Công đoạn phối trộn cao su là một bước quan trọng trong sản xuất nhiều sản phẩm cao su khác nhau. Hai loại máy chính chiếm ưu thế trong lĩnh vực này: máy trộn trong (như máy trộn Banbury) và máy cán hai trục hở. Mặc dù cả hai đều nhằm mục đích phân tán các chất phụ gia vào nền cao su, nhưng nguyên tắc hoạt động, quy trình và kết quả của chúng lại khác nhau đáng kể. Bài viết này trình bày quy trình xử lý từng bước cho mỗi loại máy.
Quy trình xử lý bộ trộn nội bộ
Máy trộn bên trong hoạt động như một hệ thống trộn kín, cường độ cao. Quá trình bắt đầu bằng việc làm nóng trước buồng trộn đến khoảng 50–80°C và đảm bảo các rôto sạch sẽ. Tiếp theo, polyme cao su (ví dụ: cao su tự nhiên hoặc SBR) được đưa vào qua phễu. Pít tông hạ xuống, tạo áp lực, và các rôto bắt đầu quay với tốc độ thay đổi (thường là 20–60 vòng/phút). Lực cắt và ma sát mạnh tạo ra nhiệt, làm mềm cao su trong vòng 1–2 phút.
Sau khi polyme phân hủy, người vận hành nâng pít tông lên và thêm các chất phụ gia rắn – muội than, silica, dầu và chất hỗ trợ xử lý – thông qua phễu theo một trình tự đã định trước. Kẽm oxit và axit stearic thường được thêm vào sau, tiếp theo là chất xúc tiến và lưu huỳnh (trừ khi sử dụng quy trình trộn hai giai đoạn để tránh cháy khét). Pít tông được hạ xuống trở lại và quá trình trộn tiếp tục trong tổng cộng 3–5 phút. Nhiệt độ trong buồng có thể đạt 120–160°C. Việc trao đổi nhiệt hiệu quả thông qua các lớp vỏ làm mát bằng nước giúp ngăn ngừa quá nhiệt.
Sau khi đạt được độ phân tán đồng đều, người vận hành mở cửa xả ở phía dưới, và hỗn hợp đã trộn sẽ được xả ra dưới dạng khối. Con lăn cao su silicon sản xuất tại Trung Quốc. Toàn bộ chu trình thường kéo dài 5-8 phút. Máy trộn bên trong hoạt động hiệu quả trong sản xuất khối lượng lớn, mang lại độ phân tán đồng đều, giảm bụi và giảm yêu cầu về nhân công. Tuy nhiên, nó không dễ dàng xử lý các nguyên liệu nhạy cảm với nhiệt độ nếu không có trình tự thực hiện phù hợp.
Quy trình gia công bằng máy cán hở (máy cán hai trục)
Máy cán hở này có hai trục lăn nằm ngang quay ngược chiều nhau với khe hở và tỷ lệ ma sát có thể điều chỉnh. Việc làm nóng trước các trục lăn đến 40–60°C là rất cần thiết để tăng độ bám dính. Quy trình bắt đầu bằng việc đưa cao su thô vào khe hở giữa các trục lăn. Cao su tạo thành một khối cuộn và quấn quanh trục lăn phía trước. Người vận hành máy cán sẽ cắt, gấp và đưa cao su trở lại bằng tay để thúc đẩy quá trình phân hủy và làm mềm – một quá trình gọi là “cán” kéo dài 3–5 phút.
Sau đó, các chất phụ gia được thêm vào dần dần. Bột như muội than được rắc lên bề mặt cán, trong khi dầu được đổ từ từ để tránh trượt. Không giống như máy trộn kín, người vận hành liên tục sử dụng thìa hoặc dao để cắt, gấp và tạo thành "bề mặt cán" để trộn đều các vật liệu. Để trộn kỹ, người vận hành có thể thực hiện "trộn chéo" (cắt và lật tấm) hoặc "gấp thành hình tam giác". Khe hở của máy cán được thu hẹp dần để tăng lực cắt.
Khi tất cả các thành phần được phân tán đồng đều (thường sau 10-20 phút), hỗn hợp được cán thành dải liên tục hoặc cắt thành tấm. Việc kiểm soát nhiệt độ được thực hiện thủ công – sự tuần hoàn nước qua các trục cán giúp loại bỏ nhiệt, nhưng hiện tượng quá nhiệt có thể xảy ra nếu quá trình trộn kéo dài. Máy cán hở mang lại sự linh hoạt cho các mẻ nhỏ, thay đổi màu sắc và các hỗn hợp nhạy cảm (ví dụ: những hỗn hợp có chất xúc tiến phản ứng rất nhanh). Tuy nhiên, nó đòi hỏi kỹ năng vận hành cao, khiến công nhân tiếp xúc với bụi và nhiệt, và có năng suất thấp hơn.
Những điểm khác biệt chính trong quy trình vận hành
Đặc điểm nổi bật của máy trộn bên trong dạng hở
Thời gian chu kỳ 5–8 phút 10–20 phút
Cường độ lao động Thấp (tự động) Cao (thủ công)
Tiếp xúc với bụi: Tối thiểu - Đáng kể
Kiểm soát nhiệt độ Tuyệt vời (có lớp vỏ bọc) Trung bình
Kích thước lô hàng: Lớn (50–500 kg) Nhỏ (1–50 kg)
Tóm lại, máy trộn trong được ưa chuộng cho việc phối trộn quy mô lớn, hiệu quả và sạch sẽ, trong khi máy nghiền hở vẫn không thể thiếu đối với các mẻ nhỏ, các hợp chất đặc biệt và công việc trong phòng thí nghiệm. Nhiều nhà máy thực tế sử dụng cả hai theo trình tự: trộn trong để phân tán ban đầu, sau đó nghiền hở để làm nguội, thêm chất đóng rắn và cán màng cuối cùng. Hiểu rõ các quy trình này cho phép người pha chế lựa chọn công cụ phù hợp cho từng nhiệm vụ.
Thời gian đăng bài: 03/04/2026
