随着橡塑工业及其它高分子材料行业的迅速发展，密炼机在高分子材料加工中所占有的地位越来越重要，用途越来越广泛；同时，对密炼机的性能要求也越来越苛刻。特别是近年来，随着全钢子午线轮胎、丁基胶内胎、切割V带、橡胶油封等新产品的开发和广泛使用，再加上橡塑共混制品的不断开发，对密炼机的性能要求更加提高。因为密炼机性能的好坏直接影响到混炼胶的质量，也关联着制品的使用性能和寿命。同步转子密炼机正是针对这一需要而研制的。它是目前大家公认的剪切型密炼机中最先进的机型之一。同步转子密炼机的优点是：吃料能力，剪切、撕裂及拉伸等作用均得以增强；分散和分布混炼效果好；炭黑分散度高；同一车胶料之间和各批次胶料之间的均匀性好、温差小；虽然消耗的功率峰值较大，但混炼时间短，生产效率高，单位能耗低；能适应各种配方的混炼或混合。如果转子采用强制性冷却，其排胶温度和异步转子密炼机相当。综合同、异步转子密炼机的优、缺点并加以对比，可见，同步转子密炼机的性能远远优于异步转子密炼机。作为化工部密炼机转子试验基地，本文作者在完成论文和实验工作中，还和同事一起，在研究、开发实验用同步转子密炼机的基础上，选用了两种同步转子放大应用在50L密炼机上，混炼效果很好，用户非常满意。这两种机型在1998年分别通过化工部和山东省科委的技术鉴定，定为国内首创，达到了国际九十年代的先进水平。随后又在50L同步转子密炼机的基础上，进行总结和研究，目前已应用到270L和370L大型密炼机上。其中，270L同步转子密炼机已有多家用户需要，正在试制之中。然而，无论国内还是国外，目前只注重同步转子的技术开发，对同步转子的混炼机理及混炼理论的系统研究却很少见。本人在以往科研开发工作中，深深地体会到：没有系统理论的指导，开发出的新技术、新产品将很难十全十美，也不可能足够完善。最重要的是，使一些关键技术的突破受到制约，停滞不前，影响其进一步发展。本文作者在查阅国内外文献的基础上，系统总结了密炼机混炼理论研究的现状，并对密炼机进行了大量的实验和深入的研究，提出同步转子密炼机混炼过程不可完全照搬异步转子密炼机的混炼理论，应以异步转子密炼机的粘性流体理论为基础，根据同步转子密炼机的特点，研究和建立同步转子密炼机的混炼机理及混炼理论。因北京叮七口二大学博.士学位论文此，本文作者在X(S)M一1.7实验用同步转子密炼机和两种SOL同步转子密炼机上进行了大量的实验，并参阅国内外己发表的文献和资料，首次建立了同步转子密炼机混炼过程中，胶料在转子棱峰与密炼室壁之间、胶料在两同步转子之间和密炼室中混炼胶温度变化的四种物理模型及其相应的数学模型，并根据所建模型的特点，分别给出了相应的解析解或有限元数值解。针对实验所选方案和操作工艺条件及实验数据，进行了理论计算对比和实验结果分析，并用实验数据验证了本文所建物理模型、数学模型及理论计算的正确性与合理性;同时，还根据有关实验数据建立了神经网络、二次正交组合设计和二次正交通用旋转组合设计等三种工程实用数学模型。最后，还利用标准量纲优化法和无量纲指数优化法对工艺条件进行了优化处理。 本文的主要工作和成果如下: 1、本人完成论文工作中，在国内首次研制了X(S)M一1.7实验用同步转子密炼机及其各种构型的同步转子;并在大量的实验基础上，首次成功地将两棱和四棱同步转子技术放大应用到50L密炼机上，通过了原化工部和山东省科委的技术鉴定。随后，又首次将同步转子技术放大应用到270L和370L大型密炼机上，目前270L同步转子密炼机正在试制中。通过生产和实际使用考核，所开发的同步转子技术是成功的，可以应用于生产。 2、本文首次对密炼机的发展过程、混炼机理及混炼理论进行了系统的归纳和总结;并分析了同步转子密炼机及其混炼理论的现状，提出了研究和建立同步转子密炼机的混炼机理和混炼理论的方案。 3、本文首次对同步转子密炼机的混炼过程进行了系统的理论和实验研究，建立了同步转子密炼机混炼过程中，胶料在转子棱峰与密炼室壁之间、胶料在两同步转子之间和密炼室中混炼胶温度变化的四个物理模型和数学模型，其理论计算与实验结果基本吻合，证明此理论可行。 4、通过对混炼过程中密炼室温度场变化影响因素及其特点分析，经实验测定，首次提出了转子转速，上顶栓压力，冷却水温度和配方变化等修正系数，以使混炼理论计算值更加接近于实测值，再通过计算验证，此修正系数符合实际，比较适用。 5、在进行实验验证、数据分析和建立工程实用数学模型方面，首次采用两个实验方案，即常规实验方案和非常规实验方案并用的方法。常规实验主要用于对混炼过程各影响参数的分析和神经网络模型的建立;非常规实验方案，主要用于建立工程实用数学模型，即二次正交组合设计、二次正交通用旋转组合设计和神经网络的三种数学模型。.Vl.北京化口二大学博d七学位论文 6、本文通过大量实验数据的整理和分析，作出的结论性贡献是: (l)首次提出了同步转子密炼机“相位关系”这个概念，而且认为“相位