A. 工业常用的干燥方法有哪些
①常压干燥
即在一个大气压条件下的干燥称常压干燥,本法设备简单,常用箱式干燥器(烘箱或烘房),缺点是干燥时间长,可能因过热而使不耐热成分破坏,而且易结块。
②减压干燥
减压干燥是在密闭容器中抽真空后进行干燥的方法。此法优点是温度较低,产品质松易粉碎。此外,减少了空气对产品的不良影响,对保证产品质量有一定意义。特别适合于含热敏感成份的物料。常用器械为减压干燥器。干燥效果取决于真空度的高低与被干燥物堆积的厚度。
③喷雾干燥
喷雾干燥系指用雾化器将液态物料分散成雾滴,并利用热空气来干燥雾滴而获得干品的一种方法。此法能直接将溶液、混悬液、乳状液干燥成颗粒或粉末,省去进一步蒸发、粉碎操作。其原理是将被干燥的液体物料经雾化器分散成许多细小的液滴,进入流动的热空气流中,由于其总表面积极大,故干燥速度极快,在数秒钟内完成水分蒸发,具有瞬间干燥的特点。
④沸腾干燥
又名流化干燥,是流化技术在药物干燥中的新发展。主要用于湿粒状物料的干燥,如片剂、颗粒剂等颗粒的干燥。具有干燥效率高,干燥均匀,产量高,适用于同一品种的连续生产,而且温度较低、操作方便、占地面积小等优点。但干燥室内不易清洗,尤其不宜用于有色颗粒的干燥,同时干燥后细粉比例较大。沸腾干燥的原理是利用从流化床底部吹入的热气流使颗粒吹起悬浮,流化翻滚如“沸腾状”,物料的跳动大大增加了蒸发面,热气流在悬浮的颗粒间通过,在动态下进行热交换,带走水分,达到干燥目的。若采用减压沸腾干燥,干燥效率更高。
⑤冷冻干燥
系指使被干燥液体冷冻成固体,在低温低压下利用水分升华性能,使冰直接变成气体而除去,从而达到干燥目的的一种干燥方法。冷冻干燥要求高度的真空和低温,所得制品具多孔性,疏松易溶,特别适用于一些不耐热药品、低熔点药品的干燥。如酶类、抗生素、疫苗等,也可避免易氧化药物的分解。
B. 生胶塑炼的塑炼方法及影响因素
1.烘胶
NR烘胶温度一般在50~60℃,时间为24~36h,冬季加热时间为36~72h。
CR烘胶温度一般在24~40℃,时间为4~6h。
烘胶温度不宜过高,否则会影响橡胶的物理机械性能。
2.切胶
用切胶机将生胶切成小块,每块重量视胶种而异,NR每块10~20kg,CR每块不超过10kg。
3.破胶
橡胶块需用破胶机破胶,以便塑炼。破胶辊距一般为2~3mm,辊温控制在45℃以下。 (一)开炼机塑炼的原理
开炼机的两个辊筒以不同的转速相对回转,胶料放到两辊筒间的上方,在摩擦力的作用下被辊筒带入辊距中。由于辊筒表面的旋转线速度不同,使胶料通过辊距时的速度不同而受到摩擦剪切作用和挤压作用,胶料反复通过辊距而被塑炼。
(二)开炼机塑炼的工艺方法
1.包辊塑炼法
把胶片包在前辊上,让其自然地反复过辊塑炼,直至达到规定的可塑度要求为止。
缺点:塑炼时间长,效率低,最终获得的可塑度也较低。
又分为:一段塑炼:塑炼时间长,效率低,不适用于可塑度要求较高的生胶塑炼。
分段塑炼:包辊塑炼10~15min,下片、冷却、停放4~8h后,再进行下一次塑炼,直至达到要求的可塑度为止。通常分为两段塑炼和三段塑炼,具体依可塑度要求而定。
2.薄通塑炼法
辊距在1 mm以下,胶料通过辊距后不包辊而直接落到接胶盘,让胶料返回到辊距上方重新通过辊距,这样反复数次。
优点:胶料散热快,冷却效果较好,塑炼胶可塑度均匀,质量高,能达到任意的塑炼程度。
3.化学增塑塑炼法
采用化学塑解剂增加塑炼效果,提高塑炼生产效率并节约能耗。化学塑解剂应以母胶的形式使用,并应适当提高开炼机的辊温。
(三)开炼机塑炼的影响因素
1.装胶容量
装胶容量取决于开炼机的规格,容量大,散热困难,胶温升高,降低塑炼效果;容量过小则降低生产效率。
合理的容量根据经验公式计算:
Q—塑炼容量,L;K—经验系数,取值一般为0.0065~0.0085,L/cm3;D—辊筒直径,cm;L—辊筒工作部分长度,cm
合成橡胶塑炼时生热大,装胶容量应比NR少。
2.辊距
辊距越小,机械塑炼效果越明显。薄通时实际使用辊距一般为0.5~1mm。
3.辊速和速比
辊距一定,提高开炼机的辊速或速比会增大胶料的机械剪切作用,从而提高机械塑炼效果。开炼机的速比一般在1.15~1.27之间。速比过大,升温加快。
4.辊温
辊温低,塑炼效果好。辊温过低容易造成设备超负荷而受到损害。塑炼温度与生胶胶种有关,NR通常控制前辊温度在45~55℃,后辊温度在40~50℃为宜。
5.塑炼时间
在塑炼过程的最初10~15min,胶料的门尼粘度迅速降低,此后渐趋缓慢。
6.化学塑解剂
使用塑解剂能提高塑炼效果,缩短塑炼时间,减小弹性复原。使用化学塑解剂时,适当提高温度会提高塑炼效果,塑炼温度一般以70~75℃为宜。
塑解剂的用量,在NR中一般为生胶重量的0.1~0.3%,合成橡胶则应增大到2~3%。 优点:自动化程度高,生产效率高,节能,劳动强度低;
缺点:温度高,冷却困难,易过炼,出料为无定形状,需要配备相应的压片机。
(一)密炼机的工作原理
物料从加料斗加入密炼室后,加料门关闭,压料装置的上顶栓降落,对物料加压。物料在上顶栓压力及摩擦力的作用下,被带入两个具有螺旋棱、有速比的、相对回转的两转子的间隙中,致使物料在由转子与转子,转子与密炼室壁、上顶栓、下顶栓组成的捏炼系统内,受到不断变化和反复进行的剪切、撕拉、搅拌和摩擦的强烈捏炼作用,从而达到塑炼的目的。
物料在密炼室中主要受到几种作用:
1.转子间及转子与混炼室内壁间的作用;
2.转子棱间的搅拌作用;
3.转子轴向的往复切割作用。
(二)密炼机塑炼的工艺方法
密炼机塑炼的工艺方法有一次塑炼法、分段塑炼法和化学增塑塑炼法三种。
(三)影响密炼机塑炼的因素
1.温度
密炼机塑炼属高温塑炼,生胶在密炼机内受高温及剧烈的机械剪切作用,以高温氧化为主,可在短时间内获得所需要的可塑度,一般密炼机的塑炼温度为120℃以上,有的甚至可达到160℃,但温度过高会导致橡胶物理机械性能下降。
一般NR塑炼时的温度不超过155℃为宜。采用密炼机塑炼合成橡胶,以免产生凝胶。温度范围要视胶种具体特性而定。对于SBR,温度应控制在155℃以下,以免产生凝胶。使用塑解剂时,塑炼温度可控制在160℃。
2.转速
转速快,塑炼效率高。转速从25转提高到75转,塑炼时间从30min缩短到10min。转速的提高必然会加速胶料生热升温,因此必须加强冷却。
3.时间
用密炼机塑炼,胶料的可塑度随塑炼时间的增加而增加。使用塑解剂进行塑炼时,塑炼效果会提高,塑炼时间可缩短30%~50%。
4.上顶栓压力
上顶栓必须加压,以增加转子对胶料的剪切作用。压力过小,不能压紧胶料,但压力过大,又会造成设备负荷过大。上顶栓压力一般为0.5~0.8MPa。
5.装胶容量
各种规格密炼机的装胶容量为密炼室容积的48%~62%。
6.化学塑解剂
密炼机塑炼温度高,采用化学塑解剂增塑法合理有效,不仅能充分地发挥塑解剂的增塑效果,而且在同样条件下会降低排胶温度,提高塑炼胶质量。 (一)螺杆塑炼机工作原理
在螺杆塑炼机中,生胶一方面受到螺杆的强烈的机械搅拌作用,另一方面,由于生胶受螺杆与机身内壁的摩擦产生大量的热,温度高达150~180℃,从而加速氧化裂解,获得塑炼效果。
优点:能连续生产,生产能力大,适用于大型轮胎厂。
缺点:排胶温度高,塑炼胶的热可塑性大,质量不均,排胶不规则。
(二)影响螺杆塑炼机塑炼的因素
1.塑炼温度
若温度偏低,设备负荷偏大,塑炼胶可塑度偏低,且不均匀若温度太高,易使大分子链过度氧化降解而损害胶料质量。因此,塑炼温度必须控制在适当的范围内。NR塑炼温度一般控制在机尾60℃以下,机身80~90℃,机头90~100℃,排胶温度180℃以下。
2.喂料速度
喂料速度要适当而均匀。速度过快,胶料在机筒内的停留时间短,塑炼不均匀,出现夹生现象。速度太慢,不仅降低生产效率。
3.排胶孔隙大小
排胶孔隙大小依胶料塑炼程度要求而定。孔隙小,排胶速度和排胶量减小,胶料可塑度偏大,生产效率降低。反之,出胶孔隙加大,排胶量大,生产能力提高,但塑炼胶的可塑度偏低且不均匀。 1.压片或造粒
2.冷却与干燥
3.停放
干燥后的胶片按规定堆放4~8h以上才能恭下道工序使用。
4.质量检验
C. 橡胶的生产工艺流程及原材料
橡胶的原材料: 生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料。
橡胶制品的基本工艺:橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。
橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程,通过各种加工手段,使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶,在加入各种配合剂制成半成品,然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。
(3)工业上常用的烘胶方法有扩展阅读:
橡胶的结构:
线型结构:未硫化橡胶的普遍结构。由于分子量很大,无外力作用下,大分子链呈无规卷曲线团状。当外力作用,撤除外
力,线团的纠缠度发生变化,分子链发生反弹,产生强烈的复原倾向,这便是橡胶高弹性的由来。
支链结构:橡胶大分子链的支链的聚集,形成凝胶。凝胶对橡胶的性能和加工都不利。在炼胶时,各种配合剂往往进不了凝胶区,形成局部空白,形成不了补强和交联,成为产品的薄弱部位。
交联结构:线型分子通过一些原子或原子团的架桥而彼此连接起来,形成三维网状结构。随着硫化历程的进行,这种结构不断加强。这样,链段的自由活动能力下降,可塑性和伸长率下降,强度,弹性和硬度上升,压缩永久变形和溶胀度下降。