串联式磨盘螺杆挤出机的结构与混炼机理

介绍了自行开发研制的新型混炼装备——串联式磨盘螺杆挤出机的主要结构特点及工作原理，剖析了其独特的混炼机理。试验表明，采用多种形式的串联磨盘能够起到对物料的压缩、剪切与置换三种作用，串联式磨盘螺杆挤出机具有卓越的混炼、塑化性能，而且该机结构简单、挤出压力高。     

国内外新型混炼装备的研究动向

结合新型混炼技术与装备的理论研究和开发实践,对国内外混炼技术的研究现状和发展趋势进行了述评.重点介绍了同向平行双螺杆挤出机、往复式销钉螺杆挤出机和串联式磨盘螺杆挤出机的结构特点、设计原理、混炼机理和应用领域.     

混炼装备的研究现状与发展

本文对国内外混炼装备的研究现状和发展趋势进行了评述,详细地介绍了同向双螺杆混炼挤出机、FCM连续混炼机、往复式销钉螺杆挤出机等几种新型混炼设备,然后重点从混炼原理、设计原理及应用等方面对串联式磨盘螺杆挤出机进行了分析,最后对混炼技术与装置的发展趋势进行了展望,提出了几种混炼装置及技术的发展方向。     

混炼装备的研究现状和发展

本文对国内外混炼装备的研究现状和发展趋势进行了评述，详细地介绍了同向双螺杆混炼挤出机、FCM连续混炼机、往复式销钉螺杆挤出机等几种新型混炼设备，然后重点从混炼原理、设计原理及应用等方面对串联式磨盘螺杆挤出机进行了分析，最后对混炼技术与装置的发展趋势进行了展望，提出了几种混炼装置及技术的发展方向。     

串联式磨盘螺杆挤出机设计原理

随着新型高分子材料的不断出现，对混炼技术和装备的要求越来越高，传统的混炼工艺与装备已不能能满足要求，具有各种特色、性能优异的新型混炼装备应运而生。串联式磨盘螺杆挤出机是国际上20世纪研究成功的新型混炼装备之一，它不仅具备了单螺杆挤出机结构简单、挤出压力高、承载扭矩大的优点，而且具备磨盘挤出机超强的破碎、分散、剪切、混合和塑化性能优势，同时还可以通过动盘和定盘结构型式的选择、间隙的调节以及工艺条件的变化等手段对混炼工艺过程进行控制，因此用它可以制取一般混炼装置难以加工的特殊高分子材料和高填充复合材料。     

新一代串联式磨盘挤出机

本文简单介绍了串联式磨盘螺杆挤出机的结构特点,将新一代机型可挤出系统,加热冷却系统进行了阐述,通过实验方法对混合性能及混炼质量的影响因素进行了对比和研究,最终总结出有利于提高混炼质量的有效方法和方案。     

串联式磨盘螺杆挤出机一步法挤出成型木塑复合材料的研究

对串联式磨盘螺杆挤出机一步法挤出成型木塑复合材料进行了实验研究，探讨了植物纤维种类、木粉填充量对复合材料力学性能的影响，并在相同配方的条件下对磨盘挤出机和异向平行双螺杆挤出机加工的木塑复合材料的力学性能进行了比较。研究结果表明串联式磨盘螺杆挤出机更适合于高填充木塑复合材料的挤出成型加工。     

主要工艺参数对串联式磨盘挤出机混合性能的影响

采用Polyflow软件模拟了聚合物熔体在串联式磨盘挤出机混炼段内的混合过程。将混合指数和分离尺度作为评价指标,借助统计学方法,分析了主要工艺参数(转速和喂料速率)对串联式磨盘挤出机混合性能的影响。研究结果表明:转速增大,串联式磨盘挤出机的分散混合性能和分布混合性能提高;喂料速率增大,串联式磨盘挤出机分散混合性能下降,但喂料速率对串联式磨盘挤出机分布混合性能影响较小。     

串联式磨盘螺杆挤出机磨盘混炼段分布混合性能的研究

采用计算流体力学软件POLYFLOW 对串联式磨盘螺杆挤出机的磨盘研磨混炼段进行三维等温流动的数值模拟,并从统计学和动力学角度,采用分离尺度和时间平均混合效率,对磨盘区域的分布混合性能进行分析,研究磨盘构型和磨盘间隙对分布混合性能的影响.结果表明,臼目形磨盘的分布混合性能较好;磨盘间隙增大在一定程度上有利于提高分布混合性能.     

高聚物成型加工技术与装备的研究现状及发展

介绍了高聚物加工技术、过程理论计算和装备的现状及发展,其中详述了高效多功能螺杆混炼机(同向平行双螺杆混炼挤出机、往复式销钉螺杆挤出机、串联式磨盘螺杆挤出机)、塑料特种挤出装备(塑料电磁动态塑化挤出机、手提式高速排气挤出机、熔体齿轮泵挤出机、异向旋转锥形双螺杆挤出机)及其发展趋势,并对此领域的发展提出了导向性建议。     

塑料特种挤出装备研究现状和发展

结合特种挤出技术与装备的研究实践，对国内外特种挤出技术的研究现状和发展趋势进行了述评。重点介绍了最新研制成功的双螺杆挤出机。往复式销钉螺杆挤出机，串联式磨盘螺杆挤出机。微型高速低粘度单螺杆挤出机和熔体齿轮泵挤出机的结构特点和应用领域。并对今后研究方向提出了建议。     

基于PET/MMT纳米共混体系的连续共混装备混炼性能的对比研究木

以PET/MMT纳米共混体系为研究对象,对比研究啮合同向平行双螺杆挤出机(TSE)、往复式单螺杆销钉挤出机(RSPE)和串联式磨盘挤出机(SDSE)3种连续混炼装备的混炼性能.MMT片层间距变化以及共混物微观结构均表明3种装备中SDSE的混炼效果最好,TSE的混炼效果稍强于RSPE.从比能耗来看,加工单位质量物料SDSE耗能最多,而TSE略高于RSPE.对连续混炼装备的选择具有一定指导作用.     

连续混炼装备混合性能的对比研究

以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)/聚丙烯(PP)不相容体系的共混为结合点,对比研究了啮合同向平行双螺杆挤出机(TSE)、往复式单螺杆销钉挤出机(RSPE)和串联式磨盘挤出机(SDSE)三种连续混炼装备的混炼性能.共混物微观结构以及宏观力学性能均表明,三种装备中SDSE的混炼效果最好,RSPE的混炼效果稍强于TSE.从比能耗看,加工单位质量物料SDSE耗能最多,而RSPE和TSE耗能基本一致.     

捏合盘错列角和厚度对聚丙烯降解的影响

研究了啮合同向双螺杆挤出机中具有不同捏合盘错列角、不同捏合盘厚度的螺杆构型的捏合块元件对造粒过程中聚丙烯（PP）降解的影响。结果表明,随着捏合盘错列角的增加和捏合盘厚度的增大,PP的降解加剧。     

啮合异向双螺杆挤出机中捏合块元件对PE-HD/PS不相容体系混合效果的研究

在常规啮合异向双螺杆上引入不同错列角和不同捏合盘厚度的捏合块元件,将其用于高密度聚乙烯/聚苯乙烯（PE-HD/PS）不相容体系的混合,观察混合体系的相态并分析分散相的粒径。结果表明,增加捏合块元件后啮合异向双螺杆挤出机的分散混合能力得到了提高;捏合块的错列角和捏合盘的厚度对PE-HD/PS不相容体系分散相PS的重均粒径和粒径分布指数有较大影响。     

啮合型同向旋转双螺杆挤出机的螺杆特性及其应用

介绍了啮合型同向旋转双螺杆挤出机的起源和发展,着重论述了该型挤出机挤压系统中的螺杆型式、螺纹元件和捏合元件的输送及混炼特性、螺杆组合型式和操作条件以及应用情况。     

Effect of extruder elements on fiber dimensions and mechanical properties of bast natural fiber polypropylene composites

Illusions and facts about aspect ratio and the corresponding mechanical properties of the polypropylene flax are studied in this work. Selection of extruder elements controls significantly the fiber final dimensions. Hence, the load transfer efficiency can be improved. Different extruder layouts are tried. First and second trials investigate the mixing degree effect using kneading elements with eight and four kneading elements, respectively. The third and fourth trials keep four kneading blocks but differentiate in using multiprocessing element MPE and toothed elements, respectively. All the four configurations are tested at different shearing rates namely 100, 200, and 300 rpm and different fiber loadings 10, 20, and 30 wt %. Polypropylene (PP) with high flowing properties and slivers flax natural fibers are used. The output extruded strands are mechanically tested. The third and fourth configurations showed superiority to the normal kneading profiles regarding the mechanical properties. Samples of composites are withdrawn after each processing extruder element to study the effect of this element on the fiber dimension. Measurement of extracted fibers is carried out by two methods namely dynamic image analysis machine and secondly normal microscopic investigation. Weibull distributions are defined for fiber geometry distributions for the different locations on the extruder configuration. Also, the effect of the shear rate and the extruder configuration on the final dimensions of the fibers extracted from the composite. The results show the correlation between extruder configuration and fiber aspect ratio and hence the composite overall strength. However, further processing like injection molding erases the pre‐extrusion effect. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40435.