PE装置工艺培训挤出机螺杆组合原理与应用.ppt

7.1 、 引言 ? 聚合物共混物的高速增长，大大促进了人们对混 合加工设备的开发利用； ? 目前公认高效、连续混合加工设备的同向双螺杆 挤出机，螺杆组合逐步成为其应用过程的核心技 术， ? 组合设计主要按现代积木组合式原理，首要考虑 的是输送混合元件的合理使用，使其应用的物料 沿螺杆挤出方向产生有效更迭，形成较好的几何 流型，物料获得充分的分散和分布混合。 随聚合物共混持续发展，原材料的基料，添 加剂，填充物发生变化，本身特点对加工过 程的某些方面提出了更特殊的要求，如玻纤 增强，润滑剂，多种熔点物质混炼，晶须， 易分解材料等等一些特殊原料的引入，对原 有螺杆组合的某一方面如剪切、分散、分布 作用需加强，或需弱化其中某一作用； 原有不同导程输送元件和不同角度的捏合元 件组合起来难以达到这些特殊要求； 因此，大大推动了特殊作用的新螺纹元件开 发和应用 7.2 、发展动力 材料对螺杆组合特殊要求 ? 玻纤增强类产品需保证长纤经剪切后长度均匀，且分散 分布良好； ? 多种不同表面性质的无机填充物需分散良好； ? 热敏感材料需低剪切热，强塑化分散效果的元件 ? 原料中含大量润滑剂，影响塑化效率 ? 普通输送元件不能满足低堆积密度物质的输送； ? 高熔点物质需强塑化效果，集中剪切容易导致扭距增大 ，增加能耗； 项目 类型 特点 主要应用 齿型盘 C18 外形为带齿圆盘， 错开啮合，齿与 轴向平行 1. 对长玻纤剪切效率高，利于 降低剪切热； 2. 对提高填充粉体分散效果明 显 斜齿齿型盘 外形为带齿圆盘， 错开啮合，齿带 一定斜度 与齿型盘 C18 对比，分散效果明显， 尤其利于玻纤的分散 96/240 强输送元 件 自由容积大，输 送动力方向角度 直接沿正轴向 高填充类产品提高单位时间进料 能力，尤其在低堆积密度类产品， 有效避免下料口返料 176/88LS 拉伸块 “ S” 型元件，类 似正反一对大导 程输送 提高塑化效率，在有限螺筒距离 内完成塑化且能耗比较低，剪切 热低 32/96 输送型齿型 盘 输送元件螺棱上 开槽 形成漏流，分散能力强，产生剪 切热低 表一： 新螺纹元件类型、特性和应用表 1. 齿型盘 C18 ? 图 ? 主要在剪切和分散方 面有特殊作用，尤其 在玻纤剪切上；齿型 盘的加入相当于在沿 物料流道上所设置的 障碍，影响螺槽通道 的畅通程度，对轴向 混合有直接影响，轴 向反混能力强 ； 2. 齿型盘和螺纹元件的组合 ? 该齿型盘设计成直齿型，每齿一面通中心轴，这种齿型盘不具 有输送物料能力，物料通过该元件主要靠两端压力差，若将齿 加工成斜向，则具备正向或反向输送能力。齿型盘作用主要在 加强物料混合。 ? 在非啮合区，由于齿片对料流的连续分割，增加了物料的接触 界面，有利于分布混合； ? 在啮合区，由于一根螺杆上的齿盘与另一个螺杆上的齿盘时错 列的，故料流沿轴向被反复切割，分布混合作用比较强烈，在 两片齿之间因间隙较小而使物料流经时所受剪切较大，形成一 定分散混合作用。 ? 增加连续齿型盘对数，混合效率将成倍提高； 应用实例一：用于生产玻纤增强阻燃 PBT ? 低水分含量玻纤在使用时相对难剪切，但本身水 分低有利于与树脂表面结合，提高力学性能； ? 难剪切表现在使用普通捏合剪切块，在玻纤口到 真空口有限距离内，需要剪切元件量大，容易造 成剪切热过高温度失控和物料分解； ? 齿型盘 C18 利用其剪切玻纤的高效性能弥补这一 不足，对比如下： 工 艺 系 列 培 训 课 程 2014 年 PE 装置培训 挤出机螺杆组合原理与应 用 工艺系列培训之四 沈红波 一、双螺杆挤出发展历程 ? 2 0 世 纪 4 0 年 代 ， Erdmenger 发明了同向 完全齿合型双螺杆挤出 机， 50 年代 WP 公司进 一步发展并投向市场； ? 不断完善并成为聚合物 工业、化学制品工业以 及食品工业中必不可少 的设备。 2. 挤出机设备厂家和螺杆组合定义 ? 1. 几大挤出机设备商，型号 ZSK 型 --WP; ZE 型 -Berstorff; APV --APV （ Baker Perkins ） ? TEX- 日本制钢所 ; 莱斯特里公司 [Leistritz]- ZSE 型 . ? 螺杆组合 , 就是指挤出机螺杆的结构组成 , 不同组 合以达到不同物料生产需要 , 螺杆组合能达到 分 散 / 剪切两种效果 , 解决物料的混和均匀要求 , 对 生产稳定性有重要意义 . 二、螺杆组合原理和应用的主要内容 ? 1 . 螺杆组合的基本结构和各部分特点； ? 2. 螺杆组合设计的基本原则 ； ? 3. 啮合同向双螺杆挤出过程不同功能段的螺杆构型 和整根螺杆的组合设计 ； ? 4. 玻纤增强粒料制备的 螺杆构型设计 ； ? 5.