螺杆组合原理

螺杆组合原理

啮合同向双螺杆挤出机主要作用是将聚合物配混物中各组分（多组分和少组分）混合均匀。根据混合理论，在此混合过程中，各种规格的螺杆元件起到关键作用。螺杆元件按功能大致分为：输送元件、剪切混合元件、建压元件（反向输送元件及反向啮合块）。

输送元件：分为双头大导程输送元件、双头小导程输送元件及单头输送元件。其中大导程输送元件输送能力强，主要应用在物料加料段，单头输送元件不仅输送能力强且回流小，主要应用在加料段及最后熔体输送段。

剪切混合元件：主要是啮合块元件，起到分布混合及分散混合作用，不同规格啮合块其分布混合及分散混合能力是不相同的。影响其功能的主要参数有：啮合块错列角、啮合块单片厚度、啮合块片数。下表为不同错列角、不同单片厚度啮合块对混合性能的影响：

建压元件：分为反向螺纹元件及反向啮合块元件。其主要作用是增加物料在挤出方向的反

流，从而增加物料在挤出机中的停留时间，为剪切混合元件发挥作用创造更多时间。

理论上，根据不同种类螺纹元件功能，可以排列出最佳组合，达到非常理想的分布、分散混合效果，从而实现聚合物配混所要达到的功能。

对于超高分子量聚乙烯熔融均质均化作业来说，由于物料在喂入双螺杆挤出机前已熔融，物料在双螺杆挤出机中主要经历三个阶段：

1）聚乙烯与各种溶剂熔胀阶段，聚合物熔体体积会增加，同时放出热量

2）聚乙烯与各种溶剂溶解阶段，此过程吸收热量

3）聚乙烯胶体计量均化阶段，要求稳压挤出

针对以上三个阶段排列螺杆组合，才能使超高分子量聚乙烯与溶剂分散混合及溶解过程达到理想效果，从而获得高强度的超高分子量聚乙烯纤维。我们的双螺杆参数如下：1）长径比L/D=64，目前国内一般都采用L/D=64，也有56的

2）螺杆组合要“强”，即分散分布混合作用要强，啮合块元件运用比较多，根据前文讲诉的45º、60º、90º啮合块运用较多，尤其是90º啮合块；停留时间要比普通配混作业长得多，反向螺纹元件用的也较多。具体来讲，在L/D=64长度上：输送段为大导程螺纹元件，长度大致8～10D；均质均化（分散分布混合）段，长度大致48～52D，3～4个啮合块排成一组，在48～52D长度上大致有12组，建压元件在48～52D长度上大致有4组；计量均化段大致6～8D，为了减少反流，最好采用单头输送元件。

[1] 耿孝正.《双螺杆挤出机及其应用》.中国轻工业出版社.2003

[2] 耿孝正.《双螺杆挤出机及其应用》.中国轻工业出版社.2003