1(Wyman,1975)。在这种情况下,认为流动基本上是二维的,且可用解析方法求解。但是,事实土通常的双螺杆挤出机决不会有浅螺槽,所以必须把流动看作是三维的。作者参考了Kim,Skatschkow和Jewmenow(1973)的论文,并得出结论总的来说与他的结果相符,虽然这一主张似乎是过于简化系I.3.4温度分布Klenk(1966)描述了双螺杆挤出机机头中聚合物的:温度分布。他用了三个热电偶,一个在中部,两边非对称地各放一个。当假定温度分布在水平方向为对称时,这样就给出了五点分布(图1.3)。求出的温度分布大致如图1.4。曲线A表示高转速下的温度分布,曲线B表示低转速下的温度分布。图Ⅱ.3Klenk使用的热图Ⅱ,4水平度分布,根电偶的排列据Klenk(1966)A:高搭出率B.低折出率Klenk根据产生的温度分布来解释如下一些结果。当聚合物的速度低时,可建立起一种稳定状态的温度分布,相当于对流经管子的流动所希望的分布,中部的温度最高,这18PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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是由于粘性损耗和聚合物低劣的热导率所致。当聚合物的速度高时,在测示点两根螺杆的效应仍然是可辨的。在更后的一篇论文中,Klenk(1971")报导了用对称放置的三个热电偶所得到的结果,因此只决定了温度曲线上的三个点。他考虑了料简温度、口模阻力、螺杆结构和聚合物组分的影响。Stasiek(1974)也完成了对双螺杆挤出机中的温度测量。他也用了三个热电偶,但他得出了正好与Klenk(1966)的报导相反的结果。在Stasiek的研究中,在高挤出速率下温度曲线是比较平的,而在低挤出速率下则显示出有明显的最大值。这可以用这样的事实来解释:特别是在高的螺杆速度下,由于间隙中的粘性损耗,螺杆变热。所以靠近螺槽底部,离开螺杆的聚合物的温度比其它区域的聚合物的温度要高,并可望在两根螺杆顶部能有两个温度最大值。虽然K1enk(1966和1971)和Stasiek(1974)的测量对径向温度的复杂性给出了一些一般印象,但如果有更详细的温度分布将会是有用的,因为在单螺杆挤出机中的测量表明(Schlaffer,Schiif和Janeschitz-Kriegl,197l;Janssen,Noomen和Smith,1975),即使在较为简单的几何结构中,为了更好地描述温度场需要多于三个测量点。在Reber(1974)的论文中(这些论文涉及到锥形双螺杆)报导了向温度分布。他采用将热电偶伸出:并进入到不同螺杆区之间的间隙中的方法测量了一根多段螺杆中聚合物的温度。发现除了加料段以外,聚合物温度接近于螺杆温度(该温度也被测出)。尽管如此,目前安装在螺杆中的热电偶额短,所以对所测结果必须审慎考虑(例如VanLeeu-wen).19PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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1.3.5技术状况Stasiek(1973)对双螺杆挤出机作了工程和结构特性的分析。他比较了某些工业用单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的技术数据。当螺杆直径由60mm增加到160mm时,单螺杆挤出机配置的马达功率与双螺杆挤出机配置的马达功率相比,大约从3减少到1.7。单螺杆挤出机自然比相同直径的双螺杆挤出机更长。另外的图表表明,配置的料简加热功率是螺杆直径的函数。由于图表上点的散布非常宽,儿乎唯一确实的结论是:对于直径超过120mm的螺杆米说,单螺杆挤出机配置的加热器的功率稍大于双螺杆挤出机。据说双螺杆挤出机的投资与产量之比要比单螺杆挤出机相应的比大30%,虽然挤出机重量与产量之比对两种机器来说是相同的。Ⅱ.3.6添加剂和混合Gale(1974")讨论了添加剂对双螺杆挤出的影响。试验中使用了含定量混三盐基硫酸铅的聚氯乙烯悬浮聚合物。另外两种添加剂是:单硬胆酸甘油酯(g!ycero!mono-stearate:GMS)和硬脂酸(Stearic acidSA)。这两种添加剂合在一起的总浓度是恒定的。当螺杆速度由9r/min变到27r/min时,腔室中熔融聚合物的量随着GMS的增加而增加。此外,还研究了这些添加剂对生产率、马达电流、背压和在不同螺杆速度下挤出的棒材的冲击强度的影响。还研究了在几种螺杆速度下MBS冲击改性剂对熔融速率的影响。在论文(Gale,1974")的第二部分,讨论了改变熔融速率对典型工业制品的冲击性能的影响,以及这些性能奶何受双螺杆挤出机和单螺杆挤出机中不间熔融机理的影响。20PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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Heilmayr(1963)发表了另一篇关于添加剂的论文。他比较了26种工业用聚氯乙烯的加工性能和制品性能。他还研究了稳定剂中某些组分对光学稳定性,热稳定性和透明度的影响。当混合热敏性和对剪切敏感的聚合物时为了得到良好的加工控制条件,Adams(1974)建议采用台快速运转的双螺杆挤出机和一台慢速运转的单螺杆挤出机串联在一起,后者作熔体泵使用。他得出结论:这种不寻常的配置在高的容积流率下可成功地生产可交联混合物。他指出,这种两阶装置有如下优点;(I)提供了短而均匀的停留时间:(I)为了确保交联剂完全有效,.可以控制物料的温度,实际上可使温度低于物料活化点:(I)提供完全均匀分散的物料.II.4定性论文最近10年间已经发表了许多定性论文。其中有一些描述了双螺杆挤出机的挤出过程,并告诉读者双螺杆挤出机是一种很好的机器,如果研究出某种新设计的话,通常它能解决所有挤出问题。本文作者倾向于同意Prause(1967)的意见。Prause指出“假如有一个我们希望深入推敲的要点,简单的想法就是:如果你的单螺杆挤出机效率高,工作质量好,那就继续使用它。虽然双螺杆挤出机在美国市场上有一定的重要地位(特别是在混合和直接挤出硬聚氟乙烯中):但是双螺杆挤出机未必是万能的灵丹妙药”有些论文建议将双螺杆挤出机应用到许多新的地方。Gras(19721)讨论了经过一个有开口的排气联接器将玻璃粗纱或切断的玻璃纤维加到双螺杆挤出机中的问题。作21PDF文件使用“pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
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成粗纱的连续玻璃丝束在挤出机内被切断和均化,玻璃粗纱与切断的玻璃纤维相比,其主要优点是粗纱不需要任何特殊的计量装置,而切断的玻璃纤维则需要。Mack(1972)讨论了双螺杆挤出机作为反应器使用的情况,并就成功地将双螺杆应用于本体聚合提出了报告。例如,由于良好的内混合,后冷凝时间与被他称作为重一层一类型(heavy-layer-type)设备相比要减少到1/6。他自称的其它优点是在这种机器中可能实现精确的温控。Gras(1972)讨论了双螺杆的新应用。他研究了这些机器在处理低粘度聚合物体系的脱挥发分和浓缩、两组分单体系统的辩发聚合反应和不相容物料混合时的优点。Ferns(1974)讨论了双螺杆挤出机在聚合物混合操作中的应用。双螺杆挤出机超过单螺杆挤出机的优点是:停留时间分布曲线的尾部短,熔融过程稳定性好,在相同产量下双螺杆挤出机的整体尺实际上经常比单螺杆挤出机小。现在叙述双螺杆挤出机的最近发展和改进:1一机械设计的简化和改进。这可以通过改进止推轴承和降低整体结构的造价来实现。一一较大的双螺杆挤出机的设计。虽然最近儿年来现有双螺杆的产量实际上已有较大的增加,如设计较大的机器将更能满足新的生产能力的要求。开发用于难加工物料的双螺杆挤出机。在这方面,特别引人注意的是聚合物的玻璃纤维增强,薄膜级的低密度聚乙烯的精制;聚合物母料的生产,以及为了得到一种具有特殊性能的材料而将两种不同聚合物掺混的象合物合金的加工方面。Mack-(1975)讨论了各种传统混合设备对很大的系12211PDF文件使用“pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn
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