聚酯共混改性的原理

1、聚酯共混改性的原理与实践聚酯改性 PET聚酯的改性一般分为化学改性、物理改性和纳米复合材料改性。其中物理改性以其简单易行而应用普遍。 在聚酯的物理改性中，双螺杆机不可或缺。双螺杆挤出机诞生的背景 双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上发展起来的 用单螺杆挤出机加工 材 料：掺混料（纤维与树脂） 填充、增强材料（CaCO3、红泥、矿渣等） 出现问题：吃料难、熔融难、塑化差 70年代以来，双螺杆挤出机发展十分迅速，欧洲100%管、板、异型材制品用双螺杆挤出机加工双螺杆挤出机的应用领域 聚合物反应挤出：PU、PA、POM、PMMA反应成型为型材、单丝等； 共混、填充改性：PA/玻纤、橡塑共混（PP/EP

2、DM、 PP/POE等）、塑塑共混（合金） 废塑料再生利用：将形状、比重、品种不同的聚合物回收、 利用 成型加工HPVC管材、异型材等双螺杆挤出机的结构与分类双螺杆挤出机的结构与单螺杆相比双螺杆挤出机的结构与分类双螺杆挤出机的分类1.1.按照螺杆结构按照螺杆结构双螺杆挤出机的结构与分类双螺杆挤出机的结构与分类双螺杆挤出机的结构与分类双螺杆挤出机的分类2.2.按照螺杆相对位置（啮合方式）分类按照螺杆相对位置（啮合方式）分类 全啮合（A= r +R） A-两根螺杆中心距离 非啮合（A2 R ） （体现不出双螺杆的优点） 部分啮合（ r +R A 2 R ） 双螺杆挤出机的分类双螺杆挤出机的分类双螺

3、杆挤出机的分类双螺杆挤出机的分类3.3.按照螺纹的旋向与转向分类按照螺纹的旋向与转向分类异向双螺杆：异向螺纹、异向转动 （异向向内、异向向外） 同向双螺杆： 同向螺纹、同向转动 双螺杆挤出机的结构与分类双螺杆挤出机的分类双螺杆挤出机的结构与分类双螺杆间的开放和封闭物料的流动空间不同双螺杆挤出机的结构与分类双螺杆挤出机的工作原理输送机理螺杆输送机理：螺杆输送机理：由摩擦和粘性拖曳输送 固体（加料段）：摩擦输送（fs、fb ） 熔体（计量段）：摩擦和粘性拖曳输送双螺杆输送机理：双螺杆输送机理：强制输送 (正位移输送） 不同类型双螺杆：正位移输送能力不同，输送机理有差异 双螺杆挤出机的工作原理输送机

4、理非啮合型双螺杆的工作原理非啮合型双螺杆的工作原理 不能形成封闭或半封闭的型腔，无正位移输送条件，其输送机理与单螺杆相似。啮合型双螺杆的工作原理啮合型双螺杆的工作原理 能形成封闭或半封闭的型腔，有正位移输送条件，其正位移输送程度与封闭程度有关。双螺杆挤出机的工作原理输送机理（全啮合型）1.1.异向双螺杆对物料的输送机理异向双螺杆对物料的输送机理 特点（形成特点（形成C C形室沿螺杆轴向移动）形室沿螺杆轴向移动）双螺杆挤出机的工作原理输送机理（全啮合型）1.1.异向双螺杆对物料的输送机理异向双螺杆对物料的输送机理 分开看：两根旋向不同的双螺杆 合着看：啮合区 一根螺杆螺棱插入另一根螺槽中，把两个

5、连续的螺旋通道分割成一段段的封闭“C”形室，室数与螺纹圈数相同。 动 作：螺杆转动，“C”形室前移（轴向移动）螺杆转动一圈，“C”形室前移一个导程的距离。双螺杆挤出机的工作原理输送机理（全啮合型）1.1.异向双螺杆对物料的输送机理异向双螺杆对物料的输送机理 C C形室沿螺杆轴向移动的速度为：形室沿螺杆轴向移动的速度为： VLt n，其中 t为螺杆导程，n为螺杆转速异向全啮合双螺杆挤出机的理论挤出量：Q2n V，其中V为单个C型小室的体积双螺杆挤出机的工作原理输送机理 异向全啮合双螺杆啮合处的相对速度异向全啮合双螺杆啮合处的相对速度双螺杆挤出机的工作原理输送机理 旋向的影响旋向的影响 异向向外：

6、在加料口不断腾出空间，使物料不断进入螺槽，即进入“C”形室，然后随着“C”形室向前输送。 异向向内：在加料口物料被拉入螺槽，螺槽空间暴露少，易充满螺槽，且物料受到强烈的挤压，从而对螺杆产生反压力，即螺杆分离力。双螺杆挤出机的工作原理输送机理 两螺杆间存在间隙，两螺杆产生分离力更大。两螺杆间存在间隙，两螺杆产生分离力更大。双螺杆挤出机的工作原理输送机理 异向双螺杆挤出机的设计及操作特点异向双螺杆挤出机的设计及操作特点 两螺杆主要设计成螺纹式： 有正向螺纹、反向螺纹和特种螺纹之安排 两螺杆之间的间隙： 间隙越小，剪切速率越大，分散混合效果好,但两螺杆的分离力大。 间隙越大，剪切速率越小，但通过量越

7、大，分布混合效果好。双螺杆挤出机的工作原理输送机理定量加料： 控制物料的塑化情况，熔融与单螺杆相似加设排气口： 相邻的腔室间没有压差，气体向料斗方向排气比较 困难，必须设置排气口。双螺杆挤出机的工作原理输送机理 加强压缩：因为固体输送段螺槽未充满，所以要加强压缩，有利于传热，加速熔融，更好排气。 压缩方式：改变螺纹导程、螺棱宽度、螺杆外径、螺杆根径、设置反向螺纹等。（1）结构（与异向转动双螺杆相比）：相同点：在啮合区，螺棱插入螺槽形成“C”形室不同点：“C”形室不封闭，两个螺杆间有一个连续通道 （“C”形室相连）。通道形成在啮合区（开口处），物料沿一根螺杆螺槽的“C”形室进入另一根螺杆螺槽的“

8、C”形室前进，再到啮合区时，又跨回前一根螺杆螺槽的“C”形室。2.2.同向双螺杆对物料的输送机理同向双螺杆对物料的输送机理 双螺杆挤出机的工作原理输送机理2.2.同向双螺杆对物料的输送机理同向双螺杆对物料的输送机理 VAVBAB双螺杆挤出机的工作原理输送机理注意：注意：2.2.同向双螺杆对物料的输送机理同向双螺杆对物料的输送机理双螺杆挤出机的工作原理输送机理2.2.同向双螺杆对物料的输送机理同向双螺杆对物料的输送机理 同向双螺杆两螺杆之间没有压迫效应 同向双螺杆之间一般制作成紧密啮合，以提高自洁能力。 同向双螺杆两螺杆啮合处的相对速度V1S双螺杆挤出机的工作原理输送机理等深、等距、槽宽等于棱宽

9、、纵横向皆封闭的输送元件 正位移能力强 混合作用差 用于固体输送和熔体输送双螺杆挤出机中的的功能元件输送元件 螺槽和棱宽基本接近，可在较短的时间内建立起较高的压力。 纵横向开放较大的输送元件，混合作用好，漏流大，物料停留时间分布较宽。 纵向开放、横向封闭的输送元件，具有较强的输送能力，但混合作用差。双螺杆挤出机中的的功能元件输送元件 优点 a.a.输送率高输送率高 双螺杆：QP=0 双螺杆：Q=Qd+QL 所以需要定量加料（饥饿加料，不能充满） b.b.螺杆特性线平缓，对机头适应性强螺杆特性线平缓，对机头适应性强Q Q随随P P变化小变化小Q双（双（Qd+Ql)单单（Qd+QP+Ql)P0双螺

10、杆挤出机中的的功能元件输送元件c. 自洁性好自洁性好单螺杆：在螺槽后面易滞料（PVC、PVDC易分解） 无自洁性双螺杆：在啮合处有速度差，相互擦离，防止滞料 同向：Vr=V1b+V2s（自洁性更强） 异向：Vr=V1b- V2s双螺杆挤出机中的的功能元件输送元件d. 物料停留时间短而均匀物料停留时间短而均匀 单螺杆：有Qd、QP、QL，各处速度不同， 物料历程差异大（同进不同出） 停留时间分布宽，少部分停留时间长，易分解，难控制。 双螺杆：稳定输送，QP0， QL也很少，物料历程基本相同，停留时间分布窄，停留时间短。双螺杆挤出机中的功能元件输送元件单螺杆挤出机单螺杆挤出机双螺杆挤出机中的的功能

11、元件输送元件 缺点 a. a.挤出量波动挤出量波动 螺纹末端：终啮合点打开：出料 终啮合点啮合：不出料异向比同向更突出，必须想办法解决挤出量波动的问题 b. b. 排气性能差排气性能差气体被围在螺槽内气体被围在螺槽内 所以挤出机要设排气段，并有抽真空系统排气系统双螺杆挤出机中的功能元件输送元件缺点c.c.异向双螺杆易产生压延效应异向双螺杆易产生压延效应 双螺杆挤出机中的的功能元件输送元件异向向内双螺杆：压延效应严重，使用甚少异向向外双螺杆：n=850rpm，减轻机筒磨损同向转动双螺杆：不产生压延效应，n=300rpm 在啮合处，物料被拉入间隙，物料受挤压同时对螺杆产生较大反作用力分离力，使螺杆弯曲，对机筒产生磨损，称为“压延效应”。混合混炼元件双螺杆挤出机中的的功能元件偏心圆形混合比较难以混合的物料。菱形剪切不强烈，适用于剪敏性的物料曲边三角形剪切强烈，适用于能承受剪切的物料双螺杆挤出机中的的功能元件混合混炼元件双螺杆挤出机中的的功能元件混合混炼元件双螺杆挤出机中的的功能元件混合混炼元件双螺杆挤出机中的