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坤硕输送带胶料应变状态学术分析

时间:2014-1-24 11:03:12 访问量:288

    按照传统观点来讲,在处于密炼机混炼条件下的胶料会被认为是流体,因为橡胶输送带的胶料在密炼室内从一处被输送到另一处时,胶料本身的形变行为酷似流动,但实际上在混炼条件下的胶料并非处于流动状态,而是黏弹性固体状态,这两种不同的状态就导致了对混炼机理的截然不同的两种解释,传统观点认为胶料的行为符合牛顿流动方程,密炼室内其他部位的切变速率可采用类似方法确定,但由于密炼室内胶料的通道宽度随时都在变化,所以胶料在混炼过程中的行为并不是稳定的层流状态,不适合稳态流动方程,工业运输带中所选配的胶料在混炼时呈黏弹性固体状态,当然其行为也就不能用稳态方程描述;

    坤硕橡胶输送带生产厂家通过研究发现,处于黏弹性状态的胶料即使在流动状态下,其稳定状态和瞬时条件下的行为也是不同的,而且普通橡胶带胶料在最佳混炼条件下也处于弹性状态,表现出橡胶的特征,并不是流动状态的融体特点,这就进一步说明,应用上述稳态流动方程描述混炼过程中胶料的行为完全不切合实际情况;

    由于混炼时胶料的变形很大,常常会超出胶料的极限应变范围,因而断裂破碎是其整个混炼过程的变形行为的重要组成部分,必须考虑到胶料大变形时的黏弹性能和极限性能,而用变形来描述胶料的弹性态行为更为恰当,在密炼室内,皮带胶料被迫通过转子突棱与室壁间的狭缝,使胶料的截面由大变小,从而发生拉伸变形,另外由于转子突棱顶面与室壁间的速度差很大,使胶料通过时发生很大的剪切变形。这是高剪切区,依照传统的观点,剪切变形是胶料混炼中的惟一变形方式,但剪切变形也可以转换为等效的拉伸变形,因此只要用拉伸变形便可以描述出大倾角输送带胶料弹性体与炭黑混炼时的形变行为,当胶料通过狭缝时便受到拉伸变形,在高强度混炼时,其平均形变速率具体取决于转子表面线速度口、狭缝尺寸及转子前面部分的几何形状;

    当传送带制品的胶料穿过狭缝后因流道变宽使形变得到恢复,从而会引起胶料破碎,这主要取决于所产生的应变大小,若胶料的拉伸应变超过了其极限应变,便发生破碎,根据上述混炼机理可以认为,橡胶弹性体与炭黑的混合过程必然包括有固体生胶和填料的破碎、混合、分散及简单混合四种变化过程;

    在破碎过程中,大块的生胶和炭黑附聚体颗粒不断被破碎成更小的颗粒并被混合均匀,实际上这些变化过程并不是单独分开孤立进行的,而是同时发生交替进行的,因而生成的这些小块胶料之间也并非呈相互分离状态,而是一个连续的变化过程,破碎不仅对橡胶带炭黑的分散过程是必要的,而且对比较简单混合过程也是需要的,在分散过程中,橡胶的形变量很大,以产生足够大的应力来破坏炭黑附聚体,提高其分散度,而对于改善其微观均匀性,即简单的混合工艺来说,橡胶本身的变形、破碎和恢复也起着重要的作用,正是由于橡胶本身的大变形和弹性恢复,才使其得以混合均匀;

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