以前的聚合物，在对其所作的实测压缩段长度对计算压缩段长度的曲线中，测出的量值的范围是相当宽的：这些测量点看来似乎有一个小于0.75的相关系数。为了改进加工PVC时双螺杆挤出机的性能，Stasiek（1974）描述了些实验。为了增加产量，他建议在加料段采用比较小的间隙，以避免固体粘到螺杆上而减少腔室的容积。为改进混合，必须将捏合段加到完全充满物料的区段中。如果将腔室高度减少，由于粘性损耗而输入的能量将增加，因而停留时间可能比较短。为达到这一点，螺杆转速必须比较高，而产量才可以保持相同。另外的重要工艺是利用单螺杆挤出机给双螺杆挤出机加入固体物料。Schiffers（1973）就他改进过的挤出机提出了报告，该机对加料螺杆及挤出机的几何形状和回转速度做了改变。所用的物料是PVC。根据他的结果可以知道有三个工作区段，一个是挤出机的缺料段，一个是聚合物受到压缩的区段，一个是挤出机有过于充满料的趋势的区段。他还提供了对所建立起的压力的测示值。遗憾的是，从发表的与研究部分有关的数值中，很难得出定量的结论。II.3流动、混合和停留时间分布.3.1显形方法人们经常要求双螺杆挤出机具有良好的流动，混合和停留时间分布特性，但是关于这个问题的研究十分少。这些研究有理论计算和实际测量。后者总是涉及到模型实验，Jewmenow和Kim（1973）通过在聚异丁烯油溶液的模型流体中喷入铝粉，在单个腔室内形成流动。通过挤出机上的视窗他们拍摄了流线照片。13PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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Todd（1975）用亚甲蓝作为示踪物质，用异丁烯测量了停留时间分布。因为亚甲蓝在聚异丁烯中完全不溶解，用水可以滤去，故可以对停留时间曲线尾部进行累积估算。Todd已经同Irving（1969）—起用KNO和NaNO作添加剂的葡萄糖溶液做了实验。在这种情况下，可根据传导率来测定停留时间。Janssen和Smith（1975）已经报导了在用PMMA作料简的挤出机内用含水聚乙烯吡咯酮（aqueouspoly-vinyl-pyrolidone)做的实验。为形成流动曲线，喷入铝粉和带色的颜料。用这种方法，可以通过电视和磁带录相机来观察显形的溶池流线。当逐个放映录相磁带时，就能够描绘出这些流线的曲线。为了研究停留时间，采取了从透明的PVP到带有亚甲蓝颜色的PVP的跃阶变化的方法。Kim，Skatschkow和Stungur（1976）公布了-种有意义的研究。在一个单腔模型中，用铝粉将流线显形，并在腔内对压力进行测量。结果发现径向的压力梯度只是轴向坐标的函数，而在轴向的压力梯度是轴向和径向坐标的函数。他报导说，所进行的流动特性测量与Jewmenow和Kim（1973）早些时候报导的那些测量相符合。1.3.2实验工作在单螺杆挤出机中，螺旋流场是全展流，并在沿着一条充满熔体的等截面螺杆的各区段上，其流场基本上是相同的。与此相反，双螺杆儿何结构形成的各腔室基本上是封闭性质的，它导致一种完全是三维特性的流场，正姑由实验已清楚地证实了的那样（Jewmenow和Kim，i973：Janssen和Smith，1975）。由于螺纹壁有很大影响，因而在腔室内存在着意义明确的“零”速度层，将反向流动的流体划分开14PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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（见图直.2）：图II.2C-形腔室中的流动Jewmenow和Kim从实验中发现（1973），远离啮合区的流动分布曲线是不受螺杆绝对速度影响的，因而我们可以用相对速度来规定流场。而且，这种速度分布既不受粘度的影响，也不受变化范围很广的口模压力的影响，实际上，间的几何形状对分布曲线有重要影响，因为它影响到通过腔室的净流量，因而影响零速度层的位置。另一方面，Jewmenow和Kim（1973）的论文主要讨论了腔室内的流动，Janssen和Smith（1975）的研究主要涉及到腔室间的相互作用，即当流体由一个腔室漏回到另一个腔室，在腔室内发生混合时流体发生了什么变化，这些变化如何受装置儿何形状变化的影响。发现当压延闻隙很小时，在腔室的底部发生了一种封闭的稳定流动。这种流动与腔室内大部分流体混合得很差。（图Ⅱ，2中区1）。着来好象流经四面体间隙和压延间隙的流体彼此相互作用，而螺棱漏流按自己的流动方向流动。就停留时间分布而言，发现当用对数直线坐标标绘常见的输出浓度对输入浓度的阶跃变化的特性曲线时，出现弯折部分。这至少反映了通过挤出机的流体产生了部分的分离，并且含蓄地反映出在腔室内的有限的15PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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混合。只有当用宽的压延间隙时，弯折部分才是不显著的，从而提示我们这种几何结构最适于良好的均化，这种均化就象对化学反应可能所需要的那样。Todd和irving（1969）将双螺杆几何结构与称作为多锥片（poly-con）的混合装置进行了比较。该装置一般描述为一长串情落营商的同向回转的浆叶，实际上它象一台以低正位移量桐前辅的双螺杆挤出机那样工作。他们用佩克莱特准数（Pe）表示混给过程的特征，并发现，对于连续的双螺杆装置来说（Pe<6)，轴向混合程度比较大。他们还报导说，在恒定的向转速率下，佩克莱特准数与加料速3率无关。将螺杆速度从100r/min增加到200r/min，佩克-柔特准数就从6减少到3。Todd（1974）还描写了聚合物中的脱挥发分过程。对于非常粘的粘性体来说，溶剂分子扩散必须通过的那段距离将是最重要的。为了使有效的扩散通道缩短，表面更新必须强烈。这意味着必须进行良好的混合。但与此同时所产生的内热可能起热分解，为了满足这些要求，Todd建议采用同向回转的双螺杆挤出机，该挤出机的部分螺杆元件可以用多锥片桨叶来代替。据说这种机器有如下特点：轴向混合作用最小（佩克莱特准数在30～60的范围内，新面层的产生相对说来与产最无关，具有最小压力降的足够的气体通道和没有任何接触不到的区域。Todd（1975"）的论文作了在对数-概率纸上的累积停留时间分布舶线。如果将这些数据表示在对数一直线坐标上，它们也会显示出弯折。据此得出的主要结论是，停留时间分-布数据在判断轴向混合现象中特别有用，它为放大和帮助改1进设备设计提供了基础。如果露要很小的轴向混合，Todd建1议采用螺旋角很小的螺杆，或者交替地利用一些无向输送161PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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1作用的平直元件。以一种修正形式出现的同一组数据已在《化学工程进展文摘》作了介绍（Todd，1975）。直.3.3理论工作Kim，Skatschkow和Jewmenow（1973）发表的论文对双螺杆挤出机的单个C一形腔中的湿命作出了非常透彻的数学分析。这些计算的基础是遭网Kon-stantinow（1963）在他的论文配我的那群，塑图分布是通过解下列方程得到的：-n(++)(1.3)axaxay*aP-(a"Vyta"Vy)*(1.4)ax2ayay?ap(a'Vz+aVz(1.5)azax2ay令人遗憾的是这篇论文不能普遍适用，但根据某些非常复杂的计算结果可以得出结论：流动基本上是三维的。Kim等人计算出了压延间隙中的速度分布及乎均累积剪切速率。根据这种剪切速率可以估计出挤出机中条纹厚度的减少。Reher，Poltendorf和Steinbach（1976）已经用了速度分布，正如在Konstantinow、Levin（1962）和Kim，Skatschkow和Jewmenow（1973）的论文中所报导的那样，以便从理论上来确定双螺杆挤出机的产量，但是，实际存在的漏隙被忽略了。根据C-形腔中同样的速度分布，他们还做出了功率消耗的估算。计算中仍然忽略了每个漏隙的影响，这意味着与剪切速率很低的C一形腔相比，忽略了存在高剪切速率的特定区。另一篇讨论速度分布的理论性论文只局限于浅螺槽17PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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