三螺杆挤出机的建压能力与功耗特性

采用有限元数值计算方法模拟了聚合物熔体PP在三螺杆挤出机熔融段的稳态流动过程。借助后处理软件,获得流道两端压力、流量及黏性散热,通过积分后处理得到压差、功耗等评价指标,分析了三螺杆挤出机不同工艺条件下的建压能力和功耗特性。同时进行自制模拟机的实验,通过探究不同工艺条件下压差和能耗的变化规律同数值计算结果进行对比以验证可靠性。研究结果表明:三螺杆挤出机的建压能力随螺杆转速的增加而增强,随喂料量的增加而降低;功耗随螺杆转速和喂料量的增加呈不同趋势。     

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。     

双螺杆挤出机中局部停留时间分布研究

双螺杆挤出机中停留时间分布(RTD)是量化聚合物流动和螺杆混合性能的一个重要参数.在线测量是获得RTD的重要手段,但以往实验设备多是单探头且只能在机头处测量全局RTD.本实验室开发了双探头在线荧光测试装置,可以安装在挤出机任何部位获得部分和全局RTD,且在高温高压下得到不失真信号.基于该测量装置研究了螺杆转速和喂料量对部分和全局停留时间分布的影响,结果表明增加螺杆转速和喂料量均使停留时间分布曲线向短时间方向移动,喂料量对曲线形状影响显著.同时对部分停留时间分布利用去卷积方法得到局部停留时间分布,它可以直接比较不同元件混合性能,为模型化双螺杆选择合适参数提供帮助.对停留时间分布的时间域进行转变,得到了相关于螺杆转数的停留转数分布(RRD)和相关于挤出物体积的停留体积分布(RVD),相同流量转速比(Q/N)条件下RRD和RVD形状趋于一致.     

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。     

行星螺杆挤出机加工性能的实验研究

行星螺杆挤出机由于其高产、高效,具有优异的塑化和混合性能等特点在塑料加工领域得到越来越广泛的应用。利用自行开发的行星螺杆挤出机实验装置,研究了不同的口模直径、行星螺杆数量等结构参数条件下,喂料速度、主螺杆转速等工艺参数对于行星螺杆挤出机的机头压力、熔体温度、物料最短停留时间和功耗等影响。     

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。     

螺杆转速对热熔挤出吲哚美辛混合性能的影响

热熔挤出技术已成为一种制备药物固体分散体的新方法，螺杆转速作为挤出过程中的工艺参数对药物的混合具有重要影响。以吲哚美辛(INM)和聚乙二醇(PEG10000)为原料，设计了挤出机混合段螺杆构型，采用Polyflow进行数值模拟，基于加权平均剪切应力、累积最大剪切应力分布、累计停留时间分布和平均回流系数，分析螺杆转速对INM混合性能的影响。同时，以INM为原料药，采用热熔挤出技术制备了不同螺杆转速下的挤出样品，使用扫描电子显微镜(SEM)和溶出实验对样品进行表征。结果表明，在一定范围内，随着螺杆转速的增大，药物的分散混合和分布混合性能增强，但是，螺杆转速较大会导致药物分布混合性能降低，不利于药物的混合。     

可控流变共聚PP的流变性能

用可控流变法降解共聚聚丙烯(PP)获得可控流变共聚PP。采用应力流变仪和熔体流动速率仪研究可控流变共聚PP的流变性能,考察了基础树脂、过氧化物加入量、工艺参数对最终产品流变性能的影响。在熔体流动速率大、乙烯含量低的基础树脂中加入少量过氧化物便能显著改善流动性;当过氧化物的加入量超过一定值时,低频下的聚合物复数黏度反而增加;各种工艺参数对流变性能的影响由大到小依次为:挤出温度,喂料转速,主机转速:喂料转速与主机转速之比越小,熔体流动速率越高。     

聚乙烯护套料的双螺杆造粒工艺研究

从分散相分裂模型解释了双螺杆挤出机制备聚乙烯护套料时熔融段和混合段的螺杆设计原则,研究了螺杆组合、螺杆转速、喂料量对聚乙烯护套料的性能影响;用哈克转矩流变仪模拟线缆挤出,评估工艺参数的变化对成缆外观的影响。研究发现:双螺杆挤出机生产聚乙烯护套料时,螺杆的熔融段应该以强剪切为主,如45°厚剪切块和90°剪切块,配合反向输送块进行组合设计;混合段以分散、分布组合为主,如45°的薄、厚剪切块组合设计。当螺杆转速不变,喂料量增加时,熔体流动速率、熔体流动速率比、力学性能均呈下降趋势;聚乙烯护套料属于挤出类产品,为了确保挤出过程的稳定性,应该减少生产工艺的变更。不同分子链长度的黏弹性不一样,短链分子链集中在口模壁一侧,长链分子链集中在中间层。当其离开口模后,表层的短链分子链回弹大,中间层的长链分子回弹小,从而引起竹节缺陷。     

新型偏心三螺杆挤出机流体混合特性分析

在传统的三螺杆挤出机的基础上,设计了一种新型偏心三螺杆挤出机。该三螺杆挤出机中具有螺杆几何结构偏心、螺槽构型呈梯度变化特殊以及较高的面积利用系数等特征。利用有限元法对聚丙烯（PP）熔体在新型偏心三螺杆挤出机中流动和混合规律进行三维数值模拟,给出偏心三螺杆挤出机中压力和速度分布规律,计算了3种偏心螺杆挤出流场的停留时间分布、分布指数、分离尺度、最大剪切应力等混合表征参数。结果表明,螺杆偏心距不仅决定了螺杆端面形状,也改变了螺槽梯度的变化程度。随着螺槽梯度的逐渐减小,挤出机内粒子团聚效应逐渐降低、物料剪切作用逐渐增强。在3种新型偏心三螺杆挤出机中,偏心距e=3 mm的新型偏心螺杆挤出机的混合性能相对较好。     

螺杆转速对碱式硫酸镁晶须/聚丙烯复合材料性能的影响

使用同向平行双螺杆挤出机进行熔融共混制备了碱式硫酸镁晶须(MOSw)/聚丙烯(PP)共混物。主要研究了不同螺杆转速下,不同MOSw添加量对PP复合体系性能的影响。结果表明,低MOSw添加量时,螺杆转速对材料性能影响不大;添加12%～18%的MOSw-1或添加12%～30%的MOSw-2时,可制得同时增刚增韧的PP材料,且具有较高的加工流动性。在MOSw含量12%时,螺杆转速对材料性能影响较大,转速600 r/min时综合性能最好。对于MOSw/PP,调节工艺可使材料性能更优。     

可控流变共聚PP的制备工艺及力学性能

用可控流变法降解共聚聚丙烯(PP)获得可控流变共聚PP。考察了基础树脂、过氧化物加入量、工艺参数对最终产品力学性能的影响。研究发现:在QP73N加入少量过氧化物便能显著改善流动性;根据基础树脂和最终产品的熔体流动指数可确定过氧化物的加入量;各种工艺参数对流变性能的影响由大到小依次为:温度、喂料转速、主机转速;喂料转速与主机转速之比越小,熔体流动指数越高;对降解产品力学性能的各项指标影响最大的因素都是挤出温度,其次是喂料转速和主机转速。     

橡胶冷喂料挤出机螺杆参数与生产能力实用数学模型的初步研究

运用正交回归试验方法，在φ６５橡胶冷喂料挤出机实验台上，研究了螺杆主要参数（长径比，螺旋升角，螺槽深度，螺杆几何压缩比）及主要挤出工艺、物性参数（螺杆转速，机头口型，胶料种类）对橡胶冷喂料挤出机生产能力的影响。对各实验因素及实验结果做了统计分析，确定了上述各因素对冷喂料挤出机生产能力影响的显著因素，得出了生产能力与螺杆及工艺、物性参数之间的定量计算数学模型。     

橡胶冷喂料挤出机螺杆参数与消耗功率实用数学模型的研究

运用正交回归试验方法，在φ６５橡胶冷喂料挤出机实验台上，研究了螺杆主要参数（长径比、螺旋升角、螺槽深度、螺杆几何压缩比）及主要挤出工艺、物性参数（螺杆转速、机头口型、胶料种类）对橡胶冷喂料挤出机消耗功率的影响。对各实验因素及实验结果做了统计分析，确定了上述各因素对冷喂料挤出机消耗功率的影响，建立了消耗功率与螺杆及工艺、物性参数之间的定量计算数学模型。     

橡胶冷喂料挤出机螺杆参数与机头压力实用数学模型的研究

运用正交回归试验方法，在Φ橡胶冷喂料挤出机实验台上，研究了螺杆主要参数（长径比，螺旋角，螺槽深度，螺杆几何压缩比）及主要挤出工艺、物性参数（螺杆转速、机头口型，胶料种类）对橡胶冷喂料挤出机机头压力的影响。对各实验因素及实验结果做了统计分析，确定了上述各因素对冷喂挤出机机头压力影响的显著因素，得出了机头压力与螺杆及工艺、物性参数之间的定量计算数学模型。     

紫外辐照聚丙烯在熔融挤出中降解过程的研究

研究了聚丙烯(PP)在辐照挤出改性中的降解情况。利用红外光谱对经过不同辐照温度挤出的PP试样进行了结构表征,并通过测定PP试样的熔体质量流动速率、力学性能、DSC和剪切流变行为,分别研究了二苯甲酮(BP)的质量分数、螺杆转速和喂料速度对PP降解的影响,结果表明:辐照温度为210℃更有利于降解反应;不同主机螺杆转速对降解后PP试样的力学性能、熔体质量流动速率、稠度和非牛顿指数的影响不大;喂料速度和BP的用量对降解后PP试样的各项性能影响较大,减慢喂料速度或提高BP的质量分数,有利于PP降解。     

销钉式冷喂料挤出机供胶系统在轮胎钢丝帘布压延中的应用

介绍销钉式冷喂料挤出机在钢丝帘布压延中的应用。Φ200 mm销钉式冷喂料挤出机主要由机头、机筒、喂料段、螺杆、主机减速箱、润滑系统、温度控制系统和电气控制系统组成。当螺杆转速在15~25 r·min-1时,螺杆转速与排胶量线性关系较好。与开炼机供胶系统相比,销钉式冷喂料挤出机供胶系统供给的胶料门尼粘度降幅明显减小,炭黑分散性能较好。用销钉式冷喂料挤出机供胶系统代替开炼机供胶系统,钢丝帘布胶加工性能和物理性能大幅提升,生产能耗和制造成本降低。     

三螺杆挤出过程对PET力学性能的影响规律

对三螺杆排气挤出机设计3种不同的螺杆组合,在不同的螺杆转速和喂料速度下加工PET,研究三螺杆排气挤出机在加工过程中的各工艺参数,对于无需预干燥加工的PET力学性能的影响规律。通过对3种螺杆组合加工出的试样进行研究得出结论:对于特定的材料和工艺,存在1个最佳工作点,在稳定的工作条件下,实现PET的无需预干燥加工,而且保持了较好的力学性能。     

高性能碱式硫酸镁晶须/聚丙烯材料的共混工艺研究

采用熔融共混制备了碱式硫酸镁晶须/聚丙烯(MOSw/PP)复合材料。通过力学性能、微观结构等分析MOSw喂料方式和挤出机螺杆转速对材料性能的影响。结果表明,MOSw侧喂比主喂制备的复合材料冲击强度更高;少量MOSw和高螺杆转速有助于POE分散; MOSw可显著增加PP的热变形温度(HDT),添加30%MOSw时材料的HDT达137℃,提高了46℃。添加18%MOSw可制得增韧增刚的高流动性复合材料。对于高强脆性的MOSw,在确保分散时,选择侧喂方式和低螺杆转速有助于制备更高性能的MOSw/PP复合材料。     

三螺杆分散混合数值模拟及实验分析

为了研究平行同向啮合三螺杆挤出机的分散混合效果,采用离散元法对三螺杆挤出机中聚丙烯(PP)/低密度聚乙烯(PE-LD)两种塑料颗粒在加料段的混合情况进行数值模拟.首先建立了三螺杆挤出机的三维模型,在EDEM软件中仿真出不同螺杆转速下挤出机的混合效果,通过对收集盒分层处理计算得出混合过程中混合均匀度的变化趋势.分析结果表...