聚合物加工 北京化工大学课件 排气、双螺杆挤出机

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1、第三章：挤出成型聚合物加工工程第三章：挤出成型第三章：挤出成型（（ExtrusionExtrusion））主讲教师：毛立新主讲教师：毛立新第三章：挤出成型第一节：概述第一节：概述第二节：单螺杆挤出机的基本结构第二节：单螺杆挤出机的基本结构第三节：单螺杆挤出理论第三节：单螺杆挤出理论第四节：排气挤出机的工作原理第四节：排气挤出机的工作原理第五节：双螺杆挤出机的工作原理第五节：双螺杆挤出机的工作原理第六节：挤出成型工艺第六节：挤出成型工艺第七节：挤出成型的发展第七节：挤出成型的发展第三章：挤出成型第四节排气挤出机的工

2、作原理排气挤出机的用途：¢排出挥发物（低聚物、水份、溶剂）¢排出气体¢排出易挥发组分第三章：挤出成型第三章：挤出成型一、排气螺杆的结构与工作过程1、结构由二阶螺杆串接组成：Ⅰ阶螺杆：加料段、压缩段Ⅰ、均化段ⅠⅡ阶螺杆：减压段、排气段、压缩段Ⅱ、均化段Ⅱ2、工作过程加料→压缩（熔融）→均化（熔体输送）→减压（气泡膨胀）→排气（气泡从排气口逸出）→第二次压缩→定温、定压、定量挤出第三章：挤出成型二、排气螺杆挤出原理（一）排气挤出机稳定挤出的条件Ⅰ阶螺杆：QⅠ=QⅠd+QⅠp（略去Ql）认为P=0，QⅠp则=0QⅠ=Q

3、ⅠdQⅠ仅由螺杆参数确定Ⅱ阶螺杆：QⅡ=QⅡd+QⅡp（有机头）QⅡ由螺杆和机头共同确定第三章：挤出成型（一）排气挤出机稳定挤出的条件QK”（低阻力机头）螺杆ⅡKQⅡc2C2K’（高阻力机C头）QⅡc螺杆ⅠQⅡc1C1Pc2PcPc1P第三章：挤出成型（一）排气挤出机稳定挤出的条件两根螺杆串接将出现三种情况：1、QⅠ=QⅡc2、QⅠ>QⅡc1（高阻力机头）—产生冒料现象3、QⅠ

4、法1、压力调节（1）防止冒料在Ⅰ阶螺杆的计量段和排气段之间加阀V1则有：QⅠ=QⅠd+QⅠpⅠ阶螺杆特性线变软Ⅱ阶螺杆特性线、口模特性线不变第三章：挤出成型第三章：挤出成型防止冒料的方法Q螺杆ⅡK’QⅠ螺杆Ⅰ（无QⅡc1CV1）1螺杆Ⅰ（加V1）Pc1P第三章：挤出成型（二）实现稳定挤出的方法1、压力调节（2）防止缺料在Ⅱ阶螺杆或口模前加阀V2相当于增大了机头压力，则有：Ⅰ阶螺杆特性线不变口模特性线变硬（K↓）第三章：挤出成型防止缺料的方法QK”（无V2）K”（有V）2螺杆ⅡQⅡc2C2C’2QⅠ螺杆ⅠPP’c2

5、c2P第三章：挤出成型（二）实现稳定挤出的方法加V1、V2压力调节阀的优缺点：优点：®可分别调节，便于物料、制品的变化扩大机器的适应性缺点：®机器结构复杂，尤其加V1—机筒加V1较困难一般是旁路调节®易使热敏性物料停滞而过热分解第三章：挤出成型（二）实现稳定挤出的方法（3）最佳泵比选择hCχ=hΙχ=1.5—2.0第三章：挤出成型第五节双螺杆挤出机的工作原理双螺杆挤出机诞生的背景：¾双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上发展起来的¾用单螺杆挤出机加工时材料：粉料掺混料（纤维与树脂）填充、增强材料（CaCO3、红泥、矿

6、渣、废料等）出现问题：吃料难、熔融难、塑化差¾70年代以来，双螺杆挤出机发展十分迅速欧洲：100%硬管、板、异型材制品用双螺杆挤出机加工第三章：挤出成型第五节双螺杆挤出机的工作原理双螺杆挤出机的应用领域：¾聚合物反应挤出：PU、PA、POM、PMMA反应成型为型材、单丝等¾共混、填充改性：PA/玻纤橡塑共混（PP/EPDM、PP/乙丙橡胶等）塑塑共混（合金）¾废塑料再生利用：将形状、比重、品种不同的聚合物回收、利用¾成型加工HPVC管材、异型材第三章：挤出成型一、双螺杆挤出机的结构与分类1、结构（与单螺杆挤出机相

7、比）相同点：¾¾包括挤压系统、传动系统、加热冷却系统¾¾职能均与单螺杆挤出机相同不同点：¾¾两根螺杆，水平放置¾¾机筒内孔为¾¾有排气系统（螺杆有排气段，机筒有排气口）¾¾加料装置，定量加料第三章：挤出成型一、双螺杆挤出机的结构与分类2、分类（1）按照螺杆结构特点分类◆平行双螺杆挤出机◆锥形双螺杆挤出机第三章：挤出成型平行双螺杆挤出机第三章：挤出成型锥形双螺杆挤出机第三章：挤出成型一、双螺杆挤出机的结构与分类2、分类（2）按照螺杆相对位置（啮合方式）分类◆全啮合（A=Rs+Rb）（原理依据）◆非啮合（A≥2Rb）

8、（体现不出双螺杆的优点）◆部分啮合（Rs+Rb≤A≤2Rb）（实际使用）第三章：挤出成型全啮合非啮合部分啮合第三章：挤出成型一、双螺杆挤出机的结构与分类2、分类（3）按照螺杆旋向与转向分类◆异向螺纹、异向转动（异向向内、异向向外）◆同向螺纹、同向转动第三章：挤出成型双螺杆挤出机的转动方向◆平行（异向、同向）◆锥形（异向）异向同向第三章：挤出成型第三章：挤出成型挤压系统作用