新型高粘度流体搅拌器在硅橡胶生产中的应用.pdf

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1、·242‘’2000中国有机硅学术交流会论文集新型高粘度流体搅拌器在硅橡胶生产中的应用赵望前(瑞士LISt公司)硅橡胶以其独特的化学和机械性能，在各行各业得到了越来越广泛的应用。市场的需求促使生产厂家在不断增加产量的同时，也不断开发新工艺和新产品以生产出质量更高、性能更优越的产品。在硅橡胶的生产中，特别是在后续的聚合和混炼过程中，由于物料的粘度不断增加，需采用特殊的高粘度流体搅拌设备。该设备的性能对产品的质量、生产效率和效益都有着显著的影响。本文将着重介绍一种新型的商粘度流体搅拌器设备，以及该设备在有机硅的聚合和混炼中的应用。体和两个分别称作主搅拌

2、轴和清理轴的水平轴组成(觅图I)0两轴上分别安装着数片五边形和正方形的搅拌浆。两搅拌轴以中等速度同向旋转，同步转速比为4：5。当双轴旋转时，位于搅拌浆顶端的U形捏合杆与搅拌浆相到啮合(觅图2)。与此同时，u形捏合杆清刮另一轴1，主搅拌辅2，清理轴3．揽井浆4．捏台秆图II嚣卜CRP工作原理lLIST—CRP的结构和工作原图§CRP动态轮廓线与自然除垢作用强i的轴表面和搅拌浆浆面，以及壳体内表而，从而瑞士LIST公司最新开发的CRP(Co-Rotat-避免了物料在设备表面的粘结，即所谓自除垢ingPix)cessor共旋式tnT机)主要由一个水平壳作

3、用。从图2可见，双轴旋转过程中所产生的’2000中国有机硅学术交流会论文集．243．动态轮廓线可以确保在设备中无死角。传热面的自除垢作用，不仅消除了设备内的死角，同时提高了传热系数。搅拌浆和U形捏合杆按一定的角度以螺旋状排列，这是为了在提供强力搅拌的同时又推动高粘度物料顺畅地沿轴向前移动，从而避免物料返混。除了带有夹套自g壳体可供加热或冷却之外，为了提高单位设备容积的传热面积，空心的搅拌轴和搅拌浆都能通入导热介质。因此。设备内所有与物料接触的表面都能被加热或冷却。．LISP—CRP的主要特点是工作容积和传热面积大，并且，传热面具有自除垢功能。此外。

4、LISP—CRP具有强劲的搅拌力。搅拌轴的转速可在10—40xpm内变化，标准设计据矩为250×l矿N·m。LISP一岱潆的操作压力范围为一l×105／5X104Pa。因此，可在高真空条件下操作。LIST—CRP的操作填料率大约为70％，其主要目的是为了优化径向混合、提高物料界面面积和界面更新速率，并为气体的解脱和流动提供足够的自由空间。LIST—CRP具有连续操作和间隙操作两种设计。连续式ClIP采用双螺杆挤压出料。双螺杆式出料器可垂直或水平地安装在设备的出料端。间隙式cRP则采用单螺杆挤压出料。螺杆水平地安装在壳体底部马鞍形部位，其转速和转向均

5、可调节。2LISP—CRP在连续聚合反应中的应用硅橡胶的合成工艺主要有加成聚合和缩聚二种方法。由于反应机理不同，所用原料、工艺路线和产品特性都不同。这里将以连续缩聚工艺为例进行讨论。缩聚工艺的原料为高纯度线体性低聚二甲基硅氧烷，经缩聚后生成大分子的有机硅。HO一严Si---c俨I(2]．H—HO--}c沪产k。H+牛。cn,CH3C玛为了增加产物的链长或摩尔质量，必须将副产物水从物料中脱去。由于缩聚反应的化学反应速度是相当快的，因此，整个过程的总速率取决于水在高粘度物料中的扩散速率。小规模的生产，一般使用间隙式搅拌釜作为缩聚反应的反应器。。对于大规

6、模的生产，大多采用连续化流程。由于物料的高粘度，该过程除了要求缩聚反应器船保证连续进、出料之外，还须满足如下特殊要求：·对粘度高于It)000Pa·B的物料具有强搅拌和混合作用，以保证物料中的催化剂浓度和温度的均匀。·对高粘度物料具有良好的向前推进作用，并且轴向返混小。·具有自除垢功能，以避免粘性物料粘结在设备表面。·对高粘度物料具有足够高的表面更新速率，以提高低分子组分在物料中的传递速率。·能精确地控制反应温度。·设备可在高真空下操作。众所周知，能同时满足这些要求的反应器并不多。特gⅡ是大规模工业生产，要找到合适的反应器更难。最常用的设备是螺杆式

7、挤压器(8cmv咖d目)。与传统的螺杆式挤压器相比较，LIST—CRP除了具有与螺杆式挤压器相同的功能外，还具有如下优点：·单位设备体积的有效容积大，从而提高了单位设备体积的产量，减少设备投资和占地面积。·与螺杆式挤压器不同，LIST—CRP的搅拌轴转速与物料的停留时间为二个独立变量。这为优化操柞条件提供了更多的自由度。‘244‘’2000中国有机硅学术交流会论文集·相界面面积大。与高表面更新速率相结合，可充分提高低分子物在物料中的转递速率。加快过程总速率，并有效地降低了低分子组分残留量。·设备的传热面积大，传热速率快。不仅能使物料温度迅速地升至反

8、应温度，而且能非常精确地控制物料温度。实验显示，在温度为140℃，真空为．500Pa(绝压)的反应条件下，一台容积为29L