混炼的原理与实例说课材料

1、混炼的原理与实例尼龙（PA-6）在挤出过程中的脉冲和RTD响应图E / MAA在挤压过程中脉冲信号逐渐增加表现出的安培线性聚合物与填料共混物的熔融 由于聚合物和填料之间的热性能和流变性能有着显著的差异，因此聚合物和填料共混物的混合挤出过程与单独聚合物的混合挤出过程是很不相同的。 由于有摩擦的存在，能量耗散将会随着填料的增加而增加。高密度聚乙烯与粘土填料（HPPE/clay）在间歇式搅拌机中的熔融共混熔融后的混合 几乎没有设计准则或简单的数学模型来指导从业者对混炼的过程进行改进。对于分散混合，工程师使用的仍然是基于泰勒理论的经验准则。严格的讲，这些原理只适用于简单的、无相互作用的牛顿流体的液滴分

2、散。Grace的毛细管数和液滴破裂的粘度比曲线从上图可以看出： 粘度比在0.1到1之间时，通过剪切流可以得到最佳的分散效果和最小的粒径 如果粘度比在3.5以上，剪切流中将不会出现分散，除非有拉伸流动 平衡粒径正比于流体的界面张力，反比于流体所施加的剪切应力 类似的关系也存在于拉伸流场中，但U型曲线比剪切流窄有相变的分散混合 高粘度比的塑料/橡胶共混物的混合 低粘度比的塑料/橡胶共混物的混合 超低粘度比的塑料/橡胶共混物的混合 塑料/橡胶的原位接技混合 挤出段的熔融和混合的动力学 单螺杆挤出机的不稳定流动 双螺杆挤出机的不稳定流动 应用到过程控制中的可视化和监控有相变的分散混合 从聚合物共混物挤

3、出成型的流变规律可以看出，相变发生在混合的熔融区。在橡胶/聚合物共混物的混合中，橡胶首先变为流体，最初是连续相，因此对于分散相的指导准则并不适用。当塑料通过熔融并分散后，修改后的分散相经验准则就能适用于连续相。高粘度比的塑料/橡胶共混物的混合 在这种情况中，原料的固体颗粒被装入双螺杆挤出机。由于高的粘度比和体积比，塑料液滴分散成为连续相将会变得非常容易。控制塑料和橡胶的粘度比在0.3的倒数附近，将能得到精细的分散。但是，由于相变后的液滴破裂与聚集形成的粗糙形态，实际粘度比是大于3.5的。低粘度比的塑料/橡胶共混物的混合 对于双螺杆挤出机的混合，预期的分散混合是很难实现的。控制塑料和橡胶的粘度比

4、为3.5或更高数的倒数，将能实现粗的分散效果。相变后，粘度比将小于0.28。当然，高含量的橡胶将会出现聚集的情况。因此为了获得优良的橡胶分散体，必须采取措施减少橡胶的聚集。超低粘度比的塑料/橡胶共混物的混合 一种常见的工业应用是往高分子量的聚合物中添加增塑剂。由于相变和高分子聚合物对于增塑剂的吸收都需要时间，因此混合时间必须足够。聚合物中分步加入增塑剂，在同一批次混合器上相变时间的测试塑料/橡胶的原位接技混合 热塑性橡胶的原位接技混合可以提高混合的分散性和稳定性。但是，为了能够原位接技，原料之间的界面面积必须建立，两熔融相之间的初始分散也是必须的，在混合时，优先选择塑料和橡胶粘度比在0.1到1.0之间的共混物，这样才能达到最佳的混合效果。挤出段的熔融和混合的动力学在双螺杆挤出机的熔融段，螺杆设计和操作条件对RTD和能量输入的影响将被演示。单螺杆挤出机的不稳定流动 不稳定经常出现熔体输送能力，或扭矩，压力和温度的边界. 应用可视化不稳定流的动态模拟可以诊断并提高产品的质量。双螺杆挤出机的不稳定流动 聚合物和增塑剂的挤压时，电力和压力出口表经常会震荡。这可能是由于在螺杆的混合区边界来回移动导致的。应用到过程控制中的可视化和监控动力学