塑料制品加工中常用的混合設備有轉鼓式混合機、螺帶式混合機、捏合機和高速混合機。
(1) 轉鼓式混合機:這類混合機的形式很多(圖3—1),是最簡單的混合設備,它主要是由混合室與驅動裝置構成。其共同點是靠盛載混合物料的混合室的轉動來完成的,混合作用較弱且只能用于非潤性物料的混合。為了強化混合作用,混合室的內壁上也可加設曲線型的擋板。以便在混合室轉動時引導物料自混合室的一端走向另一端,混合室一般用鋼或不銹鋼制成。
(2) 螺帶式混合機:這種混合機是由螺帶、混合室、驅動裝置和機架組成,螺帶即為起攪拌、推動物料運動的轉子。常用的螺帶式混合機為雙螺帶混合機,有臥式和立式兩種。
(3)臥式雙螺帶混合機: 圖3—2是典型的臥式雙螺帶混合機,它是一個兩端封閉的半圓筒形槽,榴上有可啟閉的蓋,楷體附夾套可通蒸汽加熱或通冷卻水冷卻,楷內有兩根反方向的螺帶,當螺帶轉袖旋轉時。兩根螺帶同時攪動物料上、下翻轉,由于兩根螺帶外緣回轉半徑不同,對物料的攪動速度也不相同,有利于徑向分布混合。與此同時,外螺帶將物料從右端推向左端,而內螺帶(外緣回轉半徑小的螺帶)又將物料從左端推向右端,使物料形成了在混合室軸向的往復運動,產生了軸向的分布混合,從而達到混合的目的。混合室的下部開有卸料口。這類設備以往用于潤性或非潤性物料的混合,目前已很少使用,而多用在高速混合后物料的冷卻過程,也稱作冷混合機。
(4)捏合機:可兼用于潤性與非潤性物料的混合,主要由攪拌器、混合室及驅動裝置組成(圖3—3)。混合室是一個帶有鞍形底部的鋼糟,上部有蓋和加料口,下部一般設有排料口,有的卸料靠混合室的傾斜來完成。鋼格外附夾套進行加熱和冷卻,還可在攪拌器的中心開設通道以便冷、熱載體的流通。有的高精度混合室還沒有真空裝置,可在混合過程中排出水分與揮發物。攪拌器的形狀變化很多,最普通的是S形和Z形。混合時,物料借攪拌器的轉動(兩個攪拌器的轉動方向相反,速度也可以不同)沿混合室的側壁上翻而在混合室的中間下落。這樣物料受到重復折疊和撕捏作用并從而得到均勻的混合。
(5)高速混合機:是使用極為廣泛的混合設備,這種混合機不僅兼用于潤性與非潤性物料,而且更適宜于配制粉料。該機由混合鍋、攪拌槳、鍋蓋、折流板、排料裝置及電動機、機座組成,如圖3—4所示。攪拌裝置包括位于混合室下部的快轉葉輪和可以垂直調整高度的擋板。葉輪根據需要不同可有一至三組,分別裝置在同一轉軸的不同高度上。每組葉輪的數目通常為兩個。葉輪的轉速一般有快慢兩擋,兩者之速比為2:1。快速約為860r/Min,但視具體情況不同也可以有變化。擋板的作用是使物料運動呈流化狀,更有利于分散均勻。
攪拌槳高速旋轉,物料因離心力的作用被拋向鍋壁下部,沿鍋壁上升至旋轉中心部位時降落,然后再上升和下降循環,物料充分混合分散,并由從鍋壁上得到的熱及內摩擦產生熱使物料預塑化。高速混合機是否外加熱,視具體情況而定。
高速混合機的混合效率較高,所用時間遠比捏合機為短,在一船情況下只需8—10min。實際生產中常以料溫升至某一點(例如硬聚氯乙烯管材的混合料可為120—130℃)時,作為混合過程的終點。