同向双螺杆挤出机螺杆特性及其应用

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参考文献：
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
［１ｌ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田．现代塑料加工应用，１９９６（８）：３３．［２１郑光鼎．同向啮合型双螺杆挤出机混炼原理及操作特性田．现代塑料加工应用，１９９４（１）：３３．［３ｌ吴培熙，张留城．聚合物共混改性【Ｍｌ北京：中国轻工
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人的物料，尤其适合纤维增强材料、剪切敏感或温度敏感物料的加Ｚｏ
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。
１．２实验设备热变形维卡测定仪，ＸＷＢ－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－１０ＤＹ型，北京市塑料机械厂制造；变频调速双螺杆挤出机，ＳＳＴ－２５／２２１１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，ＸＪＵ－２２型，
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［ＩＩＩａ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（２１。笔者对化工部晨光化工研究院的ＴＳＳＪ－２５／３３１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。
温控２００℃；螺杆转速４０ｒ／ｍｉｎａ
１．１原材料ＰＰ：Ｋ８３０３，北京燕山石化股份有限公司生送能力不受限制，故各加料口均采用 “ 饥饿式”加产；交联剂：ＤＣＰ，市售；抗氧剂：１０１０，ＤＴＳＰ，料使螺槽呈半充满状态。真空排气口１个，并将该市售；偶联剂：北京燕山石化股份有限公司生产。螺杆元件组合分为３段，即Ｉ段、ＩＩ段、ｍ段。Ｉ段：主要是熔融塑化段，螺杆开始部位对应收稿日期：２００４－１２－２０；修回日期：２００４－１２－２６主加料口，这里的螺纹元件螺距大、螺槽深，螺槽作者简介：李东红（１９６４－），女，山西太原人。１９８７年７月毕容积最大，以容纳自计量加料器加人的低表观密度
承德试验机厂制造；塑料切粒机，ＰＱ－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／Ｔ１０４０－９２进行测试；维卡软化点：按照ＧＢ１６３３－８９进行测试；塑
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。Ｍ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。
１实验部分
料悬臂梁冲击强度试验：按照ＧＢ／Ｔ１８４３－８９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
业于太原工业学校．助理实验师。
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
太原科技ＴＡＩＹＵＡＮＳＣＩ－ＴＥＣＨ１２００５年１月第１期１
．；Ｌ用；ｆ３ｔＩＩ
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
１１ａ用ｆ３ＦＸ
文章编号：１００６－４８７７（２００５）０１－００６２－０２
太原科技ＴＡＩＹＵＡＮＳＣＩ－ＴＥＣＨ１２００５年１月第１期｛
同向双螺杆挤出机螺杆特性及其应用
燕
摘要：介绍了啮合同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：ＴＱ３２０．６文献标识码：Ａ
断裂
宵曲弹
／ＭＰａ
孙９葵８
缺口冲热变形
击强度／口．ｍ－１）温度
／ ℃
３
一』
含量
／％
伸长率性模童
／％－４．９４．０１．７
３０４５５０
６０７５９０
２．３螺杆元件的特性［３１主要用于物料的输送，该组合采用双头双线螺纹（导程二２ｘ螺距），螺槽等距等深，螺棱宽度比
元件进行了实验，测试结果见表ｔｏ
表１玻纤含，对ＰＰ性能的影响
玻纤
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。Ｉ段：玻纤加人口处的螺纹元件应部分充满物料，以便玻纤加人到熔融树脂中，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
０，１０２０３
２３００３８００
５６００
由表１可以看出，随着ＰＰ中玻纤含量的逐渐
二Ｊ匕，１日门只３匕
４１５
一wenku.baidu.com』〕０
ＬｉＤｏｎｇｈｏｎｇ，ＺｈａｉＹａｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｃｅｒｗｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｉｎｔｅｒｍｓａｈｉｎｇｃｏ－ｒｏｔａｔｉｎｇｔｗｉｎ－ｓｃｅｒｗｅｘｔｒｕｄｅｒａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ．Ａｃ－ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｌｅｎｄｔｈｅｏｙｒ，ａｔｙｐｅｏｆｓｃｒｅｗｅｌｅｍｅｎｔｓｃｏｍｂｉｎｅｄｍａｎｎｅｒｓｕｉｔａｂｌｅｔｏｇｌｓａｓｉｆｂｅｒｒｅｉｎ－ｆｏｒｃｅｄＰＰｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅｅｒｓｕｌｔｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｇｌａｓｓｉｆｂｅｒｉｓｗｅｌｌｄｉｓｐｅｒｓｅｄｉｎＰＰａｎｄｉｔｓｌｅｎｇｔｈｉｓｅｑｕａｌａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｃｒｅｗｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｉｓｒａｔｉｏｎａｌＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｃｅｒｗｅｌｅｍｅｎｔ，ｋｎｅａｄｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔ；ｇｌｓａｓｉｆｂｅｒ；ｅｒｉｎｆｏｒｃｅｄＰＰ
１业出版社，９９６．（中北大学分院，山西太原０３０００８）（责任编辑刘长生）
ＴｈｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅＳｃｒｅｗＥｌｅｍｅｎｔｏｆＣｏ－ｒｏｔａｔｉｎｇＴｗｉｎ－ｓｃｒｅｗＥｘｔｒｕｄｅｒａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
３结论
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
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人。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。