同向双螺杆挤出机螺杆特性及其应用

ll应用研究 太原科技7rAIYuANscI—rIEcHl2005年1月第1期 文章编号：1006-4877(2005)01-0062—02 同向双螺杆挤出机螺杆特性 及其应用 麓糕黼蘩 摘要：介绍了啮 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 向旋转双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 中图分类号：7rQ320．6文献标识码：A 啮合同向旋转双螺杆挤出机是双螺杆挤出机主 要类型之一。它具有输送效率高、分散混合能力 强、自洁性能好、物料在机内停留时间分布均匀等 优点。它广泛应用于不同塑料之间和塑料与橡胶之 间的共混改性，各种添加剂与塑料共混、玻璃纤 维、碳纤维增强塑料等【”。 由于螺杆挤出机结构设计和加工的复杂性，理 论发展还不完善，因而出现了组合式的双螺杆挤出 机，即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合式的优点 是：可以针对不同混合要求，根据经验一理论一实 验，用有限数量和类型的螺杆元件和机筒元件进行 多种排列组合，具有很大的适应性翻。笔者对化工 部晨光化工研究院的佟SJ一25／33Ⅱ变频调速双螺 杆挤出机进行了有机组合，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聚丙烯(PP)，可充 分将不同比例的玻纤均匀分散，增强效果明显。 1实验部分 1．1原材料 PP：K8303，北京燕山石化股份有限公司生 产；交联剂：DCP，市售；抗氧剂：1010，DrI’sP， 市售；偶联剂：北京燕山石化股份有限公司生产。 收稿日期：2004一12—20；修回日期：2004—12—26 作者简介：李东红(1964一)，女，山西太原人。1987年7月毕 业于太原工业学校，助理实验师。 1．2实验设备 热变形维卡测定仪，XWB一300A型，承德试 验机厂制造；数显式液压万能试验机。wEs_5 型，长春试验机厂制造；干燥箱，101型，上海实 验仪器厂制造；万能制样机，ZHY—W型，河北承 德试验机厂制造；高速混合机，GH一10DY型，北 京市塑料机械厂制造；变频调速双螺杆挤出机， ssT一25／22Ⅱ型，化工部晨光化工研究院塑料机械 研究所制造；半导体冷却井／电源，天津中环电子 制冷技术应用所制造；冲击试验机，)【Ju一22型． 承德试验机厂制造；塑料切粒机，P驴_60型，化 工部晨光塑料机械研究所制造；塑料注射成型机， cJ80M2型，震德塑料成型机械有限公司制造。 1．3性能测试 塑料拉伸强度：按照GB厂r104沪_92进行测 试；维卡软化点：按照GB1633—89进行测试；塑 料悬臂梁冲击强度试验：按照GB厂I'1843—89进 行测试；塑料熔体流动速率：按照GB3682—89 进行测试。 2结果与讨论 2．1挤出工艺 双螺杆挤出机造母料温度：第1区温控170℃； 第2区温控175℃；第3区温控180℃；第4区、 第5区温控200℃；第6区温控210℃；机头部分 温控200℃；螺杆转速40r，min。 2．2螺杆元件的组合 由于同向双螺杆挤出机转速高达200r／min，输 送能力不受限制，故各加料口均采用“饥饿式”加 料使螺槽呈半充满状态。真空排气口1个，并将该 螺杆元件组合分为3段，即I段、Ⅱ段、Ⅲ段。 I段：主要是熔融塑化段，螺杆开始部位对应 主加料口，这里的螺纹元件螺距大、螺槽深，螺槽 容积最大，以容纳自计量加料器加入的低表观密度 ．62． 万方数据 太原科技7rAIYuANscI一7I．EcHl2005年1月第1期 应用饼究ll 的物料，继而采用螺槽容积逐渐变小的螺纹元件 (变距)将物料进行混合。 Ⅱ段：玻纤加入口处的螺纹元件应部分充满物 料，以便玻纤加入到熔融树脂中，减少机筒和螺杆 的磨损。针对该组合玻纤填充量要求，输送元件采 用不同导程的螺纹；通过一组正向捏合块及反向捏 合块对玻纤进行相对的剪切、混合，使其被基体树 脂充分润湿并获得分散，使玻纤均匀。 Ⅲ段：主要功能在于排气，并进一步混合，最 后定压、定量、定温地将物料挤出。这一段开始对 应螺槽容积量大的螺纹元件，以利于表面更新；紧 接的是螺距逐渐变小的正向螺纹输送元件，该元件 使物料逐渐充满螺槽，建立压力；最后由等距等深 的正向输送螺纹元件将物料输送至口模。 2．3螺杆元件的特性嘲 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 杆的螺槽之间留有很大间隙，通过这些间隙，物料 可进行交换，轴向混合效果较好。双头螺纹块适合 加工粉料、低松密度的物料以及难加入的物料，尤 其适合纤维增强材料、剪切敏感或温度敏感物料的 加工。 2．4捏合元件的特性 1)正向捏合块，主要用于物料的混合剪切， 同时也具有输送能力。 2)反向捏合块，主要作用为增大物料前移的 阻力，则产生背压，造成其上游填充度的增大，可 起到熔体密封作用，从而达到强力分散、混合的目 的。 3)捏合盘的形状也能影响物料的混炼效果。 宽边捏合盘的轴向混合输送能力较小，但能提供跨 越盘缘的强剪切；窄边捏合盘的剪切强度较低，却能 提供良好轴向混合和输送。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。 2．5实验结果 按E述双螺杆元件进行了实验，测试结果见表1。 表1玻纤含量对PP性能的影响 由表1可以看出，随着PP中玻纤含量的逐渐 加大，该体系的力学性能和热性能提高，完全符合 玻纤增强PP的理论，达到了预期目的。玻纤作为 分散相，通过螺杆元件的剪切、共混能够连续分散 在基体树脂中，并且各向异性较好，从而证明该螺 杆元件组合实用有效。 3结论 1)螺杆组合方式必须能给螺杆轴向的某些特 定位置提供剪切和混合。 2)玻纤应在PP经高剪切段熔融后，从位于 低剪切段下游的加料口加入。 3)合理的螺杆元件组合是获得综合性能较好 的玻纤增强PP的必要条件。 参考文献： 【1】潘泳康．啮合型同向旋转双螺杆挤出机的螺杆特性及其 应用阴．现代塑料加工应用，1996(8)：33． f21 郑光鼎．同向啮合型双螺杆挤出机混炼原理及操作特性 叨现代塑料加工应用，1994(1)：33． 【3】 吴培熙，张留城．聚合物共混改性【M]．北京：中国轻工 业出版社．1996． (中北大学分院，山西太原030008) (责任编辑刘长生) TheChamcteristicsoftheScrewElementofCo—rotating Twin—screwExtruderaIldItsAppUcations “Donghong，ZhaiYan Ah；tract：ThecharactedsticsoftllescreweleInentsiIliIlte蛐嬲hingco．rotating艄in．screwex虮lderarciIl仃oduces．Ac- cordiIlgtophysicalandmechanicalblendmeo巧，at)rpeofscrewelementscombiIledmannersuita_bletoglassfIberrein- forcedPPisdesi弘ed．11leresultsofexperim锄tsshowsthatglassfiberisweUdispe璐edinPP粕di锯lengmiseq吼l蚰d medesi弘ofscrewc伽曲iIlationismtional Keywords：screwelcment’kneadiIlgelemem；弭嬲s丘ber；reinforcedPP -63- 万方数据 同向双螺杆挤出机螺杆特性及其应用 作者： 李东红， 翟燕， Li Donghong， Zhai Yan 作者单位： 中北大学分院,山西,太原,030008 刊名： 太原科技 英文刊名： TAIYUAN SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 2005(1) 参考文献(3条) 1.潘泳康 啮合型同向旋转双螺杆挤出机的螺杆特性及其应用 1996(08) 2.郑光鼎 同向啮合型双螺杆挤出机混炼原理及操作特性 1994(01) 3.吴培熙;张留城 聚合物共混改性 1996 本文读者也读过(10条) 1. 刘志刚.杨云波.Liu Zhigang.Yang Yunbo 同向双螺杆挤出机螺杆元件组合及其应用[期刊 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ]-工程塑料应用 2001,29(5) 2. 杨海波.童玉清.张立群.Yang Haibo.Tong Yuqing.Zhang Liqun 啮合同向双螺杆挤出机普通螺纹元件末端共混 物的混合形态Ⅰ.物料三维流动路径的计算[期刊论文]-合成橡胶工业2005,28(3) 3. 双螺杆挤出机液体进料工艺在改性塑料中的应用[期刊论文]-化工时刊2009,23(11) 4. 姚岐轩 双螺杆挤出机的最新发展[期刊论文]-橡塑技术与装备2003,29(1) 5. 徐百平.肖涤.瞿金平 双螺杆挤出机混合机理研究进展[期刊论文]-现代塑料加工应用2003,15(4) 6. 蒋果.黄汉雄.JIANG Guo.HUANG Han-xiong 双螺杆挤出机螺杆组合对聚丙烯/纳米CaCO3复合材料在线流变性能 的影响[期刊论文]-塑料2006,35(6) 7. 熊明宇.Xiong Mingyu 同向平行双螺杆挤出机的开发与研究[期刊论文]-工程塑料应用2000,28(12) 8. 吕峰和.孔东胜.宋江颖.朱军.陈海军.杨明成 啮合同向双螺杆挤出机螺杆组合及其应用[期刊论文]-河南科学 2003,21(1) 9. 刘光知.张宏革 同向双螺杆技术在塑料工业中的发展与应用[期刊论文]-现代塑料加工应用2002,14(2) 10. 王静江.WANG Jing-jiang 同向双螺杆挤出机螺杆组合及喂料工艺在改性塑料中的应用[期刊论文]-塑料工业 2007,35(z1) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_tykj200501034.aspx