相似放大理论在大型啮合同向旋转双螺杆挤出机设计中的应用

应用"当量直径"的方法,分析了在啮合同向旋转双螺杆挤出机内高聚物融体热传递相似、混合相似和剪切相似(Maddock)的条件,得到了3组主要性能参数相似放大的关联式.用此关联式对两类大型啮合同向旋转双螺杆挤出机系列的主要性能参数进行了预测,预测结果与实际较为吻合.     

啮合同向双螺杆挤出机的相似放大

首先给出啮合同向双螺杆挤出机熔体输送段相似放大方法中所用到的参量表达式,然后从混合、热平衡和综合这两方面分别进行相似放大,并分析各自的优缺点。利用W＆P公司ZSK系列混合机的设计特点和技术数据,分析了相似放大设计在实际中的应用。对大型同向双螺杆挤出机提出相似放大的准则,应是螺杆线速度保持恒定。     

同向旋转双螺杆挤出机相似放大参数优化深入探讨

采用FEM与正交试验设计相结合的方法,分别将20和72同向旋转双螺杆挤出机作为基准机型和目标机型,选用螺槽深度、螺杆转速和螺杆与机筒间隙作为试验因素,将产量、比能耗、最大剪切应力和平均停留时间作为评价指标,综合分析了不同几何参数对各个指标的影响,得出目标机型最优几何参数水平组合。     

同向旋转双螺杆挤出机捏合区的速度分布

应用多普勒激光测速法测量同向旋转双螺杆挤出机捏合区域的速度分布。在９０ｒ／ｍｉｎ分的转速下,测量两螺杆捏合区中推力区和阻力区的轴向速度和法向速度。     

同向旋转双螺杆挤出机的连续混炼和脱硫工艺

对比了传统分批混炼和用同向旋转双螺杆挤出机连续混炼的方法。用同向旋转双螺杆挤出机连续混炼胶料,是传统分批混炼工艺的可行替代方法。混炼胶的组成和性能稳定,使产品质量更加稳定,同时大幅度简化了工艺,提高了自动化水平。利用同向旋转双螺杆挤出机还开发了新的橡胶脱硫工艺。用多种用途的橡胶进行了试验,材料性能测试结果表明,这种工艺方法极具应用前景。     

锥形同向双螺杆造粒机问世

舟山市通发塑料机械有限公司自主研发制造的“锥形同向双螺杆造粒机”近日作为2008年国家重点新产品正式投入市场。舟山市通发塑料机械有限公司推出高节能、高塑化、高产量的造粒机,是目前国内外理想的造粒设备,受到专家的好评和广大客户的青睐。锥形同向双螺杆造粒机问世     

同向旋转双螺杆挤出机计量段中聚合物挤出的模拟

建立了非牛顿粘性聚合物熔体在同向旋转双螺杆挤出机计量段中的三维 非等温流动模型,利用网络叠合技术分析挤出机计量段内速度、温度、压力、粘度、粘性耗散热的分布以及螺杆转速、轴向压差对挤出量的影响。     

国内外塑料造粒机的现状及发展方向

本文介绍了不同塑料造粒机及其大型机组的技术进展、我国造粒机的现状和发展及国内外造粒机的发展趋势,并对我国可开展的工作提出了一些建议。     

啮合同向双螺杆挤出机不同螺杆流场仿真分析

根据啮合同向双螺杆几何学,运用Solid Works三维建模软件建立螺杆的实体模型。采用190℃聚乳酸熔体作为流体,通过ANSYS软件划分网格得出有限元模型,然后在Polyflow里进行仿真,分别得到了两种不同截面的螺纹元件的流场模拟结果。分析对比了压力场,速度矢量场、剪切速率场和黏度场,得出螺棱厚度对流场的影响。结果表明,I型截面螺杆的建压能力强于II型截面螺杆。II型截面的剪切能力强于I型截面的剪切能力,II型截面增强了螺杆的分散混合能力。     

螺杆组合对同向双螺杆挤出机能耗影响的研究

利用不同螺杆组合的双螺杆挤出机制备了超细碳酸钙填充聚丙烯试样,通过测量挤出机的功率来计算其能耗,并测试了试样的拉伸性能,研究了45°捏合盘厚度、塑化段捏合盘错列角、转子类螺纹元件位置及多组捏合盘连续排列形式对挤出机能耗和试样拉伸性能的影响。结果表明,45°捏合盘厚度为30 mm或45 mm、塑化段捏合盘错列角为30°或45°、转子类元件放在塑化混合段之后,均可在保持试样较高拉伸强度的条件下有效地降低挤出机能耗。多组捏合盘连续排列方式下的挤出机能耗并未大幅增加,可适用于需要高剪切物料的挤出生产。     

啮合同向双螺杆挤出机普通螺纹元件中物料停留时间计算

采用有限元方法对啮合同向双螺杆挤出机的普通螺纹元件流动进行了三维等温非牛顿模拟计算，根据流场计算所得到的速度场通过编程计算得到了物料在螺纹元件中的三维流动路径，利用物料的三维流动路径计算结果分析了普通螺纹元件中物料的停留时间分布和平均停留时间随螺杆转速和挤出机产量的变化规律。     

高分散混合元件设计及混合性能的研究

根据啮合同向双螺杆挤出机的啮合原理,设计了一种高分散混合双螺杆元件。运用Polyflow有限元分析软件对该双螺杆元件的3种螺杆构型的流场进行了模拟分析,并且对这3种螺杆构型进行了实验研究。研究表明,错列角为150°的元件的分散混合性能最好,其次是错列角为30°的元件,错列角为90°的元件的分散混合性能最差。     

同向双螺杆拉伸元件的设计及混合性能的研究

根据聚合物加工过程的拉伸流动设计了一种非啮合拉伸元件,并将该元件与S形元件的两种构型的混合性能进行了对比分析。通过数值模拟得到了非啮合拉伸元件流场与S形元件流场的出入口压差及累积最大拉伸速率分布。通过实验手段将非啮合拉伸元件与S形元件对聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)不相容体系相态结构的影响进行了对比研究。结果表明,非啮合拉伸元件的输送能力不如S形元件,但拉伸效果、分散混合能力均高于S形元件。     

同向双螺杆不同螺纹元件混炼效果的数值研究

采用Polyflow软件数值模拟了啮合同向双螺杆挤出机流道内聚丙烯(PP)熔体的流动,数值计算了常规螺纹元件和开槽螺纹元件流道内PP熔体的三维等温流场,采用粒子示踪分析法(PTA)分析了不同螺纹元件流道内粒子的拉伸度自然对数、分离尺度和停留时间,比较了常规螺纹元件和开槽螺纹元件的混炼效果。研究表明,与常规螺纹元件相比,由于熔体在沟槽内产生漏流,开槽螺纹元件的建压输送能力较低,分散混合性能较弱;开槽螺纹元件流道内因粒子的停留时间较长,其分布混合性能优于常规螺纹元件。     

同向双螺杆挤出机螺杆元件对PE-LD-g-MAH熔融接枝过程的影响

通过改变同向双螺杆挤出机主反应区的螺杆元件，研究了螺杆元件对由过氧化二异丙苯引发，低密度聚乙烯（PE-LD）熔融接枝马来酸酐（MAH）的接枝产物和接枝率的影响。红外光谱分析证实有部分MAH已经成功接枝到PBLD分子链上。通过对挤出沿程4个在线取样位置样品的对比分析表明，具有高剪切性能的捏合盘元件的沿程样品的接枝率较大，熔体流动速率较小；具有高拉伸性能的S形元件能够迅速提高接枝率。     

同向双螺杆挤出机中齿形元件的流动和混合模拟

应用POLYFLOW软件,采用三维非等温、Cross模型,对高聚物熔体在双螺杆挤出机齿形元件和断裂螺纹元件中的流动和混合过程进行了数值模拟,并用示踪粒子法研究了不同颜色粒子的流迹和停留时间、剪切速率、剪切应力、拉伸速率的分布。在此基础上,对两种元件的分布性混合和分散性混合性能进行的量化分析对比发现,与断裂螺纹元件相比,齿形元件有着弱的输送能力和建压能力,强的轴向温升能力,强的分布性混合能力和分散性混合能力。