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捏合元件与新型混炼元件

新型混炼元件的研究,对螺杆的混合原理有了更深的认识。拉伸速率对物料的混合作用要远大于剪切速率对物料的混合作用。这一发现给双螺杆的制造技术的发展提供了理论依据。
 
S形混炼元件的特点如下:1.采用正反向螺纹和大导程结构,使螺纹旋转时,产生特殊的V字形压力分布,沿螺杆轴向的压力降较小,而螺菱两侧的压力差非常大。这种周向压力差增大有利于引起物料的周向流动,增加了螺槽间的物料交换。2.元件与螺筒的间隙增大,减低了高剪切,使剪切速率分布更为均匀,有利于提高螺杆的转速。3由于跨过螺菱的物料必须要沿区域体积缩小的方向流动,从而在其区域产生拉伸流动,这种拉伸流动有利于分散混合。
 
捏合元件主要由不同厚度捏合快,以不同的差位角组合而成,不同厚度以及不同差位角的组合,使其剪切作用发生明显的变化。捏合快厚度不同所产生的捏合作用也不相同,厚度大的捏合快能给注塑加工物料施加很大的剪切力,其剪切作用十分明显。厚度小的捏合快能提供较好的混合作用,但剪切力相对较小。
 
对物料的熔融效果及混合作用有很大的差别,在螺杆转速为50的时候,正向捏合快刚好能使聚合物熔融,因此,在螺杆出口处的共混物相态还处于初始阶段,聚合物在共混的初始阶段形成片状结构,然后被破碎成纤维状或者球状分散结构。由于90°捏合快中流线变形程度远大于反向30°捏合快,使90°捏合快流动阻力增加,物料停留时间增大。此外,90°捏合快中流线变形所引起的分散相表面更新,是达到良好分散的重要条件。
 
捏合元件是双螺杆挤出机的关键元件,其主要作用是提供强剪切力,物料通过捏合元件的剪切作用实现高度分散。物料通过捏合区时,其界面与剪切方向不同,由于剪切力作用使物料不断更新界面,使颗粒细化与均化。
 
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