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啮合同向双螺杆挤出机填充改性的工艺流程及出现的问题

发布日期:2012-10-22 来自:全球塑胶网

填充改性就是在塑料成型加工过程中加入无机填料或有机填料,使塑料制品的原料成本降低,达到增量的目的;同时使塑料制品的性能有明显的改变;改善加工性能。填充塑料主要由树脂、填料、偶联剂或其它表面处理剂构成。根据不同需要,有时还要加入增塑剂、增韧剂、稳定剂、润滑剂、分散剂、改性剂、着色剂等。填料是填充塑料中不可缺少的成分。它所占的比例取决于其本身的形态和物理化学性质,更取决于填充塑料材料或制品的使用要求。通常填料在填充塑料中的质量分数由百分之几到百分之十几,有时甚至达百分之几十。以上表示的是聚合物和填料由一个加料口加入的方法,这种方法可以利用有利于分散混合的最大螺杆长度,聚合物和填料可承受高剪切。但可能出现以下问题:

若采用分开加料,即由第一加料口加人聚合物,待聚合物熔融,在下游的侧加料口用侧加料器将粉状填料加入机筒,这会将空气与粉状填料分开,并将空气排出,聚合物熔体与填料混合,填料被润湿,在下游真空排气口处将湿气、挥发组分排出,在出料段,物料建立起压力,进入造粒机头。采用这种二次(或分开)加料方法,会大大改善混合质量,提高挤出效率,减小物料对机筒、螺杆的磨损,降低比能输入,实现挤出过程的优化。填料的加入位置,最好是在聚合物刚刚熔融,具有较高黏度处,若在聚合物黏度已变低的地方加入,则经物料传递的应力太低,不能有效地将结块破碎;在下游加料口将填料加入,可以采用强制加料,在垂直方向由上方加料口或在水平方向由侧加料口加入。

 

①填料会引起螺杆和机筒的磨损(因为它们直接与螺杆、机筒表面接触)。

②细粉状填料会将聚合物颗粒与热的机筒表面隔离开来,妨碍热的导入,它们在聚合物颗粒间如同润滑剂,会降低物料间的摩擦,减少摩擦热的产生,从而使物料的熔融速率减低。

③如果填料加人量很大,它可能与聚合物分离而形成纯填料包(以炭黑最为典型),例如将粉状填料和颗粒状聚合物一起加入,填料可能在正向捏合块处在很大的压力下被压缩,形成所谓二次结块,稍后又必须将它们破碎成所希望的小粒径结块(对薄膜或纤维级色母料或稳定剂母料而言,避免原位结块的形成是关键)。

④细粉状填料由第一加料口加入时,很容易把空气夹带进去,对挤出过程非常不利。机筒除一个主加料口外,其下游有两个排气口,一个是对空排气口,另一个是真空排气口。填充改性的螺杆构型可以分为加料段、熔融段、对空排气段、混合段、真空排气段、均化和建压排料段。

加料段、对空排气段、真空排气段均由正向大导程螺纹元件构成;熔融段由捏合块组成,在其结束处,靠近对空排气口前方采用一段反向螺纹元件;混合段由捏合块和螺纹元件组成,它可分为三部分,两端由捏合块组成,中间由螺纹元件组成;在其靠近真空排气口前,采用一反向螺纹元件;均化、建压排料段由螺纹元件和齿形盘组成。