往復(fù)式單螺桿混煉擠出機結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用

1、往復(fù)式單螺桿混煉擠出機結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用 卓創(chuàng)資訊本網(wǎng)編輯編輯于：2006-11-14 15:04:05 一、前言： 隨著塑料加工工業(yè)的發(fā)展，往復(fù)式單螺桿混煉擠出機的開發(fā)應(yīng)用日趨廣泛令 人矚目，在擠出機行業(yè)中占重要地位的氮、雙螺桿混煉擠出機許多放牧面的性能已 經(jīng)難以滿足共混等改性要求。使用往復(fù)式單螺桿混煉擠出機生產(chǎn)一些高技術(shù)含量、 高附加值的產(chǎn)品成為一種趨勢。在任何聚合物的加工過程中，賦予聚合物一定的特 性或賦予特定制品特定的使用性能。常常需要不同聚合物之間的共混或聚合物同各 種助劑、顏料之間的反應(yīng)、混合。往復(fù)式單螺桿混煉擠出及其恰好具有剪切均勻、 高分散（不僅有徑向混合、而且有軸向混合作用）、高

2、填充、拉伸熔體等特點，且 綜合了單、雙螺桿擠出機的優(yōu)點。獨一無二的工作原理，加上、可隨意組合的螺紋 元件及配套設(shè)備，使其使用更加廣泛，在一部機器上，可以做到混料、混煉、塑化、 分散、剪切、拉伸、反應(yīng)、熔體取向、脫氣、造粒等，使得物料在其其中流動的界 面面積遠遠大于一般的剪切流動。 、工作原理 往復(fù)式單螺桿混煉擠出機，在螺桿芯軸排列著設(shè)計獨特的積木式螺塊， 猶混 煉、輸送、限流混煉、擠出等。在機筒內(nèi)襯套上，排列有三排混煉銷釘螺桿在徑向 旋轉(zhuǎn)的過程中，同時座軸向的往復(fù)運動，每轉(zhuǎn)動一周，軸向往復(fù)運動一次。由于這 種特殊的運動方式，以及混煉螺塊河銷釘?shù)淖饔茫锪喜坏诨鞜掍N釘和混煉塊之 間被剪切，而且

3、被往復(fù)輸送，物料的逆向流動給徑向混合加上了非常有用的軸向混 合作用。物料不斷的被剪切、取向、切割、折疊、拉伸和再取向等。由于在徑向和 軸向上的同時混煉，增強了混煉效果，保證了最佳的分散性混合和分布性混合。通 過適當(dāng)?shù)穆菁y元件組合，可保證穩(wěn)定的工作壓力，防止物料在機筒內(nèi)產(chǎn)生降解。由 于混煉遠見的螺紋是中斷的， 所以作用在聚合物上的壓力很小， 不產(chǎn)生明顯的升溫， 而同向平行雙螺桿擠出機是在高剪切和高徑向壓力下對物料進行剪切，必然是熔體 既不產(chǎn)生大的升溫。而且單一的運動規(guī)則，降低了物料的均勻效果和分散效果。另 外，往復(fù)機同其他擠出機相比， 在直徑相同的條件下， 長徑比較小 , 扭矩在較短的距 離上傳

4、遞，因此螺桿扭矩變形小。 三、結(jié)構(gòu)及用途 1、 主機機筒、羅干均采用積木式設(shè)計。 機筒由多組開孔和閉孔的筒體組成， 剖分式的筒體，可以快速方便的打開，便于清理、檢修；螺桿由套在芯軸上的各種 混煉螺塊和輸送螺塊組成。機筒河螺桿可以根據(jù)無聊品種比銅、工藝要求不同、靈 活組成理想的形式。 2 、 齒輪箱和搖擺箱獨特設(shè)計。 實現(xiàn)了螺桿再作旋轉(zhuǎn)運動的同時， 進行軸向 的往復(fù)運動，螺桿每轉(zhuǎn)一周，前后往復(fù)運動一次?；鞜捲袛嗳?，從而產(chǎn)生強 烈的混煉效果。其混合作用是在軸向而不僅僅是徑向，且發(fā)生在螺紋和銷釘之間。 螺槽內(nèi)部全部物料都受到均勻的剪應(yīng)力，而不是一薄層物料受到剪切。 3 、 螺紋元件積木式的排列

5、在芯軸上，機筒內(nèi)襯套上安排有三排混煉銷釘， 小丁分六種型號，實心長銷釘用來固定內(nèi)襯套，增強混煉效果；空心長銷釘用來固 定、混煉、安裝測溫頭，注射液體助劑；平頭長銷釘固定內(nèi)襯套；平頭銷釘用來堵 塞備用孔；實心銷釘起混煉作用；實心短銷釘對物料進行破碎。隨著螺桿的往復(fù)運 動，銷釘與每個螺塊的相對運動呈乂曲線，當(dāng)混煉銷釘通過螺紋元件是，產(chǎn)生軸向 的物料交換。在螺塊旋轉(zhuǎn)一周的過程中，與螺楞側(cè)邊的相對運動產(chǎn)生了對物料的剪 切，對螺桿和機筒在軸向和徑向進行另外的清理，這就是往復(fù)式擠出機徹底混合、 捏合和自潔作用的基礎(chǔ)。這些銷釘如同一系列攪拌器，使物料實現(xiàn)再分部，中斷的 螺紋使物料產(chǎn)生回流，使物料承受連續(xù)的剪

6、切、取向、切割、折疊、拉伸等過程。 一部分熔體重新組合，一部分熔體再進一步分割，在每個 L/D 中的每個螺槽中，熔 體要經(jīng)過四次分割。由此可見，往復(fù)式擠出機為什麼能在非常短的長徑比內(nèi)實現(xiàn)熔 體的有效混合。而且機筒內(nèi)表面都被羅文元件橫掃過，沒有物流死角，具有很好的 字節(jié)能力、較好地輸送效率和穩(wěn)定均勻的物料停留時間等。 4 、 熔體泵。作用是將來自擠出機的高溫聚合物熔體增壓、 穩(wěn)壓，然后流量 穩(wěn)定的送入擠出模頭。無論擠出機內(nèi)壓力如何變化，流量如何波動，熔體泵能夠始 終供給模頭一定的物料。齒輪是熔體泵的核心，只論的旋轉(zhuǎn)和捏合一方面可以擠壓 齒間熔體，使物料從一段被輸送到另一端；另一方面齒輪的捏合能封

7、閉低壓腔，減 少逆流， 降低加工溫度， 有利于建立較高的輸出壓力。 我們采用漸開線線型斜齒輪， 能增加齒輪嚙合重疊度，捏合時隨著齒輪的不斷的吸入和排出能對物料進行連續(xù)、 平穩(wěn)的擠壓，減小壓力的波動，達到穩(wěn)定輸送熔體的目的，同時斜齒輪還具有一定 的自潔作用，避免物料的沉積降解。 在熔體泵外部裝有加熱、 冷卻裝置， 目的是把溫度控制在一定的范圍內(nèi)， 使 其保持最佳的工藝狀態(tài)，加熱方式由點點加熱和油加熱兩種方式。另外，往復(fù)式單 螺桿混煉擠出機的工作原理及特性決定該機用于塑料成型并非其所長，但是，在擠 出機后配以熔體泵， 同成型模頭連接， 將混煉改性與成型加工合二為一的嶄新工藝， 減少了造粒環(huán)節(jié)，就意

8、味著減少一次投資，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約了能源，熔體省略 了二次加工塑化的熱歷程，這一技術(shù)的先進性和經(jīng)濟性是不言而喻的。 熔體泵上還裝有兩組壓力傳感器，可以準確地出熔體泵前、后的壓力變化， 有利于調(diào)整工藝。 5 、 準確的計量。 合理的加料方式是嚴格執(zhí)行配方的關(guān)鍵， 也是保證產(chǎn)品質(zhì) 量的第一關(guān)。 我們根據(jù)物料的性能， 用戶的需要， 配有多種喂料方式， 如體積計量、 動態(tài)失重計量、液體注射計量等，以滿足不同產(chǎn)品的需要。 6 、 系統(tǒng)配有強制加料裝置。加料裝置分為垂直強制加料和側(cè)向強制加料， 強制加料可以防止物料在加料口堆積，以保證各組份物料同時按比例進料，解決了 由于預(yù)混料而造成的環(huán)境污染問題。 7

9、 、 電器控制系統(tǒng)。該機采用進口變頻調(diào)控裝置，性能優(yōu)越、可靠。同體采 用電加熱水冷卻或油加熱又冷卻，配有兩組壓力傳感器。多組智能型控溫裝置，雙 向調(diào)節(jié)。多組深入機筒內(nèi)不得熔體溫度傳感器，通過一只溫度巡檢儀可以真實地反 映機筒內(nèi)容提的實際溫度， 這是其他擠出機所不具備的功能。 所以該設(shè)備控溫準確、 誤差小。先進的機械、電器連鎖裝置，具有機械和電器雙重過載保護，可以有效的 保護設(shè)備和人身安全。 8 、 系統(tǒng)配有拉絲水冷切粒， 熱切水冷， 熱切風(fēng)冷等幾種切粒方式。 可根據(jù) 材料不同，用戶需要不同進行配置。 9 、系統(tǒng)裝有雙節(jié)造粒機組，利用單螺桿擠出機輸送熔體。作用是完成塑化 和縱向混合，建立穩(wěn)定的擠

10、出壓力，由于其轉(zhuǎn)速較低，因而剪切較低，避免物料產(chǎn) 生剪切熱，控溫最佳。 對于一些地發(fā)泡、熱敏性產(chǎn)品來講（特別是 pvc，系統(tǒng)將混煉和基礎(chǔ)分為 兩步，使熔體塑化完全后定壓、定溫定量的送入擠出模頭防止熱敏性或?qū)羟忻舾?的物料降解，具有產(chǎn)量高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的特點。在物料進入單螺桿的過程中，設(shè) 有真空排氣裝置。這種排起方法因為排氣面積大物料表面變化大，有充分的排氣時 間，所以比單杰排氣效果好。 10 、在主機機筒上裝有抽真空裝置和自然排起裝置。 強制加料料斗上、 側(cè)向 加料裝置上均設(shè)有對空排氣裝置，盡可能徹底排除物料中的水份及加工過程中產(chǎn)生 的各種揮發(fā)氣體。 11 、螺桿芯軸可通冷卻水。 這對一些控

11、溫要求嚴格的產(chǎn)品特別適用。 如低煙 無鹵阻燃材料、熱固性材料等等。 四、工藝流程 往復(fù)式單螺桿混煉擠出機配有強制加料裝置和側(cè)向強制加料裝置， 使配料共 混改性和造歷同時完成， 從而使最終制品的工藝過程具有工序少、 流程短、能耗低、 減少環(huán)境污染、不虛預(yù)混料等特點。根據(jù)用戶產(chǎn)品的不同，期配置有相應(yīng)不同的選 擇，工藝流程有所不同。 五、優(yōu)點 往復(fù)式單螺桿混煉擠出機具有剪切、取向、切割、折疊、拉伸五大功能。 1 、獨特的往復(fù)運動單螺桿和多齒型機筒設(shè)計，綜合和了單、雙螺桿擠出機 的優(yōu)點產(chǎn)品的應(yīng)用有很大的靈活性，可以改變螺紋元件和銷釘，使其應(yīng)用范圍非常 廣泛，適合各種塑料制品的加工改性造粒。 2 、同其

12、他產(chǎn)品相比，長徑比最短，熔體在機筒內(nèi)停留時間短，而且可控， 減少物料的熱降解，由于其高分散性、均剪切的作用，在保證物料性能的前提下， 對顏料、助劑的需求量最少，能源消耗最低。 3 、系統(tǒng)特有的往復(fù)運動，使物料在一次生產(chǎn)中就可以完美的進行混料、混 鏈、塑化、分散、均化和脫氣的全過程。 4 、抽真空裝置可以徹底的脫除產(chǎn)品中的水分以及加工過程中產(chǎn)生的氣體和 一些揮發(fā)性氣體，這一點對半導(dǎo)體、導(dǎo)電材料和電纜料的加工特別重要。 5 、產(chǎn)品控溫準確，誤差小，通過銷釘測得的是熔體真實的溫度，溫度曲線 均勻，工藝參數(shù)穩(wěn)定，可靠，特別適用于一些熱敏性材料，對剪切敏感性材料的加 6 、剖分式機筒、積木式的螺桿組合，

13、方便拆裝清洗，可迅速、簡便、安全 的進行檢修全部零件， 由于機筒壓力很低， 因為內(nèi)摩擦相對很小， 設(shè)備工作時平穩(wěn)， 噪音低。 7 、系統(tǒng)配有半自動液壓換網(wǎng)裝置和不停機換網(wǎng)裝置，減輕勞動強度，減少 原材料消耗，降低生產(chǎn)成本。 六、應(yīng)用 往復(fù)式單螺桿混煉擠出機是一種新型的塑料混煉擠出機是一種新型的塑料 混煉加工設(shè)備，廣泛應(yīng)用于各種塑料的填充、共混、改性、交聯(lián)、接枝、色母粒、 功能母粒、阻燃材料、導(dǎo)電材料、降解材料及增強、增韌等塑料專用料的生產(chǎn)。 1 、將不同品種、不同拈度的聚合物共混，獲得具有特定用途的、嶄新的高 分子合金材料。 2 、將各種礦物填料加入到聚合物溶體中，制成性能優(yōu)良、價格便宜的高填

14、 充材料。 3 、制備高濃度色母粒時，對顏料、助劑直接計量，無須預(yù)混處理，即可獲 得有良好分散效果的色母粒，顏料用量減少，降低生產(chǎn)成本，改善生產(chǎn)環(huán)境。 4 、生產(chǎn)各種玻纖增強、阻燃產(chǎn)品、玻纖加入量達 50% 5 、適用于各種電纜護套料、絕緣料、交聯(lián)料、半導(dǎo)體、屏蔽料、導(dǎo)電材料 的生產(chǎn)。 6、硬質(zhì)和軟質(zhì)的PVC產(chǎn)品，以及其他熱敏性材料。 7 、熱塑性彈性體、熱溶膠的生產(chǎn)。 8 、光降解母料、生物降解母料、光生物雙降解母料、可塑性淀粉材料。 9 、適用于各種功能母粒、防老化母粒、填充母粒的生產(chǎn) 10 、特別適用于低煙無鹵、低煙低鹵阻燃材料的生產(chǎn)。 11 、玻纖增強酚醛膜塑料、 脲醛塑料、 環(huán)氧封裝

15、料， 等熱固性材料的連續(xù)化 生產(chǎn)。 綜上所述，往復(fù)式單螺桿混煉擠出機其特殊的混煉效果、 優(yōu)良的使用性能、 ， 已在實踐中得到證明。該機是將混煉和擠出分開設(shè)計的，而且全部采用進口變頻調(diào) 速裝置和控溫儀表，混煉捏合機機筒內(nèi)壓力很低，所以耗能相對少。 用往復(fù)式單螺桿混煉擠出機生產(chǎn)黑色母粒， 碳黑含量高達 50%而且對碳黑沒 有特殊的要求，不需預(yù)處理。例如選用碳黑型號為N330制成的黑色母料（碳黑濃度 40%-50%）應(yīng)用在吹膜上， 不需加偶聯(lián)劑。 聚乙烯蠟用量減少， 仍能達到均勻分散的 效果；選用N330制成黑色母料（碳黑濃度35%-40%可以應(yīng)用在滌綸紡紗上，可以 降低產(chǎn)品配方成本。 往復(fù)式單螺桿

16、混煉擠出機進行工程塑料的改性， 可以賦予工程塑料更好的性 能。改進其自身的某些缺點，降低成本，改善加工性能，短玻纖增強聚烯，玻纖加 入量達 40%，混煉效果好于雙螺桿 ，并能夠保證玻纖有足夠的長度，因為雙螺桿剪 切強度較大，玻纖的平均有效長度被破壞，強度有所降低。 往復(fù)式單螺桿混煉擠出機特別適用于各種填充改性， 由于該設(shè)備可以配置兩 個強制加料料斗，可將大量的填料分兩部分分別加入，不需要預(yù)混料，而且可以避 免大量的填料同基料一同加入而引起的扭距增大，填充困難，這是雙螺桿所不具備 的特殊功能，因此可以生產(chǎn)一些填充難度大，難填充的產(chǎn)品，特殊的螺桿結(jié)構(gòu)和運 動形式又能將其很好的分散分布，PE填充重質(zhì)

17、碳酸鈣填充量80%以上，而且吹膜效 果非常好；無機填充改性阻燃材料，是未來阻燃料的發(fā)展方向，由于往復(fù)式單螺桿 混煉擠出機特有的控溫方式，生產(chǎn)低煙無鹵租燃料，填充量達60%-70%，阻燃效果 明顯，完全可以達到美國 UL-94V-0 級的要求， 強度高， 擠出速度快， 完全可以滿足 用戶要求。 往復(fù)式單螺桿混煉擠出機廣泛應(yīng)用于各種通訊電纜料、 光纜料、普通民用電 纜料、交聯(lián)電纜料等的生產(chǎn)，眾所周知，電纜料的生產(chǎn)要有非常準確的控溫，塑化 均勻，才能使電線生產(chǎn)擠出速度快。通過往復(fù)機的銷釘可以測到熔體的真實溫度， 完全可以做到精確控溫，這也是雙螺桿無法做到的。，而且多組分喂料可以減少預(yù) 混料工序，避免

18、人為雜質(zhì)的混入而影響產(chǎn)品質(zhì)量。對交聯(lián)料，設(shè)備特有的銷釘結(jié)構(gòu) 可將硅烷等液體交聯(lián)劑定量加入（配合液體注射計量泵共同使用） 現(xiàn)在我公司生產(chǎn)的往復(fù)式單螺桿混煉擠出機， 已有一百一十幾臺套在不同的 塑料加工領(lǐng)域中發(fā)揮著作用，受到廣大用戶的一致好評。如江蘇常州色母粒廠生產(chǎn) 的高濃度黑色母粒 （ 碳黑含量 40%-50%；） 其中中印合資江陰中雅高分子新材料有限 公司生產(chǎn)的色母粒，其中 SJW-100往復(fù)機日產(chǎn)黑母料15噸（碳黑含量40%-45% ; 蘇州某電纜料公司生產(chǎn)的電纜料；臺商堵資某化工企業(yè)的橡膠改性料；遼寧某公司 的滑石粉填充料（滑石粉含量 60%-80%）；無錫某化工廠生產(chǎn)的玻纖增強熱固酚醛 膜塑料（玻纖及硅微粉含量 70%）；臺商獨資的和旺膠業(yè)有限公司熱溶膠料、彈性 體箱包料；山東濟寧生產(chǎn)的重概填充料（概填充量達80%）；揚中某企業(yè)生產(chǎn)的低 煙無鹵阻燃電纜料（MG（OH）2,AL（OH）3含量60%-70%等等。 特別值得一提的是，我們公司生產(chǎn)的往復(fù)式單螺桿擠出機可以用于熱固性玻 纖增強酚醛膜塑料的連續(xù)化生產(chǎn)，玻纖添加量可達40%以上，總的增加量超過 70% 以上，新型高強增韌、強度好、抗裂性能高、加工性能好、耐熱性能優(yōu)良的高性能 熱固性樹脂的品種日益增多，而熱固性材料造粒技術(shù)在一些發(fā)達國家已經(jīng)有許多年