高材1班-张健-玻纤增强PP螺杆元件组合方法.docVIP

玻纤增强PP螺杆元件组合方式 班级 ： 高材0911 姓名 ： 张健 学号 ： 2009119136 前言： 在聚合物材料加工中，有一种重要的混炼设备，那就是挤出机，挤出机的发展，大大提高了聚合物材料的加工水平和应用范围。它分为单螺杆、双螺杆、多螺杆，但实际应用中，还是双螺杆应用最为广泛。 由于双螺杆挤出机要完成许多混合任务，因此目前关于双螺杆挤出机的混合机理研究也比较多。将双螺杆挤出机用作连续混炼机时，可以对聚合物进行共混改性、填充改性和增强改性；另外，双螺杆挤出机还可以用来进行反应挤出。 双螺杆挤出机的种类很多，根据两根螺杆的位置，可以分为啮合型和非啮合型；根据螺杆旋转的方向不同，又可以分为同向旋转型和异向旋转型。由此，我们将常见的双螺杆挤出机分为非啮合异向旋转的双螺杆挤出机、啮合同向双螺杆挤出机和啮合异向双螺杆挤出机 啮合同向双螺杆挤出机简介 啮合同向双螺杆挤出机真正应用于聚合物加工是在20世纪30年代，由意大利LMP公司Roberto Colombo研制出来。自从其诞生后，经过半个多世纪的不断改进和完善，它便以其积木式结构带来的多变性和适应性以及优异的混合性能，在成型、共混、改性、反应挤出等聚合物加工过程中得到了广泛应用: (1) 正确分析所要混合物料的形态、性能与配比; (2) 必须了解螺杆元件及螺杆各区功能,工作原理及螺杆构型; (3) 确定加料方式与位置; (4) 选择适当几何参数的螺纹,捏合元件; (5) 根据共混体系混合程度要求选择螺杆组合。 (6) 加工工艺、设备各部分参数 二、啮合同向双螺杆挤出机玻璃纤维增强塑料制备工艺流程 1、玻纤加入口上游的螺杆构型 玻纤加入口上游的螺杆构型主要用来对聚合物进行固体输送和熔融塑化,有时还要对与聚合物一起加入的其它助剂(如阻燃剂、颜料、稳定剂) 进行混合。为促进熔融和混合,这一段的螺杆构型除应有正向螺纹元件(减导程) 进行输送外,还应采用捏合块、反向螺纹元件(也为建压) 、齿形盘等混合元件。 2、玻纤加入口处的螺杆构型 为使玻纤加入,纤维加入处的螺纹元件应为大导程,使聚合物熔体到达此处时为半充满状态,以留出空间容纳加入的玻纤。为避免玻纤加入口被聚合物熔体堵死,短切纤维可用反螺纹元件导入,长纤维可用至少一对捏合盘元件导入。 3、玻纤加入口下游螺杆构型 玻纤加入口下游的螺杆区段是混合段,它应完成两个任务,第一是把纤维束打开,第二是把纤维切短并把每一根玻纤分布均匀并被熔体润湿。故该段应着眼于有利于玻纤长度的变化和均化。长纤维是无头的,有无限长,加入后必须切成一定长度并与熔体混合(被润湿) 。混合段应由剪切元件和分布混合元件组成,它们或者是前捏合盘组成的捏合块,或者是齿形元件。长纤维加入后,被拉入加料口下游的捏合盘元件中切成一定长度。其平均长度取决于聚合物和玻纤的比例,也取决于剪切、混合元件的选择。至少要有一组捏合盘元件。粘度高的聚合物或加入高填充量玻纤(40 %或更多) 的螺杆构型比低粘度聚合物或加入低百分数玻纤所用的螺杆构型提供的剪切应柔和一些。对于短切纤维,不需要象长纤维那样强的剪切,而主要是靠熔体将纤维润湿和分散开来,故混合段可由薄的捏合盘组合块或在螺棱上开槽的螺纹元件或齿形盘元件组成。 4、排气段 排气段应位于纤维加入口的下游。为使排气有效,在排气段上游接近排气口处,应设置密封性螺杆元件,以防止在真空泵作用下粒子被抽出,如反向螺纹元件或反向捏合块。反向螺纹元件或反向捏合块上游应采用小导程建压正向螺纹元件。排气口对着的排气段的螺杆区段应采用大导程的螺纹元件,使含有玻纤的熔体半充满螺槽,有较大的自由空间, 使物料有表面更新的机会, 以利排气。 5、螺杆的最后区段 设置螺杆的最后区段主要用于均化和建压。应采用小导程正向螺纹元件以建立挤出压力, 有时也齿形盘对物料进行均化。 6、螺杆原件组合及其参数 全啮合（ A= Rs+ Rb） （原理依据） 非啮合（ A≥2 Rb ） （体现不出双螺杆的优点） 部分啮合（Rs+ Rb ≤ A≤ 2Rb ） （实际使用） （2）双螺杆的开放和封闭 (3)正向螺纹原件 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(20，30，40，60，75 mm)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。 (4