1、核心工作原理
- 剪切型：依靠转子与混炼室壁之间的高剪切速率和“剪刀”效应。
- 啮合型：依靠两个转子之间相互啮合、挤压、拉伸的“捏合”效应。
2、结构设计差异
剪切型转子：
- 相切式设计： 两个转子在混炼室内以一定的速比（例如1:1.1~1.2）相对旋转，但它们并不相互接触或啮合。它们的凸棱是“相切”而过的。
- 凸棱形状： 通常每个转子有两条长度不等的螺旋形凸棱（一个长棱，一个短棱），棱与混炼室壁之间的间隙很小。最经典的代表是本伯里型转子。
- 流动路径： 物料主要被转子推动，在转子凸棱和混炼室壁之间受到挤压和剪切，然后从一个转子区域“抛掷”到另一个转子区域，形成复杂的循环流动。
啮合型转子：
- 啮合式设计： 两个转子的凸棱和螺槽像一对相互啮合的齿轮或螺杆，它们在旋转过程中会相互插入对方的螺槽中。
- 凸棱形状： 凸棱通常为螺旋形，且两个转子的凸棱和螺槽是精确配合的。其典型代表是肖氏转子。
- 流动路径： 物料在啮合区被两个转子强行抓取、挤压、拉伸和分割。这个啮合区是混炼的核心区域，物料被强制性地从一个转子转移到另一个转子。
3、混炼效率差异
剪切型转子：
- 高剪切应力： 其最大的优势在于能在转子凸棱顶端与混炼室壁之间的狭小间隙内产生极高的剪切速率和剪切应力。这对于打破炭黑等填料的团聚体、将填料均匀分散到聚合物基体中至关重要。
- 生热效率高： 强大的剪切作用会迅速将机械能转化为热能，使胶料快速升温，有利于后续的塑化和混合。
啮合型转子：
- 优异的混合均匀性： 啮合区像一个连续不断的“捏合机”，对物料进行反复的挤压、折叠和拉伸，使各组分在空间分布上非常均匀。特别适合于共混、着色和添加小量添加剂
- 精确的温度控制： 剪切生热相对温和，且热量分布更均匀，更容易控制混炼温度，适用于热敏性材料。
- 卓越的自清洁能力： 转子相互刮擦，防止物料粘附在转子表面，保证了每批料的一致性，并便于清理和换料。
4、适用物料差异
剪切型转子更适用于：
- 橡胶混炼： 特别是以炭黑为主要补强填料的轮胎胶料、输送带胶料等。这些配方需要强大的剪切力来分散炭黑。
- 塑料改性： 如高填充母料、部分需要高剪切来分散纳米填料的复合材料。
- 高粘度物料： 需要强力剪切和快速生热的场合。
啮合型转子更适用于：
- 对温度敏感的物料： 如乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、PVC等，因为其温升可控，避免降解。
- 精密橡胶制品： 对混合均匀性要求极高的制品，如密封件、医疗制品等。
- 塑料共混与合金： 如PC/ABS、PP/EPDM等，需要将两种或多种聚合物均匀混合。
- 着色和配料： 需要将少量色母粒或添加剂均匀分布的场合。
- 实验室和研究机构： 因其优异的重复性和温控性能，非常适合用于配方开发和工艺研究。
总结与选择
剪切型转子像一个“猛将”，依靠强大的力量（高剪切）来攻克难关（分散填料）
啮合型转子像一个“巧匠”，依靠精妙的配合（相互啮合）来实现均匀和可控的加工，特别擅长精细活（热敏材料、均匀混合）