螺桿組合及捏合塊介紹

本文格式為Word版，下載可任意編輯——螺桿組合及捏合塊介紹填充改性在聚合物中添加其它無機或有機物（添加劑），以改變其力學(xué)性能、加工性能、使用性能或降低成本的方法。填充改性中的填充劑可起到多種作用：增量、加強和賦予功能，其中以增量為主。（1）增量在聚合物中添加廉價的填充劑以降低成本、儉約原材料，

其主要作用是增量，故這時的填充劑也稱增量劑。

（2）加強填料可提高聚合物的力學(xué)性能和熱性能，其效果在很大

程度上取決于填料的形態(tài)等物理性能。

（3）賦予功能填料可賦予聚合物自身所沒有的一些特別功能，此

時填料的化學(xué)組成往往起著重要作用。

多數(shù)以顆粒狀填料填充的混合物，其結(jié)構(gòu)形態(tài)類似于聚合物共混物中有一個連續(xù)相的結(jié)構(gòu)，填料為分散相（只是粒度更小一些），而聚合物為連續(xù)相。在連續(xù)相與分散相之間有一界面層，兩相通過界面層結(jié)合在一起。界面層的粘結(jié)作用，因樹脂的性質(zhì)、填料的性質(zhì)不同而不同。

填充劑在聚合物內(nèi)的分散狀態(tài)，對填充改性聚合物的性能，特別是力學(xué)強度影響極大。填充劑若以很小而均勻的粒徑均勻地分布在聚合物中，則會使填充聚合物具有良好的力學(xué)性能和制品尺寸穩(wěn)定性。相反，假使填充劑的粒徑很不均勻，有大有小，且在聚合物中分布不均勻，則填充聚合物的力學(xué)性能會不好。但填充劑粒子也不能過細(xì)，因極細(xì)的微粒易產(chǎn)生自身凝聚，不易分散，也會造成分散不均，影響力學(xué)強度的提高。納米材料用來作填充改性，就會遇到這個問題，必需設(shè)法解決，否則發(fā)揮不了納米材料的作用。

填充劑在聚合物中的分散狀態(tài)，與其表面活性、混合工藝等有關(guān)。如能實現(xiàn)填充劑與樹脂之間的良好化學(xué)結(jié)合，就會大大提高填充效果，還會使某些填充劑起到加強作用。實現(xiàn)良好的化學(xué)結(jié)合最有效

1

的方法是用偶聯(lián)劑對填充劑、加強劑進(jìn)行表面處理。常用的偶聯(lián)劑有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑等。

常用的填充劑有碳酸鈣、炭黑、滑石粉、紅泥、硅灰石、粉煤灰、鐵泥、云母和金屬填充物等。

根據(jù)塑料高填充改性的特點，要求改性設(shè)備必需適應(yīng)其要求。在20世紀(jì)80年代中后期，我國開始采用平行嚙合雙螺桿擠出機應(yīng)用到高填充改性領(lǐng)域，取得了較好的效果。

其特點如下：1.適應(yīng)性廣，一機多用

即用同一臺平行雙螺桿擠出機可以生產(chǎn)多種產(chǎn)品。2.混煉效果好

同向嚙合平行雙螺桿擠出機的螺桿在嚙合處產(chǎn)生猛烈的剪切作用，對物料的分散與混合極有利，由于其一根螺桿的螺棱象楔子一樣伸入到另一根螺桿的螺槽中，基本上阻止了物料由該螺槽進(jìn)入到同一螺桿的相鄰螺槽中去，大部分物料強制地由一根螺桿的螺槽轉(zhuǎn)移到另一根螺桿的螺槽中去。物料在兩根螺桿之間反復(fù)轉(zhuǎn)向，因而物料受到相當(dāng)好的混煉。即使參與共混的聚合物的熔融粘度相差比較大，也能強制地混煉為均勻的聚合物共混體。3.物料在料筒內(nèi)停留時間分布窄

同向嚙合平行雙螺桿擠出機的工作原理是“正向輸送〞所以物料在其中的平均滯留時間比單螺桿擠出機少二分之一以上,停留時間分布范圍也僅為單螺桿擠出機的五分之一左右。因此物料各部分在擠出機料筒內(nèi)經(jīng)歷的物理，化學(xué)變化過程大體一致。因而聚合物共混物的性能更均勻。4.具有良好的自清能力

2

同向嚙合平行雙螺桿擠出機的兩根螺桿相互嚙合，旋轉(zhuǎn)時彼此之間相互刮拭，避免物料對螺桿的黏附、纏包。5.擠出量大,能耗低

同向嚙合平行雙螺桿擠出機的螺距小，螺槽深，有效螺槽容積比單螺桿擠出機大,雙螺桿擠出機在運轉(zhuǎn)時,機械能通過螺桿嚙合處直接施加到其間的薄層物料上,使物料受到猛烈的剪切作用。因而,機械能可轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?提高了能量的轉(zhuǎn)化率。6.采用積木式結(jié)構(gòu),螺桿可任意組合

根據(jù)不同的物料的要求,調(diào)整其組合結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)最正確化操作。同向嚙合平行雙螺桿擠出機兩根一致螺桿平行布置并且按同一方向旋轉(zhuǎn)，滿足a該機組可應(yīng)用于高填充改性，色母料制備，制品脫揮，反應(yīng)擠出及需要高混合高剪切的物料。

技術(shù)參數(shù)：三螺桿“一“字型排列：

螺桿直螺桿轉(zhuǎn)速徑55mm350rpm長徑比32:1主電機功率90kw最高選配132kw最高選配應(yīng)用領(lǐng)域高填充改性例如（碳酸鈣填充母料），制品脫揮同上55mm

500rpm32:1三螺桿“▽〞型排列

螺桿直徑47mm47mm螺桿轉(zhuǎn)速350rpm500rpm長徑比32:132:1主電機功率90kw最高選配132kw最高選配應(yīng)用領(lǐng)域色母料制備及需要高混合高剪切物料同上

高填充改性廠在選用設(shè)備時應(yīng)考慮以下幾方面：1、2、3、4、5、6、

設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量好

要了解設(shè)備生產(chǎn)廠的背景資料選擇高的性能價格比設(shè)備

選擇有完善的技術(shù)支持廠家（包括設(shè)備制造技術(shù)、高填充改性具有良好的售后服務(wù)，較低的服務(wù)費用重視設(shè)備品牌螺桿元件的排列與組合1、怎樣辯認(rèn)螺桿元件：

6

工藝技術(shù)）

1.1輸送元件1.1.1正向螺紋元件

真正螺紋元件的輸送方向與擠出方向一致，根據(jù)其輸送效果不同可分為大導(dǎo)程元件及小導(dǎo)程元件。見圖1

圖1

1.1.2反向螺紋元件

反向螺紋元件的輸送方向與擠出方向相反。見圖2

圖2

1.2捏合元件

1.2.1錯列角是指捏合塊相鄰兩片對稱中心線的夾角。一般分為30°、45°、90°。

1.2.1.1正向捏合塊

錯列安裝的捏合盤形成的螺旋角與正向螺紋元件的螺紋方向一致，輸送方向與擠出方向一致。見圖3

7

圖3

1.2.1.2反向捏合塊

錯列安裝的捏合盤形成的螺旋角與反向螺紋元件的螺旋方向一致，其物料輸送方向與擠出方向相反。見圖4

（a）（b）

圖4

1.2.1.3中性捏合塊見圖5

對于雙頭捏合元件，錯列角為90°、對三頭捏合元件，錯列角為60°面形成的捏合塊。

（a）（b）

8

圖5

1.2.2捏合盤厚度

在垂直于捏合盤所在平面方向上厚度。1.3混合元件

在兩根螺桿上的齒形盤非交織區(qū)中可以對物料進(jìn)行分流，增加界面，提供最小的能量輸入，有利于分布混合，產(chǎn)生較低的溫度，在交織區(qū)，兩根螺桿上的齒形盤可以對料流形成垂直于滾動方向的剪切，也有利于分布混合。

1.3.1齒形元件直齒形元件見圖6

圖6

斜齒形元件見圖7

圖7

9

1.3.2螺棱上開槽元件見圖8

圖8

1.4其它元件自20世紀(jì)90年代中后期，通過對雙螺桿擠出機理論的不斷完善，提出了拉伸混合概念。為此，國內(nèi)外一些雙螺桿生產(chǎn)廠家設(shè)計并研制了高效的拉伸混合元件。

1.4.1大螺距螺紋元件見圖9

圖9

1.4.2六棱柱元件見圖10

圖10

1.4.3偏心元件見圖11

10

圖11

2、雙螺桿擠出機螺桿元件對混合影響

在雙螺桿擠出過程中，螺桿元件對物料要完成兩種混合，其一為分散混合，將物料組合的粒度減小，將固體塊或聚集體破碎成微粒，或使不相容聚合物的分散相尺寸達(dá)到所要求的范圍；其二為分布混合，使物料各組分的空間分布達(dá)到均勻；其三拉伸混合，是混合中最有效的混合手段，對敏感性物料性能影響最小。

以上幾種混合，螺桿元件要進(jìn)行有序的排列，才能合理分派各混合段的能耗和停留時間，達(dá)到良好的混合效果，并能經(jīng)濟有效的利用能量。

1、不同螺紋元件的混合剪切和輸送能力的比較見圖12

圖12

2、捏合塊錯列角對混合性能的影響見圖13

11

圖13

3、捏合盤厚度對混合性能的影響見圖14圖14

4、盤數(shù)相等，錯列角厚度不等的捏全塊性能比較

12

見圖15

圖15

5、螺紋元件和捏合塊回混作用的比較見圖16

圖16

螺桿單元組合元件

㈠捏合元件之間組合見圖17

（a）（b）

（c）

圖17

剪切由a、b、c逐漸加強

13

㈡捏合元件與螺紋元件組合見圖18

（a）（b）

（c）

圖18

剪切由a、b、c逐漸加強

㈢混合元件與其它種類元件協(xié)同使用見圖19、20

（a）（b）

（c）（d）

14

圖19

剪切由a、b、c、d逐漸加強

（a）（b）

（c）（d）

圖20

剪切由a、b、c、d逐漸加強螺桿排列本卷須知：1、加料段

采用大螺釘距，正向螺紋輸送元件，在此可獲得最大的加料能力，也有廠家采用SK型元件。2、壓縮段

將混在物料中的流體一部分從加料口中排除，采用變螺距方法，將加料段與熔融塑化區(qū)螺桿采用螺距逐漸小的方法。3、熔融塑化段見圖21

15

圖21

4、排氣段見圖22

排氣段將物料中的濕氣、夾帶的空氣和可揮發(fā)的組分除去。

圖22

5、擠出段采用正向螺紋元件6、混合段的螺桿構(gòu)造見圖23、2