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双螺杆捏合挤出设备综合性能要求

  双螺杆捏合挤出设备的性能如输送能力、剪切能力、拉伸能力、混合能力,与设备生产效率的高低以及最终制品的优劣有着密切的关系,因此性能研究能为研发出高性能的双螺杆捏合机提供理论和研究基础。另外双螺杆捏合机加工过程中受到转速、加料方式、加热温度等多种因素的影响,双螺杆捏合挤出设备综合性能大多受这些因素共同作用的影响。

  Fukuoka和Min对异向双螺杆捏合机实施了数值模拟,依据计算所得的停留时间求解能量方程,此外计算过程中还对压力、剪切速率、剪切黏度、温度等参数进行了求解,并探讨了操作条件和螺杆几何参数对螺杆性能的影响,也通过停留时间分布、应变分布函数、面积增长率等参数对捏合机的混合能力进行了分析:Wang和Min应用超声波在线监测系统(包含自制的探针和快速数据获取系统)研究颗粒状的线性低密度聚乙烯和四聚氯乙烯粉末状化合物在异向啮合型双螺杆捏合机中的熔融行为,实验过程中获得的超声波信号揭示了不同材料类型、加工条件、螺杆结构下C型腔室中的熔融现象。 Bang和 White针对模块化的异向双螺杆捏合机提出了一种非牛顿流动模型,并预测了不同模块化螺杆组合中填充因子、压力和温度参数的变化曲线,最终通过实验的手段加以验证。Li和Manas-zloczowerl的运用 FIDAP对异向双螺杆捏合机进行了模拟分析,并提出了分析框架,运用长度拉伸、粒子对相关函数等参数对捏合机的分布性混合能力进行评估,通过研究轴向压差对混合效率的影响表明该分析框架可以有效地区分不

同的加工条件。 Wilczynski等通过实验的方法研究了异向啮合型双螺杆捏合机中不同物料(包括半晶状的低密度聚乙烯、非晶状的聚苯乙烯以及两者的共混物)在不同操作条件下的熔融机理,并将所得结果与先前关于纯聚烯烃的研究相对比,通过观察证实了聚合物的熔融行为以及在流道中的填充行为。 Tanoue和 Hasook等针对异向双螺杆捏合机研究了螺杆转速对物料机械性能、流变性能以及分散状态的影响,结果表明混合过程存在最优螺杆转速。Hong、 Jiang、 White l通过实验的方法描述了异向型双螺杆捏合机的输送能力,并与之前的模拟分析做对比,两者具有良好的一致性。Whie和 Adewale研究了异向双螺杆捏合机中的螺旋

弯曲效应,结果表明弯曲程度与转子的设计、螺杆啮合程度、物料的剪切黏度、螺杆转子的弹性模量等因素有密切联系。 Kumar等采用一种基于图形处理的无损伤法测量了一种实验室用捏合机中的停留时间分布。

张有军、任冬云、张立群等针对异向双螺杆捏合机提出一种计算螺杆转子功耗以及矩的方法。结合实验证实了该方法的合理性。柳和生和吕柏源对异向双螺杆合机输送段进行了解析分析,计算了力、扭矩等输送特性参数,但由于模型为简化模型。加之物料在捏合机中流动的复杂性,解析结果需要进行验正。罗兵、龙志斌、何运用 Polyflow对常规异向破合型三头螺纹元件以及vCR( various clearance rotors元件进行了混合性能分析。结果显示两种元件都有良好的混合性能。魏静等针对一种新型双螺杆捏合机研究了不同参数下速度场、压力场等的分布情況。并分析了转子変形、成力受不同参数的影响。国内外学者针对双螺杆合机的研究对于双螺杆合机的研制以及性能改善有着十分重要的意义,有效地促进了双螺杆合机的进一步发展。