两辊研磨机在此特定应用中的作用是进行高剪切混合，将废皮革纤维整合到回收的EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）聚合物基体中。
通过使用两个以不同速度旋转的辊筒——特别是前辊筒约10 rpm，后辊筒15 rpm——该机器产生强烈的摩擦和剪切力。这种机械作用迫使皮革纤维渗透到熔融聚合物中，即使在高纤维含量下也能确保均匀混合。
核心要点 两辊研磨机是复合材料的关键“均化引擎”。它通过使用差速剪切力将纤维机械地锁定在聚合物中，将不同的原材料——纤维状皮革废料和聚合物颗粒——转化为统一、一致的基体。
高剪切混合的机械原理
通过差速产生剪切
两辊研磨机的核心机制依赖于差速旋转。
根据主要技术规格，前辊筒以较低速度（例如10 rpm）运行，而后辊筒以较快速度（例如15 rpm）旋转。
这种速度差异在材料界面处产生连续的“撕裂”和折叠作用，这对于分解聚合物颗粒和皮革碎片至关重要。
控制压榨间隙
两个辊筒之间的距离，称为压榨间隙，是可调的，并在调节压力方面起着至关重要的作用。
通过减小此间隙，操作员会增加施加在材料上的剪切应力。
这种压力确保混合不仅发生在表面，而且发生在批次的所有体积中。
实现材料均一性
强制纤维渗透
简单的搅拌对于皮革废料等纤维材料来说是不够的；它们必须被物理地压入聚合物中。
研磨机产生的高剪切力将皮革纤维深层驱动到熔融EVA基体中。
这允许“高负载”，意味着可以成功回收大量废皮革，而不会损害复合材料的结构完整性。
宏观和微观混合
此过程的目标是绝对的均匀性。
在宏观层面，研磨机确保没有大块皮革或纯聚合物的孤立区域。
在微观层面，它确保添加剂和纤维被EVA充分包覆，为后续的成型步骤提供必要的基础。
理解权衡
过度剪切的风险
虽然剪切力对于混合是必需的，但它是一个必须仔细管理的变量。
如果剪切力过于剧烈（由于极端的速差或过紧的间隙），您可能会降解聚合物链或损坏纤维长度，这可能会削弱最终的复合材料。
混合不足的后果
相反，如果速度比率太接近（例如，10 rpm vs 11 rpm），研磨机将无法产生足够的剪切力。
这会导致纤维分散不良，在最终材料中出现“薄弱点”，皮革纤维未能与EVA正确粘合。
为您的目标做出正确选择
为了最大限度地提高两辊研磨机在皮革/EVA复合材料中的有效性，请考虑您的特定加工目标：
- 如果您的主要重点是材料均匀性：确保前后辊筒之间的速度比保持恒定（例如，10:15），以在整个批次中保持一致的剪切力。
- 如果您的主要重点是高纤维含量：优先精确控制压榨间隙，以最大化将密集纤维体积压入聚合物基体所需的压力。
成功创造回收复合材料完全取决于研磨机将不同材料机械地压入单一、内聚结构的能力。
总结表：
| 参数 | 规格/操作 | 对复合材料的影响 |
|---|---|---|
| 前辊筒速度 | ~10 rpm | 提供基础旋转和材料支撑 |
| 后辊筒速度 | ~15 rpm | 产生差速剪切以撕裂和混合材料 |
| 压榨间隙 | 可调 | 控制压力以实现深度纤维渗透 |
| 加工目标 | 均化 | 确保皮革纤维在熔融EVA中的均匀分散 |
| 关键风险 | 过度剪切 | 聚合物链或纤维长度可能降解 |
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参考文献
- Shubham Sharma, Suchart Siengchin. Fabrication of Novel Polymer Composites from Leather Waste Fibers and Recycled Poly(Ethylene-Vinyl-Acetate) for Value-Added Products. DOI: 10.3390/su15054333
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .