聚酯共混改性的原理

1、聚酯共混改性的原理與實踐聚酯改性 PET聚酯的改性一般分為化學改性、物理改性和納米復合材料改性。其中物理改性以其簡單易行而應用普遍。 在聚酯的物理改性中，雙螺桿機不可或缺。雙螺桿擠出機誕生的背景 雙螺桿擠出機是在單螺桿擠出機基礎上發(fā)展起來的 用單螺桿擠出機加工 材 料：摻混料（纖維與樹脂） 填充、增強材料（CaCO3、紅泥、礦渣等） 出現(xiàn)問題：吃料難、熔融難、塑化差 70年代以來，雙螺桿擠出機發(fā)展十分迅速，歐洲100%管、板、異型材制品用雙螺桿擠出機加工雙螺桿擠出機的應用領域 聚合物反應擠出：PU、PA、POM、PMMA反應成型為型材、單絲等； 共混、填充改性：PA/玻纖、橡塑共混（PP/EP

2、DM、 PP/POE等）、塑塑共混（合金） 廢塑料再生利用：將形狀、比重、品種不同的聚合物回收、 利用 成型加工HPVC管材、異型材等雙螺桿擠出機的結構與分類雙螺桿擠出機的結構與單螺桿相比雙螺桿擠出機的結構與分類雙螺桿擠出機的分類1.1.按照螺桿結構按照螺桿結構雙螺桿擠出機的結構與分類雙螺桿擠出機的結構與分類雙螺桿擠出機的結構與分類雙螺桿擠出機的分類2.2.按照螺桿相對位置（嚙合方式）分類按照螺桿相對位置（嚙合方式）分類 全嚙合（A= r +R） A-兩根螺桿中心距離 非嚙合（A2 R ） （體現(xiàn)不出雙螺桿的優(yōu)點） 部分嚙合（ r +R A 2 R ） 雙螺桿擠出機的分類雙螺桿擠出機的分類雙螺

3、桿擠出機的分類雙螺桿擠出機的分類3.3.按照螺紋的旋向與轉向分類按照螺紋的旋向與轉向分類異向雙螺桿：異向螺紋、異向轉動 （異向向內、異向向外） 同向雙螺桿： 同向螺紋、同向轉動 雙螺桿擠出機的結構與分類雙螺桿擠出機的分類雙螺桿擠出機的結構與分類雙螺桿間的開放和封閉物料的流動空間不同雙螺桿擠出機的結構與分類雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理螺桿輸送機理：螺桿輸送機理：由摩擦和粘性拖曳輸送 固體（加料段）：摩擦輸送（fs、fb ） 熔體（計量段）：摩擦和粘性拖曳輸送雙螺桿輸送機理：雙螺桿輸送機理：強制輸送 (正位移輸送） 不同類型雙螺桿：正位移輸送能力不同，輸送機理有差異 雙螺桿擠出機的工作原理輸送機

4、理非嚙合型雙螺桿的工作原理非嚙合型雙螺桿的工作原理 不能形成封閉或半封閉的型腔，無正位移輸送條件，其輸送機理與單螺桿相似。嚙合型雙螺桿的工作原理嚙合型雙螺桿的工作原理 能形成封閉或半封閉的型腔，有正位移輸送條件，其正位移輸送程度與封閉程度有關。雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理（全嚙合型）1.1.異向雙螺桿對物料的輸送機理異向雙螺桿對物料的輸送機理 特點（形成特點（形成C C形室沿螺桿軸向移動）形室沿螺桿軸向移動）雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理（全嚙合型）1.1.異向雙螺桿對物料的輸送機理異向雙螺桿對物料的輸送機理 分開看：兩根旋向不同的雙螺桿 合著看：嚙合區(qū) 一根螺桿螺棱插入另一根螺槽中，把兩個

5、連續(xù)的螺旋通道分割成一段段的封閉“C”形室，室數(shù)與螺紋圈數(shù)相同。 動 作：螺桿轉動，“C”形室前移（軸向移動）螺桿轉動一圈，“C”形室前移一個導程的距離。雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理（全嚙合型）1.1.異向雙螺桿對物料的輸送機理異向雙螺桿對物料的輸送機理 C C形室沿螺桿軸向移動的速度為：形室沿螺桿軸向移動的速度為： VLt n，其中 t為螺桿導程，n為螺桿轉速異向全嚙合雙螺桿擠出機的理論擠出量：Q2n V，其中V為單個C型小室的體積雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理 異向全嚙合雙螺桿嚙合處的相對速度異向全嚙合雙螺桿嚙合處的相對速度雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理 旋向的影響旋向的影響 異向向外：

6、在加料口不斷騰出空間，使物料不斷進入螺槽，即進入“C”形室，然后隨著“C”形室向前輸送。 異向向內：在加料口物料被拉入螺槽，螺槽空間暴露少，易充滿螺槽，且物料受到強烈的擠壓，從而對螺桿產(chǎn)生反壓力，即螺桿分離力。雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理 兩螺桿間存在間隙，兩螺桿產(chǎn)生分離力更大。兩螺桿間存在間隙，兩螺桿產(chǎn)生分離力更大。雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理 異向雙螺桿擠出機的設計及操作特點異向雙螺桿擠出機的設計及操作特點 兩螺桿主要設計成螺紋式： 有正向螺紋、反向螺紋和特種螺紋之安排 兩螺桿之間的間隙： 間隙越小，剪切速率越大，分散混合效果好,但兩螺桿的分離力大。 間隙越大，剪切速率越小，但通過量越

7、大，分布混合效果好。雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理定量加料： 控制物料的塑化情況，熔融與單螺桿相似加設排氣口： 相鄰的腔室間沒有壓差，氣體向料斗方向排氣比較 困難，必須設置排氣口。雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理 加強壓縮：因為固體輸送段螺槽未充滿，所以要加強壓縮，有利于傳熱，加速熔融，更好排氣。 壓縮方式：改變螺紋導程、螺棱寬度、螺桿外徑、螺桿根徑、設置反向螺紋等。（1）結構（與異向轉動雙螺桿相比）：相同點：在嚙合區(qū)，螺棱插入螺槽形成“C”形室不同點：“C”形室不封閉，兩個螺桿間有一個連續(xù)通道 （“C”形室相連）。通道形成在嚙合區(qū)（開口處），物料沿一根螺桿螺槽的“C”形室進入另一根螺桿螺槽的“

8、C”形室前進，再到嚙合區(qū)時，又跨回前一根螺桿螺槽的“C”形室。2.2.同向雙螺桿對物料的輸送機理同向雙螺桿對物料的輸送機理 雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理2.2.同向雙螺桿對物料的輸送機理同向雙螺桿對物料的輸送機理 VAVBAB雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理注意：注意：2.2.同向雙螺桿對物料的輸送機理同向雙螺桿對物料的輸送機理雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理2.2.同向雙螺桿對物料的輸送機理同向雙螺桿對物料的輸送機理 同向雙螺桿兩螺桿之間沒有壓迫效應 同向雙螺桿之間一般制作成緊密嚙合，以提高自潔能力。 同向雙螺桿兩螺桿嚙合處的相對速度V1S雙螺桿擠出機的工作原理輸送機理等深、等距、槽寬等于棱寬

9、、縱橫向皆封閉的輸送元件 正位移能力強 混合作用差 用于固體輸送和熔體輸送雙螺桿擠出機中的的功能元件輸送元件 螺槽和棱寬基本接近，可在較短的時間內建立起較高的壓力。 縱橫向開放較大的輸送元件，混合作用好，漏流大，物料停留時間分布較寬。 縱向開放、橫向封閉的輸送元件，具有較強的輸送能力，但混合作用差。雙螺桿擠出機中的的功能元件輸送元件 優(yōu)點 a.a.輸送率高輸送率高 雙螺桿：QP=0 雙螺桿：Q=Qd+QL 所以需要定量加料（饑餓加料，不能充滿） b.b.螺桿特性線平緩，對機頭適應性強螺桿特性線平緩，對機頭適應性強Q Q隨隨P P變化小變化小Q雙（雙（Qd+Ql)單單（Qd+QP+Ql)P0雙螺

10、桿擠出機中的的功能元件輸送元件c. 自潔性好自潔性好單螺桿：在螺槽后面易滯料（PVC、PVDC易分解） 無自潔性雙螺桿：在嚙合處有速度差，相互擦離，防止滯料 同向：Vr=V1b+V2s（自潔性更強） 異向：Vr=V1b- V2s雙螺桿擠出機中的的功能元件輸送元件d. 物料停留時間短而均勻物料停留時間短而均勻 單螺桿：有Qd、QP、QL，各處速度不同， 物料歷程差異大（同進不同出） 停留時間分布寬，少部分停留時間長，易分解，難控制。 雙螺桿：穩(wěn)定輸送，QP0， QL也很少，物料歷程基本相同，停留時間分布窄，停留時間短。雙螺桿擠出機中的功能元件輸送元件單螺桿擠出機單螺桿擠出機雙螺桿擠出機中的的功能

11、元件輸送元件 缺點 a. a.擠出量波動擠出量波動 螺紋末端：終嚙合點打開：出料 終嚙合點嚙合：不出料異向比同向更突出，必須想辦法解決擠出量波動的問題 b. b. 排氣性能差排氣性能差氣體被圍在螺槽內氣體被圍在螺槽內 所以擠出機要設排氣段，并有抽真空系統(tǒng)排氣系統(tǒng)雙螺桿擠出機中的功能元件輸送元件缺點c.c.異向雙螺桿易產(chǎn)生壓延效應異向雙螺桿易產(chǎn)生壓延效應 雙螺桿擠出機中的的功能元件輸送元件異向向內雙螺桿：壓延效應嚴重，使用甚少異向向外雙螺桿：n=850rpm，減輕機筒磨損同向轉動雙螺桿：不產(chǎn)生壓延效應，n=300rpm 在嚙合處，物料被拉入間隙，物料受擠壓同時對螺桿產(chǎn)生較大反作用力分離力，使螺桿彎曲，對機筒產(chǎn)生磨損，稱為“壓延效應”?；旌匣鞜捲p螺桿擠出機中的的功能元件偏心圓形混合比較難以混合的物料。菱形剪切不強烈，適用于剪敏性的物料曲邊三角形剪切強烈，適用于能承受剪切的物料雙螺桿擠出機中的的功能元件混合混煉元件雙螺桿擠出機中的的功能元件混合混煉元件雙螺桿擠出機中的的功能元件混合混煉元件雙螺桿擠出機中的