青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 基于回歸分析法的混煉膠熱物性實驗研究 摘要 本文以擠出3 n t 過程中的混煉膠為研究對象，采用回歸試驗分析法設(shè)計實驗 方案。首先是用理論分析預(yù)測研究對象的熱學(xué)特性，再結(jié)合二次回歸試驗設(shè)計法 對全鋼子午線輪胎胎面膠的配方進行設(shè)計，通過改變配方中炭黑、白炭黑、增塑 劑a 的質(zhì)量份數(shù)，來探尋混煉膠在擠出過程中隨溫度變化其熱物性( 熱擴散系數(shù)、 比熱、導(dǎo)熱系數(shù)) 與膠料組分含量變化之間的規(guī)律。 在理論分析部分，應(yīng)用流體力學(xué)、傳熱學(xué)的基本理論，對擠出機內(nèi)混煉膠的 傳熱與流動特性進行分析；從熱擴散系數(shù)、比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)三方面來探討混煉 膠的熱學(xué)性質(zhì)。 在實驗研究部分，結(jié)合混煉膠熱物性的理論分析，相應(yīng)的選定了回歸實驗設(shè) 計法關(guān)于三變量( 炭黑、白炭黑、增塑劑a ) 五水平( 每種變量的質(zhì)量份數(shù)取值 狀態(tài)) 的設(shè)計模型和計算方法，利用v b 編寫了相應(yīng)的計算應(yīng)用程序。利用德國 n e t z c h 公司生產(chǎn)的激光閃光法導(dǎo)熱分析儀( n a n o f l a s h t ml f a 4 4 7 ) 測定出每種膠 料的熱擴散系數(shù)、比熱和導(dǎo)熱系數(shù)，將原始數(shù)據(jù)用回歸實驗設(shè)計法進行分析計算。 數(shù)據(jù)分析結(jié)果：( 1 ) 求得各個溫度段( 從4 0 c nl l o 。c 每隔1 0 ) 三種配合劑( 炭 黑、白炭黑、增塑劑a ) 與膠料熱物性( 比熱、導(dǎo)熱系數(shù)) 的二次回歸方程式： ( 2 ) 得出單因素組分含量變化對膠料熱物性變化的影響規(guī)律。結(jié)果表明：隨著溫 度的升高，膠料的比熱和導(dǎo)熱系數(shù)整體上呈明顯上升趨勢，比熱在1 0 0 后略有 回落；在同一溫度點上隨著炭黑用量( 或者白炭黑用量，或者增塑劑a 用量) 的 增加，膠料的導(dǎo)熱系數(shù)是呈增大趨勢的，但膠料的比熱不呈此規(guī)律，而是有其各 自的變化曲線：( 3 ) 得出雙因素( 固定其中任一配合劑的水平，另兩種配合劑的 水平同時變化) 組分含量變化對膠料熱物性變化的影響規(guī)律，應(yīng)用m a t l a b 軟件編 程，顯示雙因素同時變化時膠料的三維熱物性性能圖，從而更直觀全面的了解這 幾種配合劑對混煉膠熱物性的影響規(guī)律。 關(guān)鍵詞：混煉膠比熱導(dǎo)熱系數(shù)回歸實驗設(shè)計激光閃光法導(dǎo)熱分析儀 基于回歸分析法的混煉膠熱物性實驗研究 e x p e r i m e n t a ls t u d yf o rr u b b e rc o m p o u n d s t h e r m a lc i 叢r a c t e r i s t i c sb a s e do n r e g r e s s l 0 na n a l y s i s a b s t r a c t r u b b e rc o m p o u n di nt h ee x t r u s i o np r o c e s si sr e s e a r c h e di n t h i sp a p e r , a n d r e g r e s s i o na n a l y s i si su s e dt od e s i g ne x p e r i m e n t a lp r o j e c t t h et h e r m a lc h a r a c t e r i s t i c s o fr e s e a r c ho b j e c ti sf o r e c a s tt h r o u g ht h e o r e t i c a la n a l y s i sf i r s t ，t h e nr e c i p eo fm e r i d i a n t i r et r e a dr o b b e ri sd e s i g n e db yc o m b i n i n gq u a d r a t i cr e g r e s s i o ne x p e r i m e n t a lp r o j e c t ， t h r o u g hc h a n g i n gt h eq u a l i t yo ft h ec a r b o n b l a c k 、t h ew h i t ec a r b o nb l a c k 、t h e p l a s t i c i z e rai nr e c i p e t h em u t u a lr o l e sb e t w e e nt h et h e r m a lc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h e c h a n g eo fc o m p o n e n t sc o n t e n to fr u b b e rc o m p o u n dw i t ht h ei n c r e a s i n gt e m p e r a t u r e i n e x t r u d i n gm a c h i n ei sd i s c u s s e d i nt h ep a r to ft h e o r e t i c a la n a l y s i s t h eb y d r o d y n a m i c sa n dh e a tt r a n s f e re s s e n t i a l 血e o f i e sh a v eb e e nu s e d t h ef l o wa n dh e a tt r a n s f e rc h a r a c t e r i s t i co fr u b b e rc o m p o u n d i nt h ee x t r u s i o np r o c e s s i n gi sa n a l y z e dd e e p l y t h e r m a lc h a r a c t e r i s t i cm e c h a n i c so f t h e r u b b e rc o m p o u n di sd i s c u s s e df r o ms u c ht h r e ea s p e c t sa st h e r m a ld i f f u s i o n ，s p e c i f i c h e a t ，t h e r m a lc o n d u c t i v i t y i nt h ep a r to ft h ee x p e r i m e n t , c o m b i n i n gt h ea b o v et h e o r e t i c a la n a l y s i s ，t h e r e g r e s s i o n e x a m i n a t i o np r o j e c ti sc h o s e nc o r r e s p o n d i n g l y h e r et h er e g r e s s i o n e x p e r i m e n t a lp r o j e c ti sac a l c u l a t i n gm e t h o da b o u tt h et h r e ev a r i a b l e s ( c a r b o nb l a c k ， w h i t ec a r b o nb l a c ka n dp l a s t i c i z e ra 1a n df i v el e v e l s ( t h ev a l u es t a t eo fe v e r yv a r i a b l e q u a l i t ys h a r e ) ，t h ec a l c u l a t i n gp r o g r a mi sm a d eb yv b t h e n , t h et h e r m a ld i f f u s i o n ， s p e c i f i ch e a ta n dt h e r m a lc o n d u c t i v i t yo f e a c h k i n do f r u b b e rc o m p o u n da r em e a s u r e d b yn a n o f l a s h t ml f a 4 4 7 f i n a l l y , p r i m a r yd a t u ma r ea n a l y z e da n dc a l c u l a t e db y r e g r e s s i o ne x a m i n a t i o np r o j e c t t h er e s u l t sa r e ( 1 ) t h er e g r e s s i o ne q u a t i o na te a c h t e m p e r a t u r es e c t i o n ( f r o m4 0 t o11 0 1 0 e v e r yo t h e r ) i so b t m n e d ，t h e e q u a t i o ni sa b o u tt h r e eg r a d a t i o nc o m p o s i t i o n ( c a r b o nb l a c k ，w h i t ec a r b o nb l a c ka n d i i 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 p l a s t i c i z e ra ) a n dt h e r m a lc h a r a c t e r i s t i c so fr u b b e rc o m p o u n d ；( 2 ) i n f e c t i o nr u l ef r o m s i n g l ec o m p o n e n tt ot h e r m a lc h a r a c t e r i s t i co fr u b b e rc o m p o u n di sa n a l y z e d t h er e s u l t i n d i c a t et h a t ：w i t l lt e m p e r a t u r ee l e v a t i n g s p e c i f i ch e a ta n dt h e r m a lc o n d u c t i v i t yo f r u b b e rc o m p o u n dg e n e r a l l ya s s u m e st h eo b v i o u st r e n do fr i s i n g ，t h es p e c i f i ch e a t s l i g h t l yd r o p sa f t e r1 0 0 ；a tt h es a l n _ et e m p e r a t u r ep o i n tt h et h e r m a lc o n d u c t i v i t yo f t h er u b b e rc o m p o u n di n c r e a s e so b v i o u s l yw i t ht h ei n c r e a s i n go fc a r b o nb l a c k sd o s a g e ( o rw h i t ec a r b o nb l a c k ，o rp l a s t i c i z e ra ) ，b u tt h es p e c i f i ch e a td o e sn o ta s s u m et h i sr u l e a n dh a si t sr e s p e c t i v ec h a n g i n gc u r v e ；( 3 ) i n f e c t i o nr u l ef r o mt w of a c t o r s ( f i xo n el e v e l o ft h eg r a d a t i o nc o m p o s i t i o n ，c h a n g eo t h e rt w og r a d a t i o nc o m p o s i t i o n sl e v e l s y n c h r o n o u s l y ) t o t h e r m a lc h a r a c t e r i s t i c so fr u b b e r c o m p o u n d i s a n a l y z e d t h r e e - d i m e n s i o n a lt h e r m a lc h a r a c t e r i s t i cc h a r ti ss h o w e db yu s i n gm a n a bs o f t w a r e w h e nt w of a c t o r sc h a n g i n ga tt h es a m et i m e k e yw o r d s ：r u b b e rc o m p o u n d ；s p e c i f i ch e a t ；t h e r m a lc o n d u c t i v i t y ； r e g r e s s i o ne x p e r i m e n t a lp r o j e c t ；f l a s hd i f f u s i v i t yi n s t r u m e n t i l i 基于回歸分析法的混煉膠熱物性實驗研究 符號說明 螺桿推擠、剪切膠料產(chǎn)生的熱量 冷卻水流經(jīng)機筒流道時帶出的熱量 膠料從進入加料口到擠出所吸收的熱量 機筒、機頭通過對流散失在外的熱量 膠料的在直角坐標系中的三個坐標方標方向的速度 膠料的溫度 膠料出口溫度 螺桿有效長度 螺桿直徑 比熱 導(dǎo)溫系數(shù)或熱擴散系數(shù) 膠料導(dǎo)熱系數(shù) 樣品厚度 膠料重量 k j i b 或w k j i b 或w k j h 或w k j i b 或w k j 一c g 同 時 s w 7 ( m k ) g 熔融區(qū)間膠料平均比熱容k j k g k 熔融區(qū)間膠料平均導(dǎo)熱系數(shù) v i w ( m t 叼 咖 p 口 卅 m 坩 蜴 q q 翻 ，r。印口o o m 一印 瓦 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 1 1 研究的背景及意義 1 緒論 聚合物是一些相對分子質(zhì)量在一萬到一千萬范圍內(nèi)的大分子，它可能是天然 的，如纖維素和天然橡膠等；也可能是人工合成的，如聚乙烯等川。聚合物只有 通過加工成型才能獲得所需的形狀與結(jié)構(gòu)，成為有實用價值的材料和制品。常用 的加工成型方法主要有擠出、注塑、吹塑、模壓、壓延等。直至6 0 年代，人們 還只是關(guān)注通過加工成型獲得所需形狀的制品，聚合物加工成型僅是一種實用技 術(shù)。7 0 年代以來，由于基礎(chǔ)理論研究的不斷深入，人們開始認識到通過加工成型 還可改變聚合物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高材料的性能。聚合物加工成型也從一項實用技 藝發(fā)展為一門應(yīng)用科學(xué)。 聚合物加工過程是控制聚合物制品結(jié)構(gòu)和性能的中心環(huán)節(jié)，對于高分子材料 的制備和改性，聚合物加工與聚合物合成具有同等的重要性。研究加工過程中聚 合物結(jié)構(gòu)的形成與演變，并通過加工控制得到預(yù)期的聚合物結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為聚合 物加工領(lǐng)域的前沿課題。 根據(jù)加工過程的不同，聚合物可以分為橡膠和塑料、纖維兩大類。橡膠的加 工過程主要包括聚合物成型和硫化，加工過程中添加了硫化劑，增塑劑，防老化 劑等，所以其加工過程必須保證聚合物與添加劑充分混合，保持聚合物加工的理 想溫度。綜上所述，橡膠類聚合物加工過程為：混煉或密煉、擠出成型、硫化。 橡膠是一種高分子聚合物。為了提高橡膠制品的使用性能，改進工藝性能和 降低產(chǎn)品成本，通常需要在橡膠中加入各種配合劑。將各種配合劑混入并均勻分 散在橡膠中的過程叫混煉，其產(chǎn)物稱為混煉膠【2 】?；鞜捘z是橡膠加工過程中的一 個中間產(chǎn)物，混煉膠的質(zhì)量對膠料的后序加工性能，半成品質(zhì)量和成品性能具有 決定性影響。混煉不好，膠料就會出現(xiàn)配合劑分散不均勻，膠料的可塑性偏低或 偏高，從而影響到隨后的壓延、壓出、注射和硫化工序的正常進行，導(dǎo)致成品性 能降低，影響使用壽命，因此制取混煉膠是高聚物加工的重要工藝過程之一?；?煉膠通過擠出工藝加工成制品，通常要經(jīng)歷一個復(fù)雜的熱物理變化過程：固體聚 合物粒子在擠出機加料段被加熱至熔點；在擠出機的中部聚合物被加熱到高于熔 點的溫度：在計量段熔融態(tài)聚合物必須達到熱均勻的狀態(tài)；當聚合物熔體被擠出 機模頭時，通常要冷卻至室溫。在擠出過程中，膠料的物性是有一定變化的。通 常加入擠出機的膠料呈現(xiàn)高彈態(tài)。隨著擠出過程的進行，膠料在螺桿的強烈剪切、 基于回歸分析法的混煉膠熱物性實驗研究 壓縮作用下溫度與壓力逐漸升商，而呈現(xiàn)粘流態(tài)。在混煉膠的加工過程中，溫度 也是一個非常重要的因素，它不僅在很大程度上影響著聚合物制品的質(zhì)量和產(chǎn) 量，而且還影響著混煉膠的熱學(xué)性能。 由于混煉膠種類繁多、配方與成分復(fù)雜多變，并且在擠出機中其共混體系和 復(fù)合體系具有復(fù)雜的多層次非均勻內(nèi)部結(jié)構(gòu)及流變特性，故其熱物性的研究工作 進展緩慢，相關(guān)參數(shù)測定方面的文獻較為罕見。目前，混煉膠的熱物性變化的內(nèi) 在制約規(guī)律還沒有完全搞清楚，橡膠配方中各配合劑自身的熱物性及其在基體中 的分布形式?jīng)Q定了橡膠及其半成品混煉膠的熱物性，而配方中基體材料的熱物性 也有著不可忽視的影響1 3 ” 。膠料的性質(zhì)與其組分之間的關(guān)系，盡管十分復(fù)雜， 但其客觀規(guī)律性是存在的?；鞜捘z熱物性的實驗研究可以為混煉膠在各個擠出段 的溫度場和流動場提供理論分析所必需的熱物性參數(shù)，從而保證制品的產(chǎn)量和質(zhì) 量，為橡膠以后的諸多加工工藝以及成品的性能和使用提供了必要的保證和研究 基礎(chǔ)，也為其他從事相關(guān)聚合物數(shù)值研究、配方設(shè)計的研究工作提供有價值的 實驗數(shù)據(jù)和結(jié)論，同時也給許多與化工、能源和材料有關(guān)的工程設(shè)計提供了理論 依據(jù) 2 】。 1 2 混煉膠的特性和熱學(xué)- 睦質(zhì) 1 2 1 混煉膠的結(jié)構(gòu)和特性 混煉膠是各種配合劑分散于生膠形成的多相分散體系。其中，生膠的分布呈 連續(xù)狀態(tài)，稱為連續(xù)相或分散介質(zhì)；配合劑的分布呈非連續(xù)狀態(tài)，稱為散項。橡 膠用粉狀配合劑的初始粒徑在十幾納米( r i m ) 到幾微米( 1 tm ) 之間不等。配合 劑加入生膠后，經(jīng)混煉加工，其粒子的實際分散直徑有大于、等于和小于粒子初 始直徑三種情況。研究表明，讓大部分配合劑( 特別是補強劑) 分散初始粒子大 小以求充分發(fā)揮其補強作用并無必要，而實際上也不可能。實際上只要配合劑的 分散直徑達到5 6 um 時，就可獲得良好的混煉效果。而粒子分散直徑在1 0 hm 以上時，則對膠料性能極為有害【5 。根據(jù)膠體化學(xué)的概念，混煉膠既不是以分子 狀態(tài)分散( 粒子直徑為o 1 l n m ) 形成的真溶液，也不是以粗粒子狀態(tài)分散( 粒 子直徑大于1 0 0 n m ) 形成的懸浮體，而是近似于以細粒子狀態(tài)分散形成的膠體分 散體系( 膠體溶液) 。根據(jù)分析，從大多數(shù)配合劑的分散程度來衡量，混煉膠的 結(jié)構(gòu)為介于膠體分散體系和粗粒分散體系之間的膠態(tài)分散體系【6 】。 混煉膠的這種分散體系，具有膠體溶液的某些特性【7 j 。倒如分散狀態(tài)具有熱 力學(xué)不穩(wěn)定性，當熱力學(xué)條件發(fā)生變化時，分散相會重新聚結(jié)而使分散度下降。 2 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 又表現(xiàn)出與一般膠體所不同的較強的穩(wěn)定性。這主要是因為橡膠本身的黏度極 高，致使熱力學(xué)不穩(wěn)定性一般表現(xiàn)的不明顯，已在生膠中分散開來的配合劑一般 難以聚結(jié)和沉降；并用生膠、再生膠、增塑劑、有機配合劑和硫黃等能溶于橡 膠中，而從構(gòu)成混煉膠特有的復(fù)合分散介質(zhì)；混煉膠中細粒子補強劑( 如炭黑、 白炭黑等) 以及促進劑等能與生膠在接觸界面上產(chǎn)生一定的化學(xué)和物理結(jié)合，這 種結(jié)合作用甚至能一直保持到膠料硫化之后，這對混煉膠的穩(wěn)定性和硫化膠性能 起著重要作用1 5 l 。這些結(jié)構(gòu)特征，使混煉膠具有線型聚合物的塑性流變特性。所 以，可以認為混煉膠是一種具有復(fù)雜特性的，以配合劑為分散相、以生膠為連續(xù) 相的膠態(tài)分散體系。 1 2 2 混煉膠的熱學(xué)性質(zhì)及其影響因素 在混煉過程中，橡膠分子能與活性填料( 主要是炭黑、白炭黑) 粒子結(jié)合生 成一種不溶于橡膠良溶劑的產(chǎn)物稱為結(jié)合橡膠或炭黑凝膠【5 。結(jié)合橡膠量通常按 已結(jié)合的橡膠占原有橡膠量的百分數(shù)表示。其比例是相當大的。結(jié)合橡膠的生成 不僅對硫化膠的性能有利，而且在混煉初期生成適量的結(jié)合橡膠，有助于提高膠 料的黏度和剪切應(yīng)力，從而有利于炭黑附聚體發(fā)生破碎和分散均勻。但是，在混 煉初期又應(yīng)避免生成大量的結(jié)合橡膠，尤其是應(yīng)避免生成結(jié)合較強、顆粒較大的 炭黑凝膠硬塊。因為這些炭黑凝膠硬塊不易破碎，難于進一步分散。粒徑小，表 面活性高的炭黑容易生成結(jié)合橡膠；炭黑用量增加，結(jié)合橡膠的生成量也增加。 而粗粒炭黑幾乎不生成結(jié)合橡膠?；钚源蟮南鹉z，如天然橡膠，容易與炭黑結(jié)合 生成結(jié)合橡膠：活性較小的飽和橡膠，如丁基橡膠，較難生成結(jié)合橡膠?；鞜挄r 間長，生成結(jié)合橡膠的數(shù)量相對增多；混煉溫度高，一般都能增加結(jié)合橡膠的生 成量。結(jié)合橡膠使已分散的炭黑粒子在橡膠中“溶劑化”，從而大大影響混煉膠 體系的性能和溫度控制。 混煉膠由于膠態(tài)分散體系的熱力學(xué)不穩(wěn)定性，當橡膠黏度因溫度升高或其他 原因而降低到一定程度時，分散相的重新聚結(jié)作用會加劇。為提高配合劑的分散 程度，行之有效的方法是在膠料中加入表面活性劑，常用的有硬脂酸、增塑劑、 高級醇等表面活性劑 8 1 ，除了能夠提高配合劑的分散效果之外，還是一種良好的 穩(wěn)定劑，能穩(wěn)定細分散的配合劑粒子在膠料中的分散狀態(tài)，使其不致發(fā)生重新聚 結(jié)，從而提高膠料的穩(wěn)定性。所以，在膠料中適當添加表面活性劑，對提高混煉 效果、提高制品的使用性能都有重要意義。 可見，膠料的配合體系不僅決定著其特定的使用性能，而且也決定著其工藝 性能及加工過程中的各種熱物性交化。隨著對配方設(shè)計和混煉膠的熱物理性能關(guān) 基于回歸分析法的混煉膠熱物性實驗研究 系的探討，以期在理解系列定性關(guān)系的同時，也為建立起微觀結(jié)構(gòu)與性能的關(guān) 系奠定理論基礎(chǔ)。 1 3 國內(nèi)外研究綜述 13 1 聚合物的熱物性測量方法和原理 迄今為止，實驗是獲得精確的熱物性參數(shù)的唯一途徑。實驗數(shù)據(jù)的可靠性和 精度是評價數(shù)據(jù)的重要依據(jù)1 9 】。測定橡膠熱傳導(dǎo)性能的基本原理和別的材料是相 同的，但也有些特殊的問題，特別是在加工溫度下未硫化膠的熱性能測定就比較 困難。多年來，許多人致力于研究橡膠熱傳導(dǎo)性能的測試技術(shù)和計算方法，然而 至今橡膠熱學(xué)性能的測定仍是一個很專門的課題，只有少數(shù)橡膠試驗室可進行這 類測定，也只有很少的標準化的試驗程序。 1 熱擴散系數(shù)的測定 測量熱擴散系數(shù)是以導(dǎo)熱微分方程的一般解為基礎(chǔ)的，在初始條件假定試樣 內(nèi)溫度均勻的情況下，可以有三種邊界條件來求解 9 1 ：( 1 ) 表面溫度突變：( 2 ) 表面線性升溫；( 3 ) 表面周期溫度波動【1 0 l 。通常采用的淬化法( q u e n c h i n gn i e t h o d ) 就是把一溫度均勻的試樣，突然浸到一恒溫浴中，并用熱電偶來監(jiān)測試樣中心的 溫度變化，在假定熱擴散系數(shù)a 在試驗溫度范圍內(nèi)與溫度無關(guān)的基礎(chǔ)上，求出熱 擴散系數(shù)。但是如果要研究a 與溫度的依賴關(guān)系，在一個試驗中要涉及從室溫到 2 5 0 。c 的溫度范圍，這需要系列d , n5 。c 的溫度躍變才能使試驗結(jié)果有效。由于 淬化法采用的耐高溫液體的粘度高而導(dǎo)致試樣表面處有大的溫度梯度，從而不能 得到真正的溫度躍變，同時試驗中急驟變化的溫度和特別大的初始溫差使得計算 非常困難。這些問題采用h a n d s 和h o r s f a l 【l l j 提出的連續(xù)加熱法可以克服。這一方 法適用于o 2 5 0 范圍內(nèi)固體試樣和熔融試樣的測量。m a r i a n ”】對h a n d s 和 h o r s f a l 提出的測量擴散系數(shù)的方法進行了改進，他將試片增加到4 片，在增加的 試樣之間增加了兩個熱電偶，采用有限差分法求解非線性熱傳導(dǎo)方程，并由試驗 測得各點的溫度獲得導(dǎo)熱系數(shù)及其溫度的變化。p a r k e r 1 3 】按非穩(wěn)原理提出了測量 導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴散系數(shù)的所謂閃光法( f l a s hm e t h o d ) ，他采用紅寶石激光器作瞬時 熱源，照射厚為l 的平行平板試樣，通過測定試樣背面溫度隨時間的變化曲線， 來求得樣品的熱擴散系數(shù)，這就是著名的p a r k e r 分析模型。 國外已有不同類型的采用閃光法測定熱擴散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)的裝置出售。有 一種儀器【l4 j 用弧光燈作熱源，并有真空絕熱系統(tǒng)，其特點是測量時間短( 0 0 0 1 幾秒) ，試樣尺寸小( 直徑1 c m 左右) ，測量精度高，可用于固態(tài)和液體聚合物的 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 測量，并且可同時給出導(dǎo)熱系數(shù)九、熱擴散系數(shù)a 和比熱c 幾個熱性能參數(shù)。 2 比熱的測定 測量比熱容的方法，通常采用量熱器法。把質(zhì)量為i l l 的試樣在量熱器內(nèi)加熱， 然后測量所產(chǎn)生的溫度上升丁。量熱器是絕熱的，不能和周圍有任何熱交換， 這可以在量熱器周圍裝上一央套。并對其進行加熱。使它的溫度隨量熱器變化， 達到絕熱的目的。若量熱器測得試樣溫度上升r ( k ) 時的熱量為q ( j ) 。就可以 求得比熱容c 。 有各種各樣的量熱器。雖然結(jié)構(gòu)簡單，但為了得到高的測量精度，量熱器的 設(shè)計是很復(fù)雜的，有一種較簡單的裝置叫滴落式量熱器( d r o pc a l o r i m e t e r ) 【9 1 ，把試 樣在外部進行加熱或冷卻后，很快投入量熱計，測量所產(chǎn)生的溫度變化。 除了需要高精度測量時必須采用量熱器外，現(xiàn)在常采用一些熱分析技術(shù)來測 量比熱。我們過程傳熱實驗室近幾年在對聚合物在擠出加工過程中的傳熱及流動 特性研究中，差示掃描量熱法是實驗室測量聚合物比熱容的一種常用方法。它是 種研究材料在可控程序溫度下的熱效應(yīng)的經(jīng)典熱分析方法。由于b s c 法所需樣 品量少，精確度高，在當今各類材料與化學(xué)領(lǐng)域的研究開發(fā)、工藝優(yōu)化、質(zhì)檢質(zhì) 控與失效分析等各種場合早已得到了廣泛的應(yīng)用u5 1 。差示掃描量熱器( d s c ) 是在 相同溫度下測量兩個試樣輸入熱量的差，而差熱分析儀( d t a ) 是把兩個試樣在同 樣條件下同時加熱，監(jiān)測它們之間的溫差i i 酬。這些都是一類相對比較的測量方法， 也就是試驗時，把材料的熱輸入和溫度上升與已知比熱容的標準材料的結(jié)果進行 比較。采用熱分析技術(shù)，僅與溫差有關(guān)，向周圍介質(zhì)的熱損失是允許的。其它的 熱分析技術(shù)如熱重分析( t g a ) 和熱機械分析( t m a ) 等也可以用來測量比熱i n 。 3 導(dǎo)熱系數(shù)的測定 實驗確定導(dǎo)熱系數(shù)的基本原理是實驗求解導(dǎo)熱方程的反問題，即通過實驗測 定一定環(huán)境條件下物體的溫度分布來反算出被研究物體的導(dǎo)熱系數(shù) 1 8 - 2 0 。因此， 任何已有分析解的導(dǎo)熱模型，原則上都可以作為測定物體導(dǎo)熱系數(shù)的實驗?zāi)Ｐ汀?導(dǎo)熱系數(shù)的測量方法可以分為穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法兩大類。對于穩(wěn)態(tài)模型， 貝8 得試 件溫度與空間坐標的關(guān)系，然后利用穩(wěn)態(tài)模型的分析解，求解物體的導(dǎo)熱系數(shù)： 對于非穩(wěn)態(tài)模型，只需測量特定位置上溫度與空間坐標的關(guān)系，利用該模型的分 析解求解其導(dǎo)熱系數(shù)。不論是穩(wěn)態(tài)法還是瞬態(tài)法，制定實驗方案的首要任務(wù)是使 實驗?zāi)Ｐ蜐M足導(dǎo)熱方程( 包括單值性條件) 所描述的理論模型的要求。 ( i ) 穩(wěn)態(tài)法 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱即物體內(nèi)任何一點的溫度都不隨時間變化，這時導(dǎo)熱微分方程式變 基于回歸分析法的混煉膠熱物性實驗研究 為：；= 0 ，即試樣內(nèi)部的溫度分布服從l a p l a c e 方程。為了便于數(shù)學(xué)處理，常 c 譬 常采用兩種形式的試樣：平行平板試樣，熱流沿試樣表面的法線方向流動；同軸 中空圓柱試樣，熱流沿徑向流動。穩(wěn)態(tài)法測量導(dǎo)熱系數(shù)時產(chǎn)生誤差的主要來源是 試樣邊界的熱損失、試樣和裝置之間的熱流阻力，以及不能滿足表面絕熱條件造 成溫度場的非均勻性。下面介紹幾種主要的按穩(wěn)態(tài)法原理設(shè)計的測試方法。 無護熱板法這是一種最普遍采用的導(dǎo)熱系數(shù)測定方法，也叫l(wèi) e e s 加熱圓 盤法，此方法的缺點是測試精度要受到一些標準精度的限制。進一步的改進辦法 是在試樣的側(cè)或兩側(cè)采用熱流計。 護熱板法對于橡膠一類( 包括泡沫材料) 低導(dǎo)熱系數(shù)材料( 為l 2 1 d 。0 w ( i i 】k ) ) ，由于熱損失會帶來很大的試驗誤差，所以不能用無護熱板法進行 測量。對這一類材料，一些標準化組織( b s8 7 4 、a s t mc 1 7 7 ) 所采用的是護熱 板法。在這個方法中，熱源由一個獨立的保護加熱器包圍，調(diào)節(jié)保護加熱器的電 源功率，使熱源和護熱板之間無任何溫差，這樣由熱源流出的熱量垂直通過試樣， 大大減少了熱損失，精度可達到1 。 同軸圓柱法該方法的裝置是在一棒狀熱源外套一管形試樣，再套一管形 散熱器，熱源和散熱器同軸。散熱器濕度由恒溫浴的水或油的循環(huán)來控制，熱源 由一已知功率的電源供給。在達到穩(wěn)定后，測量熱源和散熱器之間的溫差，最后 按a = f g ( 2 萬l a o ) h a ( r ) ) 求出導(dǎo)熱系數(shù)。這種裝置可進行熔融樣品的試驗，但 裝樣和取樣都是困難的。 ( 2 ) 瞬變法 處于穩(wěn)定狀態(tài)下的試樣，在外界溫度突然改變時，各處的溫度會隨時間發(fā)生 變化，這時試樣中的溫度分布服從導(dǎo)熱微分方程，解方程得出的溫度表達式不僅 與導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，而且也包含熱擴散系數(shù)，我們可以選擇合適的方法，從結(jié)果中 消除熱擴散系數(shù)，得出僅含導(dǎo)熱系數(shù)的溫度表達式、測量在瞬交過程中溫度的變 化，就可求得試驗材料的導(dǎo)熱系數(shù)。按這個原理設(shè)計的試驗方法有熱線法和熱板 法兩種。應(yīng)用較廣的是熱線法，這類儀器多用于粘性液體的測量。而對于固態(tài)聚 合試樣，發(fā)明了一種導(dǎo)熱系數(shù)探測器，可進行單點測量。日本京都電子工業(yè)株式 會社生產(chǎn)的用來測量聚合物一類材料導(dǎo)熱系數(shù)的儀器t c 一3 2 導(dǎo)熱系數(shù)鋇4 定 儀。該儀器具有操作方便，試驗迅速和直接顯示結(jié)果的優(yōu)點。國內(nèi)已有同類儀器 生產(chǎn)。熱板法的熱源是一個產(chǎn)生恒定熱流的無限大平板，測量原理和熱線法類似， 此處不再詳述。還有另外一些導(dǎo)熱系數(shù)測定方法，其中包括瞬變法和在穩(wěn)態(tài)法中 采用熱流計的方法，可以給出比標準方法更快的測量，a s t mc5 1 8 就是一種適 6 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 合于橡膠導(dǎo)熱系數(shù)測定的熱流計法。除此之外，b s7 3 7 0 第二部分中還介紹了一 種適臺多孔硬質(zhì)材料導(dǎo)熱系數(shù)的測量方法。 德國耐馳儀器制造有限公司生產(chǎn)的n a n o f l a s h wl f a 4 4 7 激光閃光法導(dǎo)熱儀能 用于測量金屬、石墨、涂料、復(fù)合材料、陶瓷、聚合物與其他材料的熱擴散系數(shù)、 比熱和導(dǎo)熱系數(shù)【2 1j 。n a n o f l a s h “使用氙燈加熱樣品表面，使用光學(xué)檢測器讀取 樣品背面溫升，消除了可能的表面熱阻，使得對薄層樣品、基體上的涂層以及薄 膜或夾層樣品的測量成為可能。樣品的一側(cè)均勻地受到一束氙燈閃光脈沖的照 射，使用紅外檢測器，測量樣品另一側(cè)的溫升與時間的關(guān)系。熱擴散系數(shù)的計算 并不使用絕對的溫升大小與光能量值，而僅僅對曲線的形狀進行分析。隨后，便 直接使用所記錄的溫升數(shù)據(jù)與樣品厚度計算熱擴散系數(shù)。比熱測量則通過比較待 測樣品與參比樣品的溫升幅度來進行計算。測量了熱擴散系數(shù)與比熱，再加上實 際測試或文獻查閱得到的樣品的密度數(shù)據(jù)，便可使用公式k = ( 0 【) ( p ) ( c p ) 進行導(dǎo)熱 系數(shù)的計掣”j 。n a n o f l a s h t m l f a 4 4 7 也是本論文所采用的熱物性測量儀器。 1 3 2 橡膠配方實驗設(shè)計方法 橡膠材料是生膠與多種配合劑構(gòu)成的多相體系，橡膠材料中各個組分之間存 在著復(fù)雜的化學(xué)作用和物理作用【2 3 】。目前雖然可借助計算機算出配方和某些物理 性能之間的定量關(guān)系，但尚不能完全用理論計算的方法確定各種原材料的配比， 在一定程度上仍依賴于長期積累的經(jīng)驗。隨著合成橡膠的出現(xiàn)，硫化、老化、補 強、共混等高分子理論的發(fā)展，特別是在計算機輔助設(shè)計口4 】和儀器測試方面開展 了大量的工作，使橡膠配合技術(shù)有了很大的提高。 在配方設(shè)計方法方面，橡膠制品工業(yè)長期以來使用單因素的均勻變量為基礎(chǔ) 的傳統(tǒng)方法。1 9 5 1 年，英國的鮑克斯和威爾遜創(chuàng)立了三因素以上的試驗設(shè)計法。 近年來，隨著統(tǒng)計數(shù)學(xué)的數(shù)理統(tǒng)計方法的發(fā)展，正交試驗設(shè)計法、回歸分析法在 橡膠配方優(yōu)化設(shè)計上得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。借助于這些統(tǒng)計數(shù)學(xué)的數(shù)理統(tǒng)計方 法，可以改變傳統(tǒng)試驗設(shè)計法中試驗點分布不合理、試驗次數(shù)多、不能反映因子 間交互作用等諸多缺點陋j 。 2 0 世紀7 0 年代末，我國著名的數(shù)學(xué)家方開泰和王元合作首創(chuàng)了均勻設(shè)計法 這一嶄新的試驗設(shè)計法【2 6 】。它已在國內(nèi)諸多領(lǐng)域應(yīng)用，取得了豐碩的成果和巨大 的效益，并得到國際數(shù)學(xué)界的高度評價。目前，這種獨特而有效的科學(xué)試驗方法 的應(yīng)用尚處自發(fā)狀態(tài)。在橡膠配方設(shè)計研究領(lǐng)域有顯著成果的還有青島科技大學(xué) 的辛振祥教授【2 。他研制并開發(fā)出了較完整和系統(tǒng)的多因素配方設(shè)計方法，并開 發(fā)出相應(yīng)的計算機c a d 技術(shù)應(yīng)用。應(yīng)用于多因素試驗設(shè)計的方法很多，有等高 7 基于回歸分析法的混煉膠熱物性實驗研究 線圖形法、正交試驗設(shè)計法、正交回歸試驗設(shè)計法、組合試驗設(shè)計法、中心復(fù)合 試驗設(shè)計法、均勻設(shè)計法等。正交試驗設(shè)計是安排和分析多因子試驗的數(shù)學(xué)方法。 正交試驗設(shè)計是通過一套精心設(shè)計的表來進行試驗設(shè)計的。正交試驗設(shè)計因試驗 次數(shù)至少是試驗水平數(shù)的平方，比較適合水平數(shù)不高的實驗安排?；貧w試驗設(shè)計 自上世紀5 0 年代初產(chǎn)生以來，內(nèi)容不斷豐富，有回歸的正交設(shè)計、回歸的旋轉(zhuǎn) 設(shè)計等【2 。為在性能預(yù)報和尋求最優(yōu)配方的過程中排除誤差干擾，一般在一次方 程回歸時用正交設(shè)計，二次方程回歸時用旋轉(zhuǎn)設(shè)計。標準中心復(fù)合設(shè)計的基本思 想是在二水平正交試驗設(shè)計的基礎(chǔ)上，增添了一部分與中心點等距離的星點和若 干中心點進行試驗。而均勻試驗設(shè)計法的特點是可以解決正交法的實驗次數(shù)隨著 水平數(shù)呈二次指數(shù)增加這一缺點。 1 3 3 聚合物熱物性的研究 1 聚合物的熱擴散系數(shù) 熱擴散系數(shù)是影響實心物體在制造過程中加熱和冷卻速度的一項重要參數(shù)。 盡管熱擴散系數(shù)的大小是很重要的，但在文獻中僅有少量物質(zhì)的數(shù)據(jù)可以查到。 缺少這方面的數(shù)據(jù)會帶來一些問題，特別是在硫化時被加熱至2 0 0 。c 附近的膠料 的加工過程中。王貴一教授編譯的( p l a s t i c s ，r u b b e ra n dc o m p o s i t e s ) ) 【2 9 】中 m b a f m e c 等人研究的關(guān)于橡膠的熱擴散系數(shù)一文，研究表明：炭黑的用量對膠料 的熱擴散系數(shù)有重要的影響。實驗中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，膠料中炭黑用量增) j n l ，膠料 的導(dǎo)熱系數(shù)增加5 1 0 1 z s ，即約5 。這對炭黑質(zhì)量份數(shù)在2 5 到4 0 范圍內(nèi)的膠 料是有效的。合成橡膠的存在有損于膠料中的天然膠，可能會引起熱擴散系數(shù)的 增加。然而目前還沒有充分的試驗數(shù)據(jù)來評價這種影響。 2 聚合物的比熟容 目前國內(nèi)外對于混煉膠比熱的研究還比較少，沒有形成一個系統(tǒng)的配方因子 和比熱之間的關(guān)系。國內(nèi)研究主要集中在具體的聚合物的比熱分析上。1 9 9 4 年， 西安交通大學(xué)的趙小明等人利用精密自動絕熱比熱容實驗裝置，測量了丁苯橡膠 合成過程中高分子凝聚液比熱容數(shù)據(jù)，并用最小二乘法將測量結(jié)果擬合成溫度與 比熱的多項式【3 ?！浚? 9 9 5 年，趙小明等人用絕熱法進行了丁苯橡膠合成中終止劑溶 液的比熱容數(shù)據(jù)測定，建立了精密自動絕熱比熱容實驗臺，可用于2 4 0 k 4 0 0 k 溫度范圍的比熱容測且【”j ；2 0 0 1 年，又測量了丁苯橡膠合成過程中三個不同階段 的三個丁苯橡膠膠乳樣品的比熱容數(shù)據(jù)，為大型丁苯橡膠合成裝置建造提供了基 礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)瞄。1 9 9 9 年，南京師范大學(xué)理化中心的王防、蔣成安通過做大量實驗， 分析了d s c 技術(shù)測定試樣比熱的準確度及影響因素，并通過d s c 測定t e s p t 5 0 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 的比熱。所測試樣t e s p t5 0 的比熱為表觀比熱。比熱值與溫度之間符合 c 。= a + b t + c t 2 的函數(shù)關(guān)系【3 3 l 。2 0 0 1 年，樺林輪胎股份有限公司的盧建航等人 用準穩(wěn)態(tài)法測定輪胎材料導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容，對9 0 0 2 0 1 6 p r 外胎、內(nèi)胎、墊帶、 膠囊材料進行測試，利用計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動處理，為輪胎熱學(xué)性能的進一步研 究準備了基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 3 4 】。2 0 0 4 年，青島科技大學(xué)的李慶領(lǐng)教授等人利用d s c 2 0 4 差 式掃描量熱器對6 種混煉膠料的比熱進行了測量，得到了各種膠料比熱容隨溫度 的變化關(guān)系，試驗結(jié)果表明：在5 0 1 0 0 范圍內(nèi)，比熱溫度近似符合 f = c o + b y 的線性規(guī)律。同時，對膠料中炭黑含量對比熱容的影響作了探討， 得出了比熱容隨炭黑質(zhì)量份數(shù)的增加近似按線性規(guī)律增大這一結(jié)論口“。 3 聚合物的導(dǎo)熱系數(shù) 其實，聚合物導(dǎo)熱系數(shù)的研究工作和比熱的研究是相輔相成的。黃晨曉翻譯 了測定高聚物導(dǎo)熱性的簡單測量儀一文( 原作者和年代不祥) ，翻譯資料表 明，該測量儀所采用的方法既可用靜態(tài)法又可用動態(tài)脈沖法測定高聚物在細微變 化狀態(tài)下的采熱性數(shù)值，這種方法的優(yōu)點是對試樣的形狀特征和測量條件不需嚴 格要求，也不需要在特殊的條件( 絕緣、惰性氣氛下等等) 下進行測量，并且避免 了仍使用測定金屬和其它材料特征值的儀器要花費很多時間的缺點1 3 “。近年來， 基于導(dǎo)熱系數(shù)可以估計不同聚合物和配合劑在傳熱性能上的影響，d j b u r l e t 等 人對復(fù)雜彈性體和共混體進行了熱分析，指出聚合物填充劑的分布對傳熱和導(dǎo)熱 系數(shù)的影響，以及對硫化交聯(lián)體系裂解影響的研究。張立群等人的研究表明，隨 炭黑用量的增加，膠料的導(dǎo)熱性增加( 可達生膠的1 2 倍) ，但炭黑結(jié)構(gòu)性和 c t a b 表面積與導(dǎo)熱性之間的關(guān)系不甚明確。炭黑膠的導(dǎo)熱性隨溫度和交聯(lián)度提 高而有所下降 3 7 】 3 8 1 3 9 1 。 2 0 0 3 年，青島科技大學(xué)的馬連湘等人利用穩(wěn)態(tài)法測試了4 種輪胎橡膠復(fù)合材 料的導(dǎo)熱系數(shù) 4 0 】。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，利用最小二乘法得到材料的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的 關(guān)聯(lián)式；該實驗小組還采用穩(wěn)態(tài)法測量了2 0 5 7 5 r 1 5 半鋼子午線輪胎各部位橡膠 材料的導(dǎo)熱系數(shù)。得出不同橡膠材料導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系規(guī)律【4 ”。2 0 0 4 年，李 慶領(lǐng)等人采用穩(wěn)態(tài)護熱板測量法對混煉膠的導(dǎo)熱系數(shù)進行了測量，實驗結(jié)果表明 隨著溫度的升高混煉膠的導(dǎo)熱系數(shù)也升高，并且得出了不同配方膠料的導(dǎo)熱系數(shù) 隨溫度變化的經(jīng)驗關(guān)系式【3 5 l 【4 2 1 。 從以上所闡述的研究現(xiàn)狀可以看出，目前關(guān)于聚合物各種熱物性的研究是很 多的，所涉及的面也非常廣泛，人們對要達到的橡膠的各種性能參數(shù)也有比較成 熟的配方設(shè)計方法和公式。但是對橡膠加工過程中這種中間態(tài)一混煉膠的 9 基于回歸分析法的混煉膠熱物性實驗研究 熱物性研究甚少，還有許多等待我們?nèi)ソ鉀Q的問題。主要體現(xiàn)在： ( 1 ) 橡膠加工成型的理論在流變學(xué)、高分子物理學(xué)、高分子化學(xué)等 領(lǐng)域已經(jīng)形成了相對成熟和系統(tǒng)的學(xué)科體系，但是關(guān)于高分子熱學(xué)方面 的研究相對還較少，還不能形成一個學(xué)科體系。 ( 2 ) 橡膠成品的熱物性分析已經(jīng)越來越多的被用于研究膠料的合成 和組分、輪胎的動態(tài)生熱和升溫、導(dǎo)熱橡膠的機理與開發(fā)、熱氧降解等 領(lǐng)域 4 3 卜 45 1 ，然而其中間產(chǎn)物混煉膠的熱物性研究近乎是個空白。 ( 3 ) 聚合物熱物性的研究主要集中在測量具體某種聚合物的熱物性 參數(shù)，而沒有擴展到研究聚合物熱物性和其組分之間的關(guān)系；在對擠出 機擠出過程中流動和傳熱特性的仿真和模擬研究中，通常取膠料常規(guī)的 熱物性參數(shù)，沒有考慮溫度對膠料熱物性的影響以及膠料組分含量變化 對其熱物性的影響。 1 4 課題的研究內(nèi)容及研究方法 1 4 1 研究內(nèi)容 基于目前本課題相關(guān)研究方面存在的問題，再綜合考慮前期的工作基礎(chǔ)并利 用現(xiàn)有的實驗條件，本文采用二次回歸試驗設(shè)計法對全鋼子午線輪胎胎面膠的配 方進行設(shè)計，通過改變配方中炭黑、白炭黑、增塑劑a 的質(zhì)量份數(shù)，來探尋混煉 膠在擠出機中隨溫度變化其熱物性( 熱擴散系數(shù)、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)) 與膠料組分 含量變化的相互制約規(guī)律。研究內(nèi)容主要是： 1 通過對混煉膠配合劑和其熱物性關(guān)系的理論研究，擬定了混煉膠的配方設(shè) 計方法回歸實驗設(shè)計法，相應(yīng)的選定了回歸實驗設(shè)計法關(guān)于三變量( 需要考 察的影響試驗性能指標的因素，這里指炭黑、白炭黑、增塑劑a ) 五水平( 每種 變量的質(zhì)量份數(shù)取值狀態(tài)) 的設(shè)計模型和計算方法，并利用v b 編程技術(shù)初步實 現(xiàn)了回歸實驗設(shè)計法( 三變量、五水平) 的科學(xué)計算可視化。 2 用開煉機煉制實驗所需的混煉膠樣品。 3 利用激光閃光法導(dǎo)熱分析儀，測定出每種膠料的熱擴散系數(shù)、比熱和導(dǎo)熱 系數(shù)。 4 將原始數(shù)據(jù)用回歸實驗設(shè)計法進行分析計算，分別得到不同溫度段三種配 合劑( 炭黑、白炭黑、增塑劑a ) 與膠料熱物性的回歸方程式。 5 通過對所求回歸方程式的利用，分析溫度和單因素組分對膠料熱物性變化 的影響規(guī)律。 1 0 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 6 分析雙因素( 固定其中任一配合劑的水平，另兩種配合劑的水平同時變化) 組分含量變化對膠料熱物性變化的影響規(guī)律。用m a t l a b 軟件編程，顯示雙因素同 時變化時膠料的三維熱物性性能圖。 1 4 2 研究方法 本文擬采用回歸分析和實驗研究相結(jié)合的方案，首先是用理論分析預(yù)測研究 對象，再結(jié)合回歸試驗方法設(shè)計出實驗配方和計算模型，利用實驗方法測定出各 配方的熱物性參數(shù)后，再用回歸試驗計算模型處理實驗數(shù)據(jù)，最后對分析結(jié)果進 行探討。 基于回歸分析法的混煉膠熱物性實驗研究 2 混煉膠在擠出機內(nèi)的流動與傳熱 本章通過分析混煉膠的傳熱與流動過程，建立混煉膠在擠出過程中的物理數(shù) 學(xué)模型，根據(jù)擠出機發(fā)展段三維模型的數(shù)值模擬計算結(jié)果和螺槽內(nèi)膠料溫度分布 的測量結(jié)果，著重討論與控制方程有關(guān)的三個熱物性參數(shù)：比熱、熱擴散系數(shù)和 導(dǎo)熱系數(shù)。 2 1 擠出機內(nèi)的流動與傳熱特性分析 橡膠擠出機中，由于螺桿的旋轉(zhuǎn)作用使膠料得以攪拌、塑化和壓緊。同時， 產(chǎn)生溫度升高和壓力的增大。膠料在螺桿作用下向機頭方向移動，最后從口型擠 出。其擠