聚合物共混理论：第8章 聚合物共混工艺与设备

1、Contents绪论聚合物共混的基本概念聚合物共混过程及其调控聚合物共混物的微观形态共混物的相容热力学和相界面聚合物共混物的性能聚合物共混工艺与设备第8章 聚合物共混工艺与设备 聚合物共混的工业实施，除配方体系的设计外，共混工艺路线的设计与工艺条件的设定，以及设备的选型和设备的调控，都是很重要的。实际上，配方、工艺、设备，三者是互相关联，紧密结合的。共混的工艺路线多种多样。总体而言，共混是要达到分散相的分散和均化。 共混工艺路线的设计 共混设备简介8.1共混工艺路线的设计 共混工艺概述 两阶共混分散历程 聚合物共混的其它方式8.1.1共混工艺概述 聚合物共混，按共混的步骤，总体上可划分为一步法

2、和两步法（或多步法）。一步法是指将各种物料在一次共混过程中进行混合；两步法（或多步法）则是指经过两次（或多次）共混，完成该共混体系的全部共混过程。对于相容性较好、分散相较易分散的共混体系，应该采用一步法。 两步法包括多种形式，两阶共混分散历程，是两步法的一种形式。其它形式的经过两次（或多次）共混的混合工艺，也是两步法（或多步法）。 加料顺与是共混工艺设计中一个重要的因素。加料顺序会影响第三组分在聚合物两相间的分配。所以，调整加料顺序，是调节第三组分在两相间分配的途径之一。 对于工业生产中的共混工艺条件，与配方体系和共混设备都有密切关系。不同的共混配方体系，对共混工艺条件会有不同的要求。8.1.

3、2两阶共混分散历程 两阶共混的方法，是将两种共混组分中用量较多的组分的一部分，与另一组分的全部先进行第一阶段共混。在第一阶段共混中，要尽可能使两相熔体黏度相等，且使两组分物料用量也大体相等，在这样的条件下，制备出具有“海-海”结构的两相连续中间产物。 在两阶共混的第二阶段，将组分含量较多的物料剩余部分，加入海-海结构的中间产物中，将海-海结构分散，可制成具有较小分散相粒径，且分散均匀的海-岛结构两相体系。 两阶共混历程的关键，是制备具有“海-海”结构的中间产物。两阶共混分散历程已成功地应用于PP/SBS、PS/SBS等共混体系之中。 母料法是聚合物共混的常用方式。主要的木料有填充母料、色母料等

4、。采用母料法，可以有效地改善填料、着色剂等在聚合物中的分散。8.2共混设备简介 共混设备包括对聚合物粉料进行混合的设备和熔融共混设备。对粉料进行混合的过程称为“简单混合”。所用的设备有高速搅拌机（又称高速捏合机）以及Z型混合机等。粉料的混合设备主要用于使聚合物粉料与各种添加剂均匀混合，以便于进一步的熔融共混。 熔融共混的设备主要包括开炼机、密炼机、挤出机等。8.2共混设备简介 开炼机的主要工作部件是可加热的两个相向转动的辊筒，又称双辊开炼机。开炼机结构简单，操作直观，但操作较为繁重，且安全性、卫生性较差。 密炼机具有密封的混炼室，操作安全，生产效率也较高。密炼机对物料的剪切作用较强，具有较好的

5、共混分散效果。但是，密炼机属于间歇操作，这就给应用带来了不便。 挤出机可分为单螺杆挤出机和双螺杆挤出机两大类。 单螺杆挤出机具有结构简单、易于操作、维修方便等优点。单螺杆挤出机可用于连续实施共混，但是混炼效果不理想，难以使共混体系实现理想的分散效果。对于硬质PVC物料，不能实现粉料的直接加工；对高填充体系、纤维增强改性体系，混合效果也不太好。 双螺杆挤出机的混合、塑化能力和排气效果均比单螺杆挤出机强。此外，双螺杆挤出机还具有强制输送和自洁的能力。 双螺杆挤出机可分为啮合型与非啮合型双螺杆挤出机、同向旋转和异向旋转双螺杆挤出机以及平行和锥形双螺杆挤出机。 啮合型同向旋转（平行）双螺杆挤出机目前主要应用于聚合物改性，包括聚合物-聚合物共混、填充、纤维增强等。 啮合型异向旋转双螺杆挤出机可分为平行和锥形两种，啮合型平行异向双螺杆挤出机的特点是具有比同向双螺杆挤出机的更强的物料输送能力和挤出能力