PA6/PPO合金的研究

研究聚酰胺(PA)6与聚苯醚(PPO)合金的工程化,在玻璃纤维增强的PA6/PPO合金中加入增容剂、增韧剂等,经双螺杆挤出机共混制备了增强PA6/PPO合金,讨论了PPO含量、增容剂及增韧剂对PA6/PPO合金性能的影响。     

双螺杆挤出机的分析和实验评述

双螺杆挤出机可按其几何结构进行分类,主要区别在于啮合和非啮合,另一个特点是回转方向,本文研究了各种双螺杆挤出机的最重要特性,特别把研究重点放在螺杆几何形状对输送特性的影响上;简短回顾了双螺杆挤出机理论分析方面的技术现状:描述了用两种实验室规格的啮合双螺杆挤出机进行的实验,一台是同向旋转双螺杆挤出机,另一台是异向旋转双螺杆挤出机,实验结果用两台挤出机的功耗,停留时间分布和混合性能给出,异向双螺杆挤出机呈现出窄的停留时间分布和较好的分散混合能力。同向双螺杆挤出机表明有较好的分布混合能力,这些结果可用两种挤出机中的输送和混合机理加以解释。挤出机的总体性能似乎受啮合区作用的支配。任何关于双螺杆挤出机的符合实际的理论分析应当集中在啮合区的流动行为和混合性能上,同向双螺杆挤出机似乎最适于熔体的共混操作,而异向双螺杆挤出机似乎优先用于体固添加剂必须分散到聚合物基体中的操作。     

增韧PA/PPO合金的制备技术

在一定比例的聚苯醚(PPO)、尼龙66(PA66)、尼龙6(PA6)以及自制的增容剂CR-1体系中加入增韧剂gPOE、g-SEBS,经双螺杆挤出机共混挤出制备增韧PA/PPO合金。考察了增韧剂的种类和用量对PA/PPO合金的断裂伸长率、强度、韧性等力学性能以及热性能的影响。结果表明,当PPO用量为30 phr、PA66为65 phr、PA6为5 phr、CR-1为10 phr、增韧剂总用量为7 phr时,g-POE单独使用具有更好的增韧效果;g-SEBS能够使合金中PA的结晶温度升高;g-POE和g-SEBS的用量分别按2、5 phr复配时,合金的拉伸强度最低、断裂伸长率达到最高。     

一步法反应性共混制备PA66／HDPE合金

在双螺杆挤出机上通过一步法反应性共混制备了聚酰胺66（PA66）/高密度聚乙烯（HDPE）合金。使用扫描电镜，Molau实验等方法研究了共混物的形态，并且比较了由一步法反应性共混得到的合金材料与PA66/HDPE简单共混物，以及二步法共混合金在干，湿态下的力学性能。结果表明：采用将PA66、HDPE、马来酸酐，以及引发剂加入双螺杆挤出机进行一步法反应共混的方法可以得到与二步法共混合金形态和性能相似的塑料合金，PA66的韧性可以得到明显改善。     

SEBS和SEBS-g-MAH对PPO/PA66合金性能影响的研究

在双螺杆挤出机上采用共混挤出的方法制备了苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)和马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)增韧的聚苯醚(PPO)/聚酰胺66(PA66)合金。通过力学性能测试、扫描电子显微镜观察和吸水性实验,研究了SEBS和SEBS-g-MAH及其含量对PPO/PA66合金性能的影响。结果表明,SEBS-g-MAH增韧PPO/PA66合金体系的力学性能较好,吸水率较小。     

新型橡胶螺杆挤出机及其应用

介绍橡胶工业新型螺杆挤出机的结构和应用范围。广泛应用的新型橡胶挤出机有同向双螺杆挤出机、异向双螺杆挤出机、多螺杆挤出机和行星挤出机等。同向双螺杆挤出机主要用于物理改性如共混、填充、纤维增强等；异向双螺杆挤出机主要用于挤出成型；多螺杆挤出机主要用于连续橡胶混炼，行星挤出机则更易控制加工温度。     

PPO/PA合金的研制

比较了三条技术路线、PPO／PA质量比、各种抗冲击剂对PPO／PA合金性能的影响。应用FTIR．Molau实验、DSC曲线证实了改性反应原理及增容作用。结果表明：在双螺杆挤出机中，聚苯醚(PPO)与马来酸酐(MAH)接枝反应，然后与聚酰胺(PA66)、SEBS挤出共混，制成的PPO／PA合金，抗冲击性能高。     

非对称同向双螺杆挤出机加工PP/HDPE/POE共混复合材料的研究

首先分别采用两种不同的同向双螺杆挤出机(新型非对称同向双螺杆挤出机以及传统双螺杆挤出机),制备了聚丙烯/高密度聚乙烯(PP/HDPE)共混复合材料,通过试样力学性能以及微观结构形貌对其加工过程进行了表征。然后采用新型非对称同向双螺杆挤出机进一步制备出了PP/聚烯烃弹性体(POE)、PP/HDPE/POE共混复合材料,分析了HDPE及POE用量对复合材料力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察了共混复合材料的表面微观结构形貌。结果表明:新型非对称同向双螺杆挤出机具备更好的分布、分散混合能力,所加工共混复合材料的分散相颗粒粒径分布更加集中,粒径也更小;HDPE和POE对PP有良好的协同增韧作用,当PP、HDPE、POE的质量比为68:17:15时,PP/HDPE/POE共混体系的综合性能最佳。     

新型PA6/PPO合金的研制

采用最新的相容化技术和掺混技术，在尼龙6（PA6）和聚苯醚（PPO）树脂中，加入自制的相容剂，复合增韧剂等，经双螺杆挤出机共混制备出PA6／PPO含量。讨论了相容剂种类及用量，PPO用量，增韧剂的种类对PA6／PPO合金性能的影响。结果表明，当PPO用量为45％，相容剂用量为5％，复合增韧剂用量为10％时，合金的综合性能较好，合金的缺口冲击强度为33.4kJ/m^2，拉伸强度为48.7MPa，弯曲强度为72.0MPa弯曲弹性模量为1750MPa，介绍了PA6／PPO合金的用途。     

PA66/GF/PPO共混材料的动态流变性能

通过熔融共混法在双螺杆挤出机上制备了尼龙(PA)66/玻璃纤维(GF)/聚苯醚(PPO)三元共混材料,采用旋转流变仪研究了共混材料的流变行为。结果表明,PA66及共混材料均为假塑性流体,呈现剪切变稀现象;GF和PPO的加入增大了共混材料的储能模量和损耗模量;用Han方法表明复合材料没有发生相分离;经动态时间扫描发现,共混材料的储能模量随着时间的增加而增大。     

波状双螺杆元件混炼性能的数值模拟

借助聚合物流动分析软件Polyflow对半啮合同向/异向波状双螺杆元件和全啮合同向/异向常规双螺杆元件进行流场和混合性能的数值模拟,分析比较两者的剪切速率、混合指数、非弹性应力张量第一特征值、停留时间、时均混合效率、分离尺度等表征混合性能的特征参数,模拟分析结果表明,波状双螺杆元件具有更加优异的混炼性能。     

混炼设备结构对PP/GF复合材料中GF残存长度及其力学性能的影响

基于熔融共混法,分别采用双转子连续混炼挤出机和同向啮合双螺杆挤出机制备了20 %玻璃纤维增强聚丙烯（GFRPP）复合材料,并对制备出的GFRPP复合材料中玻璃纤维残存长度及其力学性能进行了相应表征,在此基础上探讨了具有不同混炼特性的混炼设备结构对GFRPP复合材料中玻璃纤维残存长度及其力学性能的影响。结果表明,GFRPP复合材料的力学性能随玻璃纤维残存长度的增加而明显提高;双转子连续混炼挤出机相对于同向啮合双螺杆挤出机更有利于保留长玻璃纤维,同时适当减弱双转子连续混炼挤出机的转子的分散混合能力,降低转子转速,有利于提高玻璃纤维的残存长度,制备出更高性能的GFRPP复合材料。     

A comparative study of dispersing a polyamide 6 into a polypropylene melt in a Buss Kneader,continuous mixer,and modular intermeshing corotating and counter‐rotating twin screw extruders

We have made a study of the development of phase morphology of an immiscible blend(75/25)(polypropylene–polyamide‐6) for different types of continuous mixers including (i) Buss Kneader, (ii and iii) modular intermeshing corotating and counter‐rotating twin screw extruders, and (iv) NEX‐T Kobelco Continuous Mixer. Comparisons are made using different screw configurations for each machine. Generally, in comparison of the different machines, the intermeshing counter‐rotating twin screw extruder produced the finest dispersed morphology. Using a droplet breakup kinetic model, we interpreted the blend dispersed phase droplet breakdown rate and coalescence rate. In comparison with our earlier study of the continuous mixing of agglomerates of CaCO₃ particles the polymer droplet breakup rate was smaller than that of the particle agglomerates and the coalescence rates of droplets were many times greater than the particle reagglomerates rates. POLYM. ENG. SCI., 2008. © 2008 Society of Plastics Engineers     

自洁型非对称同向双螺杆挤出机混合分析

设计了自洁型非对称同向双螺杆,并采用实验研究及数值模拟方法分析其混合特性。采用活性纳米CaCO3（nano CaCO3）填充线形低密度聚乙烯(PE LLD)的体系进行实验研究,在挤出量一定的前提下分别在自洁型非对称同向双螺杆挤出机以及普通同向双螺杆挤出机上造粒,通过扫描电子显微镜观察产品中nano CaCO3分布情况。结果表明,非对称双螺杆挤出PE LLD/nano CaCO3复合材料中nano CaCO3分布较为均匀,粒径尺寸更小,具有明显的增韧效果,这与数值模拟结果一致。     

A comparative study of fiber breakage in compounding glass fiber-reinforced thermoplastics in a buss kneader,modular Co-rotating and counter-rotating twin screw extruders

The breakage of glass fibers was measured for several different types of continuous mixers including (i) Buss Kneader, (ii) modular intermeshing co-rotating twin screw extruder, and (iii) modular intermeshing counter-rotating twin screw extruder. Comparisons are made using different screw configurations, loadings, feeding ports, and mixing elements. Downstream feeding of glass fibers and milder screw configuration favor less breakage of glass fibers.     

啮合异向双螺杆挤出过程停留时间分布实验研究

通过对啮合异向双螺杆挤出过程常规螺纹元件螺杆组合及引入轴向循环段的螺杆组合停留时间的实验研究，分析了轴向循环段的引入对啮合异向双螺杆挤出过程停留时间及其分布的影响。     

啮合同向双螺杆挤出过程轴向循环流道三维流场分析—轴向循环流场分析（Ⅱ）

介绍了作者在啮合同向双螺杆某一轴向位置设置一非啮合段（且该段其中一根螺杆是反向螺纹元件）,从而将轴向循环流动的概念引入到啮合同向双螺杆挤出过程中,并利用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出过程轴向循环流道中的非牛顿流体等温流动进行了三维模拟分析。在得出速度场和压力场的基础上,还对剪切速率、剪切应力及剪切粘度进行了模拟,并将各模拟结果与未引入轴向循环流的啮合同双螺杆挤出过程常规螺纹元件流道的模拟结果进行了比较。     

锥形双螺杆挤出过程菠萝型混合元件三维流场分析（Ⅱ）

利用ANSYS有限元软件对啮合异向锥形双螺杆挤出机中的新型螺杆元件——菠萝型混合元件进行了三维流场的模拟计算，对其速度场、压力场、粘度场以及剪切速率、剪切应力进行了分析，绘制出更为直观的展开图。同时，将其和常规螺纹元件进行了比较。     

EVA‐Montmorillonite Nanocomposites: Effect of Processing Conditions

Summary: The aim of this study is to examine the effect of the compounding apparatus and of processing conditions on the properties of an organoclay‐poly[ethylene‐co‐(vinyl acetate)] (EVA) nanocomposite. The filled materials were prepared using either a discontinuous batch mixer, a single screw extruder, a counter rotating intermeshing twin‐screw compounder or a corotating intermeshing twin‐screw extruder. The characterization of the obtained nanocomposites was performed by XRD, thermogravimetry, mechanical and rheological measurements. The study has shown the possibility of producing nanocomposites based on EVA and a commercial organoclay (Cloisite 15A) by several mixing equipments. In fact all the prepared composite materials exhibit a larger interlayer clay spacing in comparison with the pristine organoclay. Moreover their elastic modulus is significantly increased from 50 to 100% depending on the processing conditions.

X‐ray diffraction of the master (Sample A) and the clay used for its preparation (Cloisite 15A).     

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.