聚合物螺杆培训
螺杆是挤出机的重要部件,以至于大家讲挤出机就提螺杆。 挤出机分类
产品代号 规格参数 说明:例如SHJM-Z40×25×800,指螺杆直径为40mm,长径比为25,牵引辊筒长为800mm的双螺杆混合塑料挤出改塑薄膜机。
1、“SH”类别代号,指双螺杆混合型(也有写:SHSJ,SJ指塑料挤出机) 2、“J”组别代号,指挤出机。
3、“M”指品种代号,指吹塑薄膜机
4、“Z”指辅助代号,指主要机组,另如是“F”指辅助机。 5、“40×25×800”指规格参数,指螺杆有直径为40mm,长径比为25,牵引辊筒长为800mm。 6、最后一位为厂商识别序号,一般不出现,被省略 螺杆的分段及其功能
1)螺杆一般分:输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段5个段。
1、输送段,输送物料,防止溢料。
2、熔融段,此段通过热传递和摩擦剪切,使物料充分熔融和均化。
3、混炼段,使物料组分尺寸进一步细化与均匀,形成理想的结构,具分布性与分散性混合功能。
4、排气段,排出水汽、低分子量物质等杂质。
5、均化(计量)段,输送和增压,建立一定压力,使模口处物料有一定的致密度,同时进一步混合,最终达到顺利挤出造粒的目的。 输送段
A、螺杆排布思路有: a深槽正向螺纹
b中等螺槽大导程正向螺纹,且螺槽容积由大变小,即螺纹导程由大向小渐变。 B、温度设定思路
a不宜太高,影响物料在此段输送和受剪切的; 也不宜太低,螺杆受力过大或卡死 b一般略接近熔融,按梯度排列。 熔融段
A、螺杆排布:
. 物料在此段要达到的目的是:
使加工物料获得物理变化和部分化学变化所需的能量,使组分间分布均匀和初步分散,做到组分均质化、粘度接近。
.一般要求物料承受较大的剪切和机筒传热,使之熔融_一般设置捏合块,剪切元件或反螺纹,且注意相间排列配合。 B、温度设定
a玻纤系,温度太低,树脂半融,到后段玻纤包覆性差;温度太高,树脂流动 提高,混炼与剪切作用变小,甚至出现高温降解,其设定原则: 1、据基料不同和玻纤含量不同;
2、扣除螺杆剪切输入的热量,略高于基料熔点范围内; 3、熔融段后段(即玻纤加入口)熔体流动状况。 b填充系,(提供强剪切使填充物,充分分散),熔融段高出基料熔点10~20℃(尽量提高),使物料充分熔融均匀分布。
c阻燃系,(保护好阻燃剂),其温度要偏低,特别是白色材料,尽可能降低。
d玻纤增强阻燃系,设定温度介于前面两者间,以物料基本熔点为依据。
b合金系,以两组熔融温度为依据,同时考虑组分比例及组分之热敏性等,适当调整温度 混炼段
A、螺杆组分排布
物料在此段要达到的目的是:
1. 细化分散,形成理想的尺寸和结构。 2. 注意保护成品理想的结构不被破坏。
一般有两典型思路:1、增强型,二头和三头组合;2、兼分布与分散的高剪切与高分流以捏合块为主体,螺纹块为辅助咸高剪切。---较好方法:不同厚度,不同差痊角的捏合块组合,加上输送螺丝块——使物料受高剪切而分散又保留时间与返混,但保证不降解。
B、温度设定
a玻纤系,温度太低,物料流动性能差,粘度大,摩擦变大,生热高,会出现局都过热;温度太高,树脂降解,剪切度小玻纤分散变差,其设定原则: 1、据基料和玻纤含量不同而不同。 2、略筒于基料熔点范围内。 3、据成品带条的光泽度而确定。 b填充系,(提供强剪切使填充物,充分分散),混炼段高出基料熔点10~20℃(尽量提高),使物料充分熔融均匀分布,保证混合体是流体状态。
c阻燃系, (保护好阻燃剂)共混温度在偏低,特别是白色材料,尽可能降低。 d玻纤增强阻燃系,温度设定以物料基本熔融为依据,保护好阻燃剂。
e合系化,以组分的熔融温度为依据,同时考虑组分比例及组分热敏性而调整。 排气段
螺杆组合排列
一般排气口入口处,设立反向螺纹咸反向捏合块,将熔体密封建立起,是高压;用大导程螺纹元件以形成低充满度和懂熔体层,使物料暴露自由表面或采用多头小导程螺纹,以增加熔体表面更新速度,利于气体排除与挥发 ——总的思路:反螺纹(R-LH)或反向棍合块(KG)+输送螺纹+大导程或多头小导程螺纹。 均化(料量)段 A螺杆组合
螺纹块导程渐变小或螺槽渐变小来实现增压,减少背压段长度,同时注意采用单头螺纹与宽螺棱螺纹来提高排料能力,避免冒料。 B温度设定,
以适当降低温度,但模头高温利于排料。
在熔融段温度基础上,适当降低温度,其原则:根据带光泽降度而定
(2)分布(分配)与分散混合之段别
1、分布混合,使熔体分割与重组,使各组分空间分布均匀,主要通过分离,拉伸(压缩与膨胀交替产生)、扭曲、流体活动重新取向等应力作用下置换流动而实现。
2、分散混合,使组分破碎成微粒或使不相容的两组分分散相尺寸达至要求范围,主靠剪切压力和接伸应力实现。 转速问题
转速越高,剪切越大,将分散相均匀分散于基体之中;剪切越大,分散相尺寸越细,
但转速过大,摩擦大易引起热降解,同时停留时间变短,混合不均。
转速越低,剪切越小,分散不均匀,同时停留时间长,对易分解聚合物不利。 转速与螺杆结构都是与剪切分散有关,因此必须两者作为整体考虑。 ⑴加纤增强类,
影响到玻纤的长度和直径,影响到树脂与玻纤的分散包裹问题,从而影响增强效果。 ⑵合金类,
必须考虑,转速剪切对树脂间的结构的生成和破坏问题。如PC/ABS合金,属于类似海绵的“海岛”结构。 ⑶阻燃类,
必须考虑,阻燃剂的热性能,如熔融吸热放热、热降解历程及热氧化难易。