Quel est le principe de fonctionnement du malaxeur de caoutchouc ?

I. Structure de base

• Rouleaux : Une paire de rouleaux métalliques cylindriques parallèles (généralement en acier, avec une surface lisse ou des motifs spéciaux), qui sont les principales pièces de travail du mélange de caoutchouc. Les deux rouleaux peuvent tourner dans le même sens (rarement vu) ou dans des sens opposés (conception traditionnelle), et leurs vitesses de rotation sont différentes (il existe un rapport de vitesse, généralement 1:1,2 ~ 1:1,5).
• Châssis : Un châssis qui supporte les rouleaux, le dispositif de transmission et d'autres composants pour assurer la stabilité de l'équipement.
• Système de transmission : composé d'un moteur, d'un réducteur, d'un engrenage, etc., il fournit la puissance de rotation aux rouleaux et contrôle la vitesse de rotation et le rapport de vitesse.
• Dispositif de réglage : utilisé pour régler la distance entre les deux rouleaux (espacement des rouleaux) afin de contrôler la pression et la force de cisaillement sur le caoutchouc.
• Système de chauffage/refroidissement : L'intérieur des rouleaux de certaines usines de mélange de caoutchouc est équipé de canaux à travers lesquels de la vapeur, de l'eau chaude ou de l'eau froide peut être introduite pour ajuster la température des rouleaux (par exemple, un chauffage est nécessaire pour ramollir le caoutchouc pendant la mastication, et un refroidissement peut être nécessaire pendant le mélange pour éviter une surchauffe).

II. Principe de fonctionnement

1. Alimentation et serrage
   Placez les matières premières en caoutchouc (telles que les blocs de caoutchouc naturel, les particules de caoutchouc synthétique) entre les deux rouleaux. En raison de la rotation opposée des rouleaux et de l'existence d'une différence de vitesse, le caoutchouc sera amené dans l'espace entre les rouleaux par friction (c'est-à-dire « mordant »). Plus l'espacement des rouleaux est petit, plus la force de serrage sur le caoutchouc est grande.
2. Cisaillement et étirement
   Étant donné que les vitesses de rotation des deux rouleaux sont différentes (par exemple, le rouleau avant est rapide et le rouleau arrière est lent), lorsque le caoutchouc passe à travers l'espace entre les rouleaux, la partie en contact avec le rouleau rapide est amenée à accélérer, tandis que la partie en contact avec le rouleau lent se déplace lentement, ce qui entraîne une forte déformation par cisaillement à l'intérieur du caoutchouc ; en même temps, le caoutchouc est comprimé et étiré par les rouleaux, ce qui entraîne une déformation par traction.
   Cet effet de cisaillement et d'étirement brisera l'enchevêtrement entre les chaînes moléculaires du caoutchouc, provoquant la rupture ou la dispersion des chaînes moléculaires, réduisant ainsi l'élasticité du caoutchouc (améliorant la plasticité, c'est-à-dire le but de la « mastication »), ou rendant les agents de mélange (tels que le noir de carbone, le soufre, les accélérateurs, etc.) uniformément dispersés dans le caoutchouc (c'est-à-dire le but du « mélange »).
3. Affinage et mélange
   En fonctionnement réel, le caoutchouc formera un « paquet de caoutchouc » (une couche de caoutchouc autour de la surface du rouleau) sur le rouleau. L'opérateur doit arracher l'emballage en caoutchouc du rouleau manuellement ou à l'aide de dispositifs mécaniques, le plier, le retourner puis l'introduire à nouveau dans l'espace du rouleau (c'est-à-dire « affiner »).
   Ce processus permet à différentes parties du caoutchouc de passer à travers l'espace entre les rouleaux à plusieurs reprises, garantissant que toutes les zones sont soumises à un cisaillement et à une extrusion uniformes, et enfin rendre les performances globales du caoutchouc cohérentes (plasticité uniforme pendant la mastication, dispersion uniforme des agents de mélange pendant le mélange).
4. Rôle auxiliaire du contrôle de la température
   La force mécanique provoquera une chaleur de friction à l'intérieur du caoutchouc, et l'augmentation de la température peut entraîner un vieillissement du caoutchouc (comme le caoutchouc naturel est facile à dégrader en cas de surchauffe). La température est donc contrôlée par le système de chauffage/refroidissement des rouleaux :
   • Pendant la mastication, un chauffage approprié peut ramollir le caoutchouc, réduire la force entre les chaînes moléculaires et favoriser l'effet de cisaillement ;
   • Pendant le mélange, le refroidissement peut empêcher le caoutchouc de vulcaniser à l'avance en raison d'une surchauffe (par exemple, un refroidissement est nécessaire après l'ajout de soufre), et en même temps empêcher les agents de composition de se décomposer en raison de la température élevée.

III. Notes complémentaires