與齒槽間距的尺寸由突棱的長度及轉(zhuǎn)子體的體積決定。

進(jìn)一步地，所述長棱上齒槽位置最靠近始端位置的這一條長棱作為第一長棱，沿所述第一長棱螺旋方向的相鄰長棱為第二長棱，沿所述第一長棱螺旋方向的反方向的相鄰長棱為第三長棱，所述齒槽在所述轉(zhuǎn)子體軸線上的投影位置關(guān)系為：在沿所述始端到終端的方向上，所述第一長棱上的第一個(gè)齒槽的投影線、所述第三長棱上的第一個(gè)齒槽的投影線和所述第二長棱上的第一個(gè)齒槽的投影線，依次類推，三者無間隔地依次排列。

進(jìn)一步地，所述齒槽與齒槽間距在所述轉(zhuǎn)子體軸線上的投影位置關(guān)系為：在沿所述始端到終端的方向上，所述第一長棱上第一個(gè)齒槽間距的投影長度＝所述第二長棱上第一個(gè)齒槽的投影長度+所述第三長棱上第一個(gè)齒槽的投影長度，且第三長棱上第一個(gè)齒槽的投影在所述第二長棱上第一個(gè)齒槽的投影的前端。

進(jìn)一步地，所述突棱上的齒槽深度在轉(zhuǎn)子的同一圓周方向的三條棱上，分別呈深、淺兩種間隙變化，以實(shí)現(xiàn)膠料在同一圓周方向上的不同混煉效果，齒槽的深度由轉(zhuǎn)子體的體積決定。

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深、淺兩種變化。

較佳地，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°。

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(dòng)，膠料在被迫通過突棱與密練室壁或兩轉(zhuǎn)子之間時(shí)，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(dòng)和分散；

3、齒槽的數(shù)量及其分布密度隨著膠料周向流動(dòng)的速度的增大而增加，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(dòng)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(duì)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(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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)施例所述的六棱鋸齒型動(dòng)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)施例所述的六棱鋸齒型動(dòng)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)施例所述的六棱鋸齒型動(dòng)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)施例所述的六棱鋸齒型動(dòng)態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的棱展開圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的六棱鋸齒型動(dòng)態(tài)變間隙密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的棱展開圖的另一種形式；

圖6是圖3中A-A處剖視圖；

圖7是圖3中B-B處剖視圖；

圖8是膠料均勻性測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

圖9是混煉過程的溫度變化曲線；

圖10是彈性剪切模量的變化曲線；

圖11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、深齒槽圓；11、第一長棱；12、第二長棱；13、第三長棱；14、淺齒槽圓。

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(duì)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。基于本發(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、3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種六棱鋸齒型動(dòng)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)置有六條突棱2，包括三條長棱3和三條短棱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。

其中，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，兩條所述長棱3與一條所述短棱4均起始于所述轉(zhuǎn)子體1的一端，兩條條所述短棱4與一條所述長棱3起始于所述轉(zhuǎn)子體1的另一端，并且，三條所述長棱3的相位差與三條所述短棱4的相位差在110°至130°的范圍內(nèi)，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°。

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)置有齒槽間距9。如圖4、5所示轉(zhuǎn)子的棱展開圖，其中棱線上的實(shí)線位置為齒槽間距，實(shí)線與實(shí)線之間的空白為齒槽。在棱展開圖中，三條長棱平行設(shè)置并起始于轉(zhuǎn)子體的一端面，三條短棱平行設(shè)置并起始于轉(zhuǎn)子體的另一端面，而且對(duì)應(yīng)的長棱和短棱起始點(diǎn)的連線平行于轉(zhuǎn)子的軸線，齒槽8與齒槽間距9的寬度由突棱2的長度決定。

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的寬度不變，相鄰兩所述齒槽間距9的寬度差是定值。為了保證混煉效果，使不同位置不同時(shí)刻的膠料都能經(jīng)過齒槽的剪切與拉伸作用，處于齒槽內(nèi)的膠料可以持續(xù)性流動(dòng)，在轉(zhuǎn)子體同一橫切面上，其中一條長棱上深齒槽的位置對(duì)應(yīng)相鄰的另外一條長棱上的齒槽間間距的位置，且對(duì)應(yīng)地，是另外一條長棱上淺齒槽深度的位置，變化間距對(duì)應(yīng)相鄰的另外兩條長棱上的齒槽的位置。

如圖4所示，所述長棱上齒槽位置最靠近始端位置的這一條長棱作為第一長棱11，沿所述第一長棱11螺旋方向的相鄰長棱為第二長棱12，沿所述第一長棱11螺旋方向的反方向的相鄰長棱為第三長棱13，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：在沿所述始端到終端的方向上，所述第一長棱11上的第一個(gè)齒槽的投影線、所述第三長棱13上的第一個(gè)齒槽的投影線和所述第二長棱12上的第一個(gè)齒槽的投影線，依次類推，三者無間隔地依次排列。

具體地，所述齒槽8與齒槽間距9在所述轉(zhuǎn)子體1軸線上的投影位置關(guān)系為：在沿所述始端到終端的方向上，所述第一長棱11上第一個(gè)齒槽間距的投影長度＝所述第二長棱12上第一個(gè)齒槽的投影長度+所述第三長棱13上第一個(gè)齒槽的投影長度，且第三長棱13上第一個(gè)齒槽的投影在所述第二長棱12上第一個(gè)齒槽的投影的前端。對(duì)于任一長棱的齒槽間距的投影關(guān)系對(duì)應(yīng)成立，且適用于短棱上的投影關(guān)系。

并且，在每條長棱或短棱上，相鄰兩所述齒槽8的寬度是定值，相鄰兩所述齒槽間距9的寬度差也是定值。長棱與長棱之間存在120°相位差，因此，將三條長棱的齒槽位置同樣設(shè)置相位差，使轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，對(duì)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(dòng)和分散。

所述突棱2上的齒槽8的深度呈深、淺兩種齒槽，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為圓心的兩個(gè)齒槽圓10、14上。

在本實(shí)施例中，所述突棱2上的齒槽8的深度呈深、淺兩種變化，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為圓心的兩個(gè)齒槽圓10、14上，且所述齒槽圓10、14的半徑不同。由圖6、7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(dòng)過程中，齒槽內(nèi)部交流可以進(jìn)行有效的流動(dòng)，避免在齒槽內(nèi)進(jìn)行膠料堆積，提高膠料的分散效果。

六棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子是基于傳統(tǒng)六棱切線型轉(zhuǎn)子的流動(dòng)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(duì)混煉產(chǎn)品的質(zhì)量都有很大影響。因而在傳統(tǒng)六棱轉(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(dòng)速度也會(huì)相應(yīng)的增大。所以所開切線槽的密度會(huì)隨著回轉(zhuǎn)半徑的增大而變密。

與傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子相比，六棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子既有其相似之處，又有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。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(shí)，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(shí)，剪切變稀的膠料更易從鍵槽中流動(dòng)，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(dòng)態(tài)可變的狀態(tài)，既可以實(shí)現(xiàn)小間隙時(shí)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(dòng)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(duì)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(duì)比實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)施例與對(duì)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(duì)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比。分別就升溫速率、炭黑分散度、流動(dòng)性、物理機(jī)械性能等進(jìn)行對(duì)比研究，得到兩種不同的轉(zhuǎn)子構(gòu)型對(duì)膠料性能的影響。

實(shí)施例與對(duì)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)行了六棱鋸齒切線型轉(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(duì)比，得出兩種不同構(gòu)型的轉(zhuǎn)子對(duì)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可知雖然鋸齒型轉(zhuǎn)子的狹窄間隙區(qū)域小于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子，但由于其更狹窄的間隙區(qū)域能提供有效的剪切分散的同時(shí)，當(dāng)膠料在被迫通過凸棱與密練室壁或兩轉(zhuǎn)子之間時(shí)，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，因此六棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子的炭黑分散度優(yōu)于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子。由此可見高剪切區(qū)域的形狀效應(yīng)對(duì)于炭黑的分散也具有重要的影響。

(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(duì)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(gè)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(duì)于硫化式樣進(jìn)行兩次形變掃描。如圖8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(shí)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(shí)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8試驗(yàn)結(jié)果可以看出六棱鋸齒型轉(zhuǎn)子的白炭黑分散性好于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子，且六棱鋸齒型轉(zhuǎn)子混煉膠料的均勻性要好于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子，充分驗(yàn)證了六棱鋸齒型轉(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[3]。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(shí)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9為混煉過程的溫度變化曲線。由圖9混煉過程的溫度變化曲線可知，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(shí)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(shí)，剪切變稀的膠料更易從鍵槽中流動(dòng)，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(duì)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(duì)物理性能的對(duì)比

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

表3物理性能對(duì)比

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，并且由表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(duì)密煉機(jī)轉(zhuǎn)子棱尖與內(nèi)壁之間隙對(duì)混煉的影響可知，分散物不同，轉(zhuǎn)子與密煉室壁間隙對(duì)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。

(5)不同轉(zhuǎn)子構(gòu)型動(dòng)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(dòng)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(shí)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(shí)填料與橡膠的相互作用越小。鋸齒型轉(zhuǎn)子對(duì)剪切模量和Payne效應(yīng)的影響可以分別從圖10、圖11中表示出來。

從圖10-11中可以看出，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G'0－G'100％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，六棱鋸齒切線型轉(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、混煉膠的均勻性在六棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子中明顯優(yōu)于傳統(tǒng)切線型轉(zhuǎn)子。

2)六棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子混煉時(shí)升溫速率相對(duì)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?duì)填料的分散效果好、膠料的流動(dòng)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(duì)比，六棱鋸齒切線型轉(zhuǎn)子的混煉對(duì)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)。