双辊研磨机是制造皮革纤维和回收EVA复合材料过程中高剪切混合和均质化的主要引擎。其具体功能是迫使纤维状皮革废料物理渗透到熔融聚合物基体中，确保在材料进入成型阶段之前，所有组分和添加剂都在宏观和微观层面得到彻底混合。
核心见解：双辊研磨机的有效性在于其通过不同辊筒速度产生强烈剪切力的能力；这种机械应力对于将高含量的皮革纤维均匀分散到回收EVA中是必需的，而简单的搅拌无法实现这一目标。
相互作用的机制
产生剪切力
研磨机利用两个以不同速度旋转的辊筒来产生摩擦。例如，将前辊筒设置为10 rpm，后辊筒设置为15 rpm，即可建立特定的速度比。这种差速旋转会产生分解材料团聚体所需的显著剪切力。
强制基体渗透
仅仅翻滚材料不足以保证复合材料的完整性。研磨机使用受控的“辊隙”（辊筒之间的距离）对混合物施加压力。这种压力迫使皮革打磨粉尘深入渗透到熔融的EVA聚合物基体中。
热量调节和状态
虽然主要目标是混合，但摩擦产生的热量会使聚合物保持熔融状态。这确保了EVA保持足够的粘度以接受纤维增强，但又足够流动。
实现均匀分散
宏观和微观混合
该过程在两个尺度上实现一致性。宏观上，它将皮革粉尘均匀地分布在整个批次中，没有结块。微观上，它确保单个纤维被聚合物润湿和包裹。
处理高纤维含量
回收复合材料通常依赖于高浓度的填料（皮革废料）以实现成本效益和环保性。双辊研磨机的高剪切环境允许基体容纳这些高含量，而不会损害混合物的结构连续性。
理解权衡
工艺依赖性
双辊研磨机严格来说是一种复合和混合工具，而不是成型工具。它制备“面团”，但需要后续工艺——例如热压成型机——施加热量（90–120°C）和静压力进行最终固化。
对设置的敏感性
混合物的质量对间隙设置和速度比高度敏感。如果间隙太宽，剪切力会下降，纤维将无法渗透到基体中。如果间隙太窄或速度太高，您可能会因过度的热量和应力而降解聚合物链。
优化您的复合材料工艺
为确保最高质量的复合材料，请根据您的具体制造目标调整机器设置：
- 如果您的主要重点是材料均质性：优先精确控制速度比（例如，保持特定的差速，如10:15 rpm），以在不过热的情况下最大化剪切。
- 如果您的主要重点是结构完整性：确保辊隙足够紧密，以迫使皮革纤维进入聚合物熔体，为成型阶段创建致密、无孔的基础。
- 如果您的主要重点是生产流程：将双辊研磨机视为准备步骤；确保在此处完全熔化混合物，以便后续的热压循环仅用于成型和粘合。
双辊研磨机将原始、分散的废料转化为统一的复合材料，为高性能应用做好准备。
总结表：
| 关键特性 | 在复合材料制备中的功能作用 | 对最终材料的影响 |
|---|---|---|
| 差速 | 通过前后辊筒速度比产生强烈的剪切力 | 分解团聚体以实现微观混合 |
| 可调辊隙 | 对混合物施加物理压力 | 迫使皮革纤维渗透到熔融的EVA基体中 |
| 热量调节 | 摩擦产生的热量保持聚合物粘度 | 确保基体保持流动性以包裹纤维 |
| 高容量 | 容纳大量皮革废料填料 | 提高环保效率，而不影响结构 |
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参考文献
- Shubham Sharma, S. Rajkumar. Effect of nanoadditives on the novel leather fiber/recycled poly(ethylene-vinyl-acetate) polymer composites for multifunctional applications: Fabrication, characterizations, and multiobjective optimization using central composite design. DOI: 10.1515/ntrev-2022-0067
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