双螺杆挤出过程中分散质量的动态研究

对双螺杆挤出过程计量段PP/炭黑混合物的分散质量进行了动态研究.采取在线取样的方式取样,并将样品压制成薄片,进行显微照相,通过分析图像量化了物料的分散质量.探讨了螺杆转速对挤出机计量段PP/炭黑混合物分散质量的影响.结果表明,对于单一形式的螺杆构型,在螺杆转速为40～240r/min的范围内,随着螺杆转速的增加,计量段处PP/炭黑混合物的分散质量呈下降趋势;螺杆转速为80～120r/min时,计量段处PP/炭黑混合物的分散质量相对于40r/min下降程度较大.螺杆转速影响着PP/炭黑混合物在挤出机内停留时间和流变性质,两者的共同作用是产生这一变化的原因.     

挤出工艺及螺杆组合对膨胀阻燃PP性能的影响

利用无卤膨胀阻燃剂对聚丙烯(PP)进行改性,研究了不同挤出工艺参数(温度、螺杆转速、喂料量)及螺杆组合对无卤膨胀阻燃PP材料性能[熔体流动速率(MFR)、力学性能、阻燃性能、颜色等]的影响。结果表明,随着喂料量的增加,材料的MFR、断裂伸长率和缺口冲击强度总体呈下降趋势,适宜的喂料量为60 kg/h;随着螺杆转速的增加,材料的MFR逐渐提高,断裂伸长率、缺口冲击强度和极限氧指数呈现先增加后降低的趋势,材料颜色逐渐变黄;随着挤出温度升高,材料的断裂伸长率和缺口冲击强度呈现先升高后降低的趋势;使用弱剪切螺杆组合时阻燃剂分散性能较差,使用集中强剪切螺杆组合时容易导致材料降解,使用分散多段剪切的螺杆组合时,材料的断裂伸长率、缺口冲击强度提升显著,分别比弱剪切螺杆组合生产的材料提高了80%和40.5%。当喂料量为60 kg/h、螺杆转速为500 r/min、挤出温度为180~200℃并采用分散多段剪切的螺杆组合时,无卤膨胀阻燃PP材料的综合性能最优。     

PP-g-Si熔融接枝工艺对接枝率的影响

以聚丙烯(PP)为基体,γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)为接枝单体,过氧化二异丙苯为引发剂,通过熔融接枝法制备了硅烷接枝PP(PP-g-Si)大分子相容剂,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪对PP-g-Si进行了表征,并从定性及定量分析两方面讨论了KH570在PP上的接枝效果,研究了挤出温度和螺杆转速对PP-g-Si接枝率的影响。结果表明,KH570以侧链的形式成功接枝到PP分子链上;挤出温度和螺杆转速对PP-g-Si接枝率的影响较为复杂,总体上高螺杆转速下PP-g-Si的接枝率较高,当螺杆转速为140 r/min时,挤出温度为170℃的接枝率最高,而其它螺杆转速下,挤出温度为180℃的接枝率最高;PP-g-Si的最优制备工艺条件为挤出温度180℃、螺杆转速120 r/min或挤出温度170℃、螺杆转速140 r/min。     

聚丙烯片材挤出发泡工艺及发泡体系研究

采用自行研制的高熔体强度聚丙烯(PP),通过挤出片材发泡实验,研究了口模温度、挤出温度、螺杆转速等工艺条件以及PP熔体强度和发泡成核剂对片材发泡效果的影响。PP发泡片材最佳挤出工艺条件为:挤出温度210℃,口模温度160℃,螺杆转速40 r/min。PP熔体强度为13 cN,发泡成核剂用量为6 phr时,发泡片材密度最低(0.450g/cm~3),片材表面光滑平整,挤出发泡效果最好。     

挤出反应温度与剪切应力对动态硫化PP/EPDM性能的影响

采用动态硫化的方法,在双螺杆挤出机中制备了聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM)热塑性弹性体,研究了挤出反应温度与螺杆转速提供的剪切应力对动态硫化PP/EPDM热塑性弹性体性能的影响。结果表明,适当提高挤出反应温度或螺杆转速可提高PP/EPDM热塑性弹性体的拉伸强度、拉断伸长率和凝胶含量,当挤出反应温度为200℃、螺杆转速为600 r/min时,热塑性弹性体的综合拉伸性能最好,拉伸强度为19.87 MPa,拉断伸长率为527.3%,凝胶含量为54.69%。高螺杆转速提供的高剪切应力可在一定程度上提高PP/EPDM热塑性弹性体的熔融温度。     

发泡剂与螺杆转速对PP等挤出发泡性能的影响

以BIH40为发泡剂,采用挤出成型工艺,分别制备了聚丙烯(PP),低密度聚乙烯(PE–LD)和聚乳酸(PLA)挤出发泡材料,研究了发泡剂含量和螺杆转速对这3种发泡材料挤出发泡性能的影响。结果表明,当螺杆转速为26 r/min时,随着发泡剂含量从0.5%增加到2.0%,3种发泡材料的发泡倍率均逐渐增大,PP和PE–LD的泡孔平均尺寸也增大,而PLA的泡孔尺寸先增大后减小。当发泡剂质量分数为2.0%时,随着螺杆转速从26 r/min提高到42 r/min,PP的发泡倍率增大,泡孔平均尺寸减小;PE–LD的发泡倍率和泡孔平均尺寸均先增大后减小;PLA的发泡倍率基本不变,泡孔平均尺寸略有下降。当发泡剂BIH40质量分数为2.0%时,在相同螺杆转速下,PLA的发泡性能要优于PP和PE–LD,其泡孔尺寸较PP和PE–LD更小更均匀,单位面积上的泡孔数量明显高于PP和PE–LD。     

挤出工艺对PP/BaSO4复合材料共混效果与性能的影响

使用双螺杆挤出机在不同的挤出工艺下制备了聚丙烯/硫酸钡(PP/BaSO_4)复合材料。通过微观形貌、力学性能等分析螺杆转速和喂料速度对材料的影响。结果表明,BaSO_4团聚体的分散受螺杆转速影响较大;在相同喂料速度下,随螺杆转速增加,BaSO_4团聚体数量和尺寸明显减小,使用750 r/min的螺杆转速在90 kg/h和120 kg/h的喂料速度下PP/BaSO_4共混效果较好; PP/BaSO_4中团聚体数量较少时有利于其冲击强度,其他力学性能受工艺影响较小。螺杆转速比喂料速度对挤出熔体温升的作用更明显,在满足分散的前提下,应尽量采用低转速高喂料的方式; Polyflow软件为高分散混合工艺调整提供了指导。     

iPB-g-MAH反应挤出工艺及性能

采用反应挤出工艺制备聚丁烯-1接枝马来酸酐改性材料,研究了挤出机温度、螺杆转速及原料放置时间对引发剂过氧化二异丙苯(DCP)、共单体苯乙烯(St)、接枝单体马来酸酐(MAH)反应体系的影响,分析了接枝物iPB-g-MAH-co-St在挤出机工业化制备中的适宜条件。结果表明,反应挤出温度对制备iPB-g-MAH的影响较大,在170～210℃区间内,接枝率最高可达3.05%,最低仅为1.29%,适宜的反应温度范围为180～200℃;螺杆转速对反应挤出制备iPB-g-MAH的接枝率影响较小,在60～140 r/min转速区间内,接枝率最大与最小值之间的差值低于40%,适宜的反应转速为120 r/min;配置好的原料放置时间过长导致过氧化二异丙苯(DCP)降解iPB-1,接枝物的接枝率与力学性能显著降低,在实际生产中需严格控制物料的放置时间。     

高剪切应力对PP/PS/EPDM材料力学性能的影响

采用在材料熔融挤出共混过程中提高双螺杆挤出机螺杆转速的方法,研究了较高螺杆转速条件下双螺杆挤出机的机械剪切应力对聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)/三元乙丙橡胶(EPDM)共混材料力学性能的影响。结果表明:双螺杆挤出机的高剪切应力可促进PS颗粒的分散和界面结合力的增强,促使共混材料力学性能的改善。EPDM对PP/PS共混材料具有增容增韧作用,在220℃的挤出温度下,当螺杆转速由240 r/min提高至1 200 r/min时,其PP/PS/EPDM(质量比81/9/10)共混材料的缺口冲击强度最高达22.0 kJ/m2,。     

PP-B管力学性能影响因素的研究

采用挤出成型生产出嵌段共聚聚丙烯(PP-B)管材,讨论了塑化温度、螺杆转速和冷却水温度等挤出成型工艺条件对PP-B管材力学性能的影响。结果表明:当平均塑化温度为200℃、螺杆转速为40-45 r/min、冷却水温度为20-30℃时,PP-B管材具有较理想的力学性能。