基于拉伸破碎原理的单螺杆拉伸混炼元件的研究

基于拉伸破碎原理的单螺杆拉伸混炼元件的研究

林 祥，任冬云＊，王奎升

【摘 要】根据聚合物混炼过程中的分布混合主要取决于分流次数的多少，而分散混合则很大程度上依赖于剪切应力或拉伸应力的强度的原理，并基于拉伸形变的破碎效应，设计了一种新型单螺杆拉伸混炼元件。通过有限元软件Polyflow分析了该新型混炼元件的分散混合及分布混合性能，计算了混合过程中的压力、应力应变速率的概率函数。根据粒子轨迹研究发现，随着时间的延长，承受较大剪切速率或拉伸速率的粒子数逐渐增多，且流动过程中粒子具有较长的停留时间，无明显的回流与滞料现象，说明该新型拉伸混炼元件同时表现出良好的剪切与拉伸混合特征，但在低应变速率下拉伸混合性能要更加优越。 【期刊名称】中国塑料 【年(卷),期】2011(025)012 【总页数】5

【关键词】关 键 词：分散混合；拉伸流动；拉伸破碎；数值分析

0 前言

单螺杆挤出机是塑料成型加工行业中应用最广泛的设备，然而由于其螺杆的螺槽较深，剪切作用较弱，混炼性能也相对一般，尤其是分散混炼性能较弱。常规的单螺杆混炼元件主要有销钉型（圆柱形、菱形、方形等）、屏障型（Maddock型）、菠萝头型（Pineapple型）、DIS型等。这些混炼元件的主要工作原理是分流作用或剪切分散作用，使团聚的粒子团发生破碎分散，从而实现稳定的混炼效果。然而其仍存在不足之处：（1）分流无法使某些高弹性的物料混炼良好，分流次数越多，压力降越大；（2）高强度剪切的分散混炼在一定