不同助磨剂助磨效果的实验研究

连永祥， 刘 倩， 李 新， 王丽敏， 陈 洋

(1.沈阳化工大学机械工程学院，辽宁沈阳110142; 2.蓝星沈阳轻工机械设计研究所，辽宁沈阳110142)

助磨剂(也称粉碎助剂)是微粉碎和超微粉碎作业的一种辅助材料，加入助磨剂可改变研磨环境或被磨物料表面的物理化学性质，在废橡胶粉碎过程中加入助磨剂是提高粉碎效率、降低粉碎能耗的有效措施.可用作助磨剂的物质很多，按物质状态可分为固体、液体和气体助磨剂［1］.固体助磨剂主要有硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、炭黑、氧化镁粉、胶体石墨以及石膏等［2］.从国内外废橡胶粉碎助磨剂研究与应用情况看，对助磨剂的种类、助磨机理、助磨效果、助磨剂对胶粉性能的影响等方面还缺乏足够的研究［3］.对废橡胶粉碎助磨剂的选用及其助磨效果的研究也很少见专门文献报道［4］.本文对现有几种助磨剂进行实验并分析各助磨剂对废橡胶粉碎的助磨作用，为选择适合废橡胶粉碎的助磨剂提供帮助，并寻求相关的使用规律.

1 实验目的和实验主要设备

实验目的:(1)在相同粉碎条件下，研究不同助磨剂对废橡胶粒径分布的影响;(2)确定适合废橡胶粉碎的助磨剂及其用量.

2 实验

2.1 实验材料和实验方案

实验材料:废硫化胶胶边;助磨剂选用硬脂酸、聚氯乙烯、轻质碳酸钙、氧化锌、炭黑、白炭黑、聚乙烯、聚丙烯.

实验方案:先将条状废硫化胶边粉碎到8目作为备料，将上述几种助磨剂分别按照质量分数为1%、2%、3%和4%的掺量与准备好的胶粉一起粉碎，在辊距为0.34 cm的相同条件下将物料粉碎10 min，粉碎后进行筛选，分析其助磨效果.分别记录通过30目，40目，60目和80目筛子的橡胶粉的质量进而计算出质量分数.

2.2 实验结果与分析

不同助磨剂对胶粉粒径分布的影响如表1所示.

表1 不同助磨剂对胶粉粒径分布的影响Table 1 The influence graph of grinding aid on the distribution of a powder

从表1可以看出，聚氯乙烯、炭黑、白炭黑、聚乙烯、聚丙烯无论质量分数为多少时都对橡胶粉碎没有助磨效果.故只研究硬脂酸、氧化锌和轻质碳酸钙3种助磨剂的线性回归方程.

设定关系式:

如果设x1=x，x2=x2，x3=x3，则(1)式可变为y=a+b1x1+b2x2+b3x3的多元线性方程形式，还可知n=4，m=3，根据数据可得正规方程组:

解得:

计算值见表2.

三是群体利益诉求的延伸。网络中有一类群体是以讨伐个人或集体利益为目标而集中的一个群体，这样的群体往往以知识型成员为主导者，通过有理有据的说明方式使群众信服，号召更多人参与进来。声势浩大的群体容易加剧社会问题，发酵微小的社会事件，引起全社会的关注。

表2 不同助磨剂的数据计算表Table 1 The table of grinding aid data calculation

由表1可以看出:当硬脂酸质量分数为1%时对橡胶粉碎起到一定的助磨作用，硬脂酸质量分数为2%时助磨效果明显上升，质量分数为3%和4%时助磨效果又下降，由此可知硬脂酸并不是用的越多助磨效果越好.当硬脂酸质量分数为2%时助磨效果最好.

由表2数据可得正规方程组:

解得:a=－0.770 9，b1=34.867，b2=－13.250，b3=1.433 3.

可得线性回归方程为:

由表1可以看出:当氧化锌质量分数为1%时对橡胶粉碎起到较好的助磨作用，质量分数为2%时对橡胶粉碎没有助磨效果，质量分数为3%时助磨效果又上升，质量分数为4%时助磨效果又下降.从表1可以看出当氧化锌质量分数为1%时助磨效果最好，质量分数为3%时次之，且氧化锌并不是用的越多助磨效果越好.

由表2数据可得正规方程组:

解得a=－13.648 1，b1=－76.387 5，b2=－37.641 5，b3=5.147 2.

可得线性回归方程为:

由表1可以看出:当轻质碳酸钙质量分数为1%时对橡胶粉碎没有助磨作用，质量分数为2%时助磨效果明显上升，质量分数为3%和4%时助磨效果又下降.轻质碳酸钙质量分数为2%时助磨效果最好，其他质量分数时没有助磨效果.

由表2数据可得正规方程组:

解得a=－79.406 1，b1=－150.288 0，b2= 71.245 8，b3=－9.827 7

可得线性回归方程为:

3 结论

通过实验得出硬脂酸、聚氯乙烯、轻质碳酸钙、氧化锌、炭黑、白炭黑、聚乙烯、聚丙烯8种助磨剂中只有硬脂酸、氧化锌、轻质碳酸钙对橡胶的粉碎起到一定的助磨作用.当助磨剂质量分数为1%时，氧化锌的助磨作用最大，其次为硬脂酸和轻质碳酸钙;助磨剂为2%时，硬脂酸的助磨作用最大，其次为轻质碳酸钙和氧化锌;助磨剂质量分数为3%时，硬脂酸的助磨作用最大，其次为氧化锌和轻质碳酸钙;助磨剂质量分数为4%时，硬脂酸的助磨作用最大，其次为轻质碳酸钙和氧化锌.从国内外废橡胶粉碎助磨剂研究与应用情况看，对助磨剂的种类、助磨机理、助磨效果、助磨剂对胶粉性能的影响等方面还缺乏足够的研究.寻求合适的、经济性好的助磨剂对于降低废橡胶粉碎生产过程的能耗、降低生产成本、改善胶粉性能是急需研究的课题.

［1］ 张成祥，蒋永波，黄曙.助磨剂原理及应用［J］.新世纪水泥导报，2005，14(2):80－81.

［2］ Rajendran Nair P B，Paramasivam R.Effect of Grinding Aids on the Time-flow Characteristics of the Ground Product from a Batch Ball Mill［J］.Powder Technology，1999，101(1):31－42.

［3］ Natarajan K A.Ball Wear and Its Control in the Grinding of a Lead-zinc Sulphide Ore［J］.Int J.Miner Process，1992，34(1/2):161－175.

［4］ 刘振学，黄仁和，田爱民，等.实验设计与数据处理［M］.北京:化学工业出版社，2005:62－74.