嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的基本特點(diǎn)和螺桿組合的一般原則
1嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的基本特點(diǎn)
雙螺桿機(jī)出機(jī)的種類眾多,其中嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)是被塑料工業(yè)廣泛使用的一種生產(chǎn)加工設(shè)備。該類擠出機(jī)有兩根相互嚙合的“積木式”螺桿、機(jī)筒、動(dòng)力裝置、溫控裝置等組合而成,在機(jī)身上可有多個(gè)加料口和真空/非真空脫揮口。嚙合同向雙螺桿擠出幾主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1)螺桿和機(jī)筒均為組合式。螺紋元件種類很多,有輸送螺塊、捏合螺塊、反向螺塊和增壓螺塊等,各自起著不同的作用,根據(jù)材料加工的需要通過(guò)搭積木的方式將各種元件組合在一起,并通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),可以適應(yīng)各種工藝配方材料的加工;
2)兩根螺桿平行同向旋轉(zhuǎn),在彼此接觸部位和機(jī)筒間產(chǎn)生均勻的剪切作用,而且這種剪切作用的強(qiáng)弱可以通過(guò)螺桿組合、間距設(shè)計(jì)等手段來(lái)調(diào)整;
3)螺塊的幾何形狀和同向旋轉(zhuǎn)使螺桿具有良好的物料分布混合能力,適合混煉操作。物料在進(jìn)入筒體被軟化后,由于雙螺桿在嚙合處方向相反,一根螺桿要把物料拉人嚙合間隙,另一根螺桿則將其從間隙中推出,故物料在此處由一根螺桿轉(zhuǎn)到另一根螺桿上,呈“∞”運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)在嚙合處具有較大的相對(duì)速度,非常有利于物料的混合均化,并且嚙合區(qū)的間隙很小,捏合處螺紋和槽的速度相反,具有很高的剪切作用,達(dá)到塑化均勻的作用;
4)向雙螺桿擠出機(jī)具有反應(yīng)能力,是一個(gè)動(dòng)態(tài)反應(yīng)器,在上述3個(gè)因素和溫度的作用下,物料在機(jī)筒中熔融后能發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng),如聚合、接枝等。反應(yīng)性擠出加工主要用于:?jiǎn)误w或低聚物的聚合反應(yīng)(自由激聚合、加聚、縮聚和共聚反應(yīng));聚烯烴的可控交聯(lián)和降解;聚合物的接枝改性,使聚物官能團(tuán)化或極性基團(tuán)化,達(dá)到材料改性和制備增容劑的目的;多種材料的強(qiáng)制共混改性。同時(shí)還包括材料的物理改性,如填充、混煉、增韌和增強(qiáng)等。
2嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)螺桿組合的一般原則
對(duì)一臺(tái)雙螺桿擠出機(jī)而言,螺紋元件主要包括輸送、熔融、剪切、物料回送混合、停留時(shí)間控制等功效。雙螺桿擠出機(jī)的螺紋元件是以“搭積木”的方式組合在一起的,在實(shí)際中可以根據(jù)不同的生產(chǎn)需要對(duì)之進(jìn)行調(diào)整,以達(dá)到*的生產(chǎn)效果,因此螺桿組合是雙螺桿擠出工藝定制的關(guān)鍵。嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)以混煉為主,螺桿組合要考慮到主輔料性能與形狀、加料順序與位置、排氣口位置、機(jī)筒溫度設(shè)置等等。同時(shí),混料的對(duì)象十分龐雜,對(duì)每一個(gè)特定的混料過(guò)程都有合理進(jìn)行螺桿組合的問(wèn)題。盡管如此,嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的螺桿組合還是有其基本規(guī)律可循的。以下是螺桿組合的兩個(gè)基本原則:
1)螺紋導(dǎo)程在加料口處應(yīng)較大,此后逐漸減小。同向雙螺桿的螺槽深度不變化,導(dǎo)程逐漸減小使螺槽容積變小,起到對(duì)物料的壓縮作用;同時(shí),加料口處螺槽容積較大,也可以使加料順暢。但從加料口處到機(jī)頭處導(dǎo)程還要有其他的一些配置。首先,在排氣口前應(yīng)設(shè)有阻力元件,如捏合塊或反向螺紋元件,然后在排氣口處為大導(dǎo)程螺紋元件,從這里到機(jī)頭導(dǎo)程再逐漸減小,即以排氣口為界,前后兩段的導(dǎo)程總體上為從大到小;其次,在有較多捏合塊的地方,如混煉段,要間隔一段距離配置螺紋元件以加強(qiáng)輸送能力;
2)物料熔融所需熱量來(lái)自外部加熱和剪切熱,在適當(dāng)?shù)牡胤酵ㄟ^(guò)各種捏合塊的組合來(lái)加強(qiáng)剪切以促進(jìn)熔融,可取得很好的分布混合和分散混合效果。