Đối với cao su thiên nhiên (NR), thời gian để có được khối đồng nhất là khá dài do cao su có độ nhớt ban đầu cao nên cần được giảm xuống bằng cách nghiền. Đôi khi có thêm 1 bước riêng biệt trong trộn kín cao su thiên nhiên. Đầu tiên, máy trộn được làm đầy hoàn toàn bởi cao su, khi đó máy sẽ hoạt động để làm giảm độ đàn hồi và làm tăng độ dẻo của cao su. Sau đó, cao su được đùn ra khỏi máy và sau thời gian nghỉ cao su này lại được đưa trở lại máy để trộn với các thành phần khác.Các loại cao su NR có độ nhớt thấp hơn và được kiểm soát ( như SMR CV) đã sẵn có để giúp loại bớt bước thêm này.
Sau đó, các chất độn được thêm vào. Các lượng lớn có thể được thêm vào tăng dần và sau khi hầu hết chất độn đã được trộn thì các loại dầu được cho vào. Nếu việc thêm dầu vào bị trì hoãn quá lâu, chất độn sẽ được bọc hoàn toàn bởi chất đàn hồi và khi đó dầu thêm vào ( đặc biệt là với hàm lượng lớn) có thể làm mất tác động cắt, dẫn đến sự trượt trong buồng trộn ( điều mà người vận hành không mong muốn).
Trong suốt quá trình trộn, phản hồi được nhận từ bộ dò dùng năng lượng điện như đồng hồ nhiệt độ, đồng hồ thời gian và tiếng hút của mẻ trộn và tiếng quay của động cơ điện ( đối với người vận hành có kinh nghiệm). Tiếng ồn từ động cơ là một tín hiệu tốt đối với các hợp chất có hàm lượng dầu thêm vào cao do nó cho thấy việc trộn đang diễn ra. Thường thì một nhiệt độ đặc biệt được chọn cho thời điểm hoàn thành việc trộn và đùn mẻ trộn ra. Tổng thời gian trộn của mẻ nên được hiệu chỉnh theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ đùn thay đổi theo hiệu quả truyền nhiệt của máy thì nhiệt độ được đề cập chỉ là biểu thị. Các giới hạn nhiệt độ trên sẽ được giới hạn bởi các yếu tố an toàn như giới hạn điểm chớp cháy của một chất hóa dẻo nào đó, và các nguy cơ làm hỏng hợp chất, ví dụ như thời gian tự lưu của nó. Một vài công ty cao su có thể sử dụng giá trị đối với tổng năng lượng để kiểm soát việc đùn mẻ trộn ra.
Các hợp chất với lượng chất độn gia cường lớn hơn có thể tiến tới nhiệt độ trên 150 độ C trong khoảng thời gian trộn. Vì vậy chúng được đùn ra khỏi máy mà chưa có lưu huỳnh và chất gia tốc ( được gọi là trộn bước 1 hoặc masterbatch), nếu không thì sự lưu hóa có thể bắt đầu ngay trong máy trộn. Sau đó, masterbatch nên được làm nguội trước khi được đưa trở lại máy cùng với các nguyên liệu khác để cho phép nhiệt độ đùn cuối cùng chỉ gần 100 độ C.
Do nhiệt được sinh ra trong quá trộn thường là do sự thêm chất độn gia cường, nên một hợp chất không có loại độn này ( hoặc có một số độn không gia cường) có thể đạt hiệu quả trộn hoàn toàn ( phân tán và phân bố) ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với hợp chất có chất độn gia cường. Nhiệt độ đó sẽ thoải mái hơn khi ở dưới nhiệt độ cần cho sự lưu hóa. Do đó, cần phải có kinh nghiệm để quyết định xem có thêm vào toàn bộ đơn pha chế ở bước trộn đầu tiên hay không. Việc này được thực hiện với sự xem xét về thời gian tự lưu của hợp chất và tính đàn hồi của hỗn hợp cho các bước gia công tiếp theo.
Đối với các hợp chất có hàm lượng độn cao như một lượng lớn đất sét, thanh dầm có thể bị lún trong đất sét. Việc sớm thêm vào các loại dầu là một giải pháp, ý tưởng này là làm kết khối các phần tử chất đôn, do đó làm tăng tính kết dính của chúng và thuận lợi cho sự cắt xé.
Đôi khi, nhiệt độ 150 độ C có thể cũng là quá cao đối với các masterbatch nhạy nhiệt. Một ví dụ là với CR, nhiệt độ đùn khoảng 107 độ C là được khuyến khích khi chất đàn hồi thô của nó có khuynh hướng lưu hóa mà không cần thêm vào các thành phần khác. Đối với chất đàn hồi loại này, cũng cần phòng tránh sự nhiễm bẩn các vết kẽm oxit trong buồng trộn ( đó là một chất lưu hóa của CR). Khi hợp chất CR được đùn ra khỏi máy trộn lên một máy cán thì đôi khi các trục được làm mát để tránh bị dính trục.
Đối với cả máy cán và máy trộn kín, thành phần phụ gia phải chính xác như trong đơn pha chế. Không giống như máy cán, máy trộn kín có một thể tích buồng trộn xác định và do đó cần một lượng nguyên liệu riêng mới hoạt động chính xác. Việc dự đoán về hàm lượng này là rất quan trọng để trộn tốt và nó không hề đơn giản. Người pha chế phải tính toán tổng hàm lượng trên lý thuyết của các thành phần cho một mẻ trộn, dựa trên tỷ trọng ( hoặc chính xác hơn là khối lượng riêng) của các thành phần nguyên liệu và thể tích của buồng trộn. Lượng này sau đó được nhân cho hê số lấp đầy, hệ số này là hằng số kinh nghiệm đối với các mỗi mẻ trộn và máy trộn, và nó phụ thuộc vào một số yếu tố. Các biến số ảnh hưởng lên hệ số lấp đầy có thể được tránh là không gian buồng trộn, độ nhớt của hỗn hợp, mức độ độn gia cường, hàm lượng độn và dầu, và quan trọng nhất là kinh nghiệm của người pha chế và người vận hành máy. Hệ số này luôn thấp hơn và có thể giảm đáng kể khi mức độ độn gia cường và độ nhớt của chất đàn hồi thô cao. Kết quả của phép tính nhân này được chọn làm lượng thực tế cho mẻ trộn.
Điều đó chỉ thể hiện sự sơ lược về kỹ thuật và công nghệ trộn khi máy trộn kín hoạt động để phá vỡ kích thước của các thành phần rắn ( trộn phân tán) và phân bố các phần tử trong hỗn hợp ( trộn phân bố). Khi ở bước đầu của quy trình gia công, thành công của nó đóng vai trò quan trọng hơn khi nó ảnh hưởng lên tất cả các bước sau đó. Hợp chất đã trộn đi ra khỏi máy trộn nhờ trọng lượng và thường là đến một máy cán, tại đó nó băng qua khe làm mát nhanh nhất có thể sẽ, sau đó sẽ được nẹp ở trục phía trước. Nó có thể được chuyển ngay đến bước thao tác tiếp theo hoặc được lấy ra khỏi máy cán ở dạng tấm, thanh hoặc ở một chiều dài liên tục, ngay lập tức được làm mát hơn về nhiệt độ phòng ( ví dụ như làm mát bằng nước, nhúng hoặc phun chất chống dính) và lưu trữ để sử dụng sau.
Tài liệu tham khảo: Andrew Ciesielski, An Introduction to Rubber Technology, Rapra Technology Limited, Trang 55-57.
(tth-vlab-caosuviet)
 |
 |
| Gia công sản phẩm cao su |
Cao su kỹ thuật |