共混挤出基础知识

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1、双螺杆共混挤出基础知识May8,2010内容一、熔融共混挤出概述二、螺杆组合•分配混合与分散混合•粘度、剪切应力、剪切速率•螺纹元件介绍三、挤出工艺参数设置•自变量：温度、转速、产量•因变量：扭矩、停留时间、填充率、剪切速率、熔体温度、熔体压力、混合效果四、KraussMaffeiZEUTX双螺杆挤出机特性介绍熔融共混挤出概述常见塑料配方组分原材料种类功用基础树脂，如PC、ABS、PP提供材料的基本性能冲击改性剂，如MBS、HRG提高冲击强度稳定助剂，如168、1010、UV234加工或使用过程中防止树脂讲解与老化增强纤维，如GF、CF提高强度与刚性阻燃剂，如BDP降低材料可

2、燃烧性润滑剂，如EBS、PETS提高材料流动性与脱模能力色粉，如炭黑、钛白粉赋予材料各种颜色其他如提高流动性（流动助剂）、提高分子量（扩链剂）、改善纤维增强材料表面（抗浮纤剂）等等连续熔融共混挤出装置分类双螺杆主要技术指标螺槽深度DDoi•螺杆直径(D),内外径比(D/D)ooi•是衡量挤出机能力的基本参数•决定了自由体积•决定了剪切速率•长径比(L/D)•由配方的工艺要求决定•决定了停留时间7.5mm420mmÆ100ton/hour典型熔融共混挤出工艺流程混合机喂料机侧喂料机真空口电机排气振动筛口齿轮箱挤出机口模水槽切粒机分配混合与分散混合分配混合:空间位置变化，但无尺寸

3、变化分散混合:空间位置变化，且尺寸减小分配混合分散混合螺杆组合熔融共混工艺功能分类整个挤出过程可以按功能分为如下部分：•喂料－－输送•熔融－－混合•排气•增压VacuumVentingAtmosphericVentingPrimaryFeedingDownstreamFeedingofSolids基础螺纹原件输送元件螺距头数输送方向输送机理输送机理在于固体或熔体与机筒及螺纹原件之间摩擦力的不同。物料与螺杆间低摩擦；与炮筒间高摩擦。输送元件（头数）对比输送元件（螺距）对比FilleddegreeLowHighFull反向输送元件PP1221PPPP1221正螺纹反螺纹压

4、力导致部分熔体反向穿过输送块与炮筒壁之间的窄缝，经历高剪切。捏合块捏合块方向捏合块功能差别错位角越大，分配混合效果越好输送效果越小片厚越大分配混合效果越小分散混合效果越大捏合块比较齿形盘齿形盘比较熔融混合两种树脂混合•最好在熔融过程中树脂与填料混合•最好是树脂熔融之后加入填料液体注入•最好是将液体注入到熔体中，以降低粘度差并避免液体影响塑化。螺杆组合•混合使用捏合块与/或混合元件真空排气长螺距正向输送。排气不足可能导致粒子发泡、易断条。VapourBarrel影响因素：停留时间长脱挥区域熔体厚度低填充度Screw表面更新强分配混合压力差高真空与排气口之间必须存在熔封。增压°挤

5、出机末端的压力Î产量、粘度、过滤网、模口尺寸与结构等°增强物在挤出机末端的长度Î螺杆组合、螺杆转速与熔体粘度°增强物长度受限于Î聚合物流入排气口、增加扭矩与比能量、更高的熔体粘度限制性螺纹元件比较中性/反向捏合块反螺纹挤出工艺参数设置共混工艺参数因变量自变量螺杆充实程度螺杆转速停留时间产量剪切速率炮筒温度熔体温度螺杆组合扭矩分配与分散混合效果剪切速率定义Surfacevelocity=0ShearRate=VelocityDistanceDistancebetweensurfaces(x),mmSurfacevelocity=V,mm/sec剪切速率对混合强度至关重要。剪切生

6、热导致温度升高。对一给定的螺杆转速，平均剪切速率与D/D反向变化。高D/Doioi的螺杆可以通过提高螺杆转速达到相同的平均剪切速率。螺槽中剪切速率计算•dNπγ=h[3.1416]xScrewDiameterxScrewSpeed(rpm)_______________________________________ShearRate=ChannelDepthx[60]ShearRate=seconds-1高填充度时剪切速率Example:ZSK-7050%degreeoffillMinimumShearMaximumShear12.5mm0.4mm[3.1416]xScre

7、wDiameterxScrewSpeed(rpm)______________________3.1416x70mmx600rpm_________________ShearRate=ChannelDepthx[60]12.5mmx60ShearRate=seconds-1=175.9seconds-1中等填充度时剪切速率Example:ZSK-7015%degreeoffillMinimumShearMaximumShear12.5mm0.4mm[3.1416]xScrewDiameterxScrew