機(jī)筒溝槽和螺桿螺槽耦合作用下熔融塑化研究.pdf

1、單螺桿擠出機(jī)憑借其擠出穩(wěn)定性好、操作簡單、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在聚合物成型加工領(lǐng)域具有非常重要的地位。隨著擠出過程高速、高效的發(fā)展，傳統(tǒng)單螺桿擠出機(jī)產(chǎn)量與塑化質(zhì)量已無法滿足人們對塑料制品的需求。
　　單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)壁開設(shè)溝槽可以顯著提高固體輸送效率，但存在熔融速率與固體輸送效率不匹配的缺陷，導(dǎo)致機(jī)筒溝槽的效率不能有效的得到發(fā)揮，其產(chǎn)品質(zhì)量存在很大缺陷。因此，本課題將機(jī)筒溝槽由固體輸送段延伸至熔融段，構(gòu)建機(jī)筒溝槽和螺桿螺槽耦合作用下

2、的熔融塑化模型，通過對比實(shí)驗(yàn)研究，揭示機(jī)筒溝槽對單螺桿擠出機(jī)塑化過程的作用機(jī)理。主要研究工作如下:
　　1、在已有實(shí)驗(yàn)條件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并搭建了液壓快開式單螺桿擠出塑化研究平臺，可直觀觀察單螺桿擠出機(jī)塑化過程中物料熔融狀態(tài)，設(shè)計(jì)并加工了多種結(jié)構(gòu)的機(jī)筒與螺桿，通過改變機(jī)筒與螺桿的組合形成具有不同功能的單螺桿擠出機(jī)擠壓系統(tǒng)。
　　2、對光滑機(jī)筒和溝槽機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)的物料輸送機(jī)理與熔融塑化過程進(jìn)行了對比分析，構(gòu)建了機(jī)筒溝槽和螺桿

3、螺槽耦合作用下的熔融模型，并對該模型中塑化過程參數(shù)進(jìn)行了模擬研究，從理論上分析了幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)對溝槽機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)塑化性能的影響。
　　3、從原料體系、工藝條件及螺桿結(jié)構(gòu)等角度對熔融段溝槽機(jī)筒熔融模型進(jìn)行了綜合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，探明了螺桿結(jié)構(gòu)和工藝條件對溝槽機(jī)筒擠出機(jī)塑化過程熔融起始點(diǎn)、熔融長度、熔體溫度/壓力和停留時(shí)間等塑化特性以及產(chǎn)量的影響規(guī)律。結(jié)果表明，熔融段機(jī)筒溝槽和螺桿螺槽耦合作用產(chǎn)生的剪切熱是物料熔融塑化的主要熱源，

4、溝槽物料在此作用下快速熔融形成厚熔膜，并促進(jìn)螺槽固相的熔融。反向壓縮螺桿更適合于熔融段溝槽機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)擠壓系統(tǒng)，在保證高產(chǎn)量的同時(shí)仍具有優(yōu)異的塑化效果。
　　4、利用構(gòu)建的正向壓縮螺桿擠壓系統(tǒng)、反向壓縮螺桿擠壓系統(tǒng)和分離型螺桿擠壓系統(tǒng)，對光滑機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)、固體輸送段溝槽機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)和熔融段溝槽機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)的塑化特性進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)研究，從熔融起始點(diǎn)、熔融長度、熔體溫度、熔體壓力、產(chǎn)量等方面揭示了機(jī)筒結(jié)構(gòu)對單螺桿擠出機(jī)