同向双螺杆挤出机螺杆元件组合及其应用.pdf

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1、万方数据刘志刚，等：同向烈螺杆挤出机螺杆元件组台及其应用同向双螺杆挤出机螺杆元件组合及其应用刘志刚杨云波(牡丹江石油化工厂157009)摘要介绍了啮夸同向旋转_垃螺杆挤出机螺杆元件的特征，根据物理机械共混理论，设计出一种适用于玻纤增强PP的螺杆元件组合方式。实验结果表明：玻纤在PP中分散较好．长度均一．螺杆组合设计合理。关键词螺纹元件捏合元件玻纤增强PP啮合同向旋转双螺杆挤出机是双螺杆挤出机的主要类型之一．它广泛应用于基体树脂的物理改性——填充、增韧和增强。由于双螺杆挤出机结构、设计和加工的复杂性，理论发展不完善，螺杆设计的预测十分困难，因而出现

2、了组合式的双螺杆挤出机，即螺杆和机筒元件均为可卸的，利用搭积木的方式，将多种几何形状的螺杆元件和机筒组合在一起，从而优化设计以适应各种工艺配方的需要。同向双螺杆挤出机的螺杆和机筒采用组台式的优点是可以针对不同混合要求，根据经验——理论——实验，用有限数蜃和类型的螺杆元件和机筒元件进行多种排列组合，具有很大的适应性。笔者对意大利MARls公司的TM92w，40D啮合同向旋转双螺杆挤出机的螺杆元件进行了有机的组合，将不同功能的螺杆元件(包括螺纹元件、捏合块等)按一定的要求和顺序套在螺杆芯轴上，进行实验，结果表明，该螺杆组合设计适用于不同比例的玻纤增强

3、聚丙烯(PP)，可充分将不同比例的玻纤均匀分散在PP连续相中，长度均一，增强效果明显。l实验部分1．1原材料PP：均聚物粉料，牡丹江石油化工厂；短切无碱玻璃纤维：浙江桐乡市巨石玻璃纤维厂：偶联剂：KH一550，南京曙光化工厂；抗氧剂：1010、∥rSP，市售。1．2实验设备双螺杆挤出机：711Iu92w／40D，意大利MAms公司；注塑机：cZ—150，顺德震雄塑料机械厂；高速混合机：v一100，辽宁阜新塑料机械厂；电子万能试验机：CSS—110lC，长春试验机研究所；冲击试验机：RESlL25，意大利cEAsT公司；热变形维卡软化点测试仪：cz

4、F一3，意大利CEASll公司：熔体流动速率仪：赶

5、XRz一400c，吉林大学科教仪器厂：调温调湿箱：PL一2G，上海爱斯佩克公司。1．3性能测试缺口冲击强度按ISO180测定，测试温度为(23±1)℃：拉伸强度、断裂伸长率按Is0527测定，拉伸速率为50nu“min：热变形温度按IS075测定，负载为1．82MPa；弯曲强度、弯曲弹性模量按lsO178测试，压缩速率为5lTll“111in。2结果与讨论2．1螺杆元件的特性(1)正向螺纹元件主要用于物料的输送，该组合采用双头双线螺纹(导程=2×螺距)，螺槽等距等深，螺棱宽度比螺槽宽度小很多，因

6、而一根螺杆的螺棱和另一根螺杆的螺槽之问留有很大间隙，通过这些间隙，物料可进行交换，轴向混合效果较好。而双头螺纹块由于螺槽较深，在单位长度上具有较大的自由体积，在相同的螺杆转速下具有较低的平均剪切速率，适合于加工粉料及难以加入的物料，尤其适合于纤维增强塑料的加工。利用不同的螺距(20，30，40，印，75mm)不但可调节输送速度(大螺距比小螺距输送速度快)，而且可控制螺槽的填充度，以适应输送、脱除挥发物的需要。(2)捏合块元件正向捏合块主要用于物料的混合剪切，同时收稿日期：200l_01．29万方数据工程塑料应用0∞1年，第29卷，第5期也具有输送

7、能力，选用与双头螺纹元件联合使用时剪切不十分强烈的捏合块，可适用于对剪切敏感的物料(如玻纤增强塑料)。由于捏合块的轴向混合作用取决于扭转角(^)的大小，故采用^=30。或A=450的菱形捏合块来满足不同轴向混合或输送的要求。中性捏合块(A=900)没有输送能力，但能提供强烈的纵向剪切和混合。而不同的梭宽可分别提供强剪切(宽边e=16)或良好的轴向混合与输送(窄边e-11．4)。反向捏合块主要作用为增大物料前移的阻力，使背压上升，增加物料在高剪切区的循环流动．从而达到强力分散、混合的目的，也可在脱除挥发物口的上游形成熔体密封区，作为阻挡层进行真空脱

8、除挥发物，笔者选用回混作用较大的窄边和回混作用相对小的宽边两种反向捏合块。2．2螺杆元件的组合图l示出可同时进行填充、增强、增韧的同向双螺杆挤出机螺杆元件组合示意图。由于同向双螺杆挤出机转速高达300r／而n，输送能力不受限制，故各加料口均采用“饿式”加料使螺槽呈半充满状态。笔者根据工艺需要设定主加料口一个，侧加料口二个，真空排气口一个，液体注入点一个，并将该螺杆元件组合分为四段，即I段、Ⅱ段、Ⅲ段、Ⅳ段。I段：主要作用是将树脂熔融塑化，螺杆开始部侧加料口(玻纤)侧加料口(矿物)排气口·i；i排气口·；i主加科口(PP+EPDM+助剂一1W～IL

9、—舳开—一lⅥ’P—JiL—1、。j。rr黼矧转删瞻Ⅺ圈瞄擗辩N氍转_-ⅡA怂VⅥV、●I■■■硼—一■ll■''、VVV、mL

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