三螺桿擠出機(jī)混煉性能評(píng)價(jià)及剪切-拉伸交變流場(chǎng)作用機(jī)制研究.pdf

1、大量研究表明，與以剪切作用為主導(dǎo)的聚合物加工設(shè)備相比，采用具有拉伸作用的混煉設(shè)備加工高黏度比聚合物兩相體系，可以顯著改善共混物的性能。鑒于三螺桿擠出機(jī)（三螺桿）與雙螺桿擠出機(jī)（雙螺桿）在結(jié)構(gòu)上的異同，本文借助不同黏度比的HDPE/PP兩相體系，揭示三螺桿相對(duì)雙螺桿的剪切、拉伸流場(chǎng)的作用機(jī)制及其特有的混煉性能。
　　首先對(duì)雙螺桿與三螺桿進(jìn)行區(qū)域劃分，并且計(jì)算了各區(qū)域的剪切、拉伸作用的大小以及隨工藝參數(shù)（螺桿轉(zhuǎn)速與產(chǎn)量）和幾何參數(shù)（螺

2、桿導(dǎo)程與容積率）的變化規(guī)律。采用與實(shí)驗(yàn)完全一致的結(jié)構(gòu)參數(shù)與工藝條件，研究雙螺桿與三螺桿剪切、拉伸作用的大小，并建立起設(shè)備幾何參數(shù)、流場(chǎng)作用與最終共混物性能之間的關(guān)系。
　　結(jié)合三、雙螺桿結(jié)構(gòu)上的差異，綜合考慮各區(qū)域剪切、拉伸作用的大小與各區(qū)域的數(shù)量，提出了流場(chǎng)作用范圍的概念，為客觀評(píng)價(jià)三螺桿混煉性能提供理論支持。
　　對(duì)三螺桿所特有的中心區(qū)進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化，提出了中心區(qū)“周向剪切”與“軸向拉伸”的理論模型，并分析該區(qū)域剪切、

3、拉伸作用隨幾何參數(shù)與工藝條件的變化規(guī)律。
　　三、雙螺桿在流場(chǎng)作用方面的共同特點(diǎn)是，高剪切速率區(qū)域主要位于項(xiàng)隙區(qū)與嚙合區(qū)，但作用范圍較小。而螺槽區(qū)的平均剪切速率較小，但存在拉伸作用，作用范圍較大。三螺桿中心區(qū)的周向剪切速率處于較低水平，軸向拉伸速率與螺槽區(qū)的水平接近。
　　研究表明，雙螺桿在各區(qū)域的平均剪切速率略高于三螺桿，但作用范圍不如三螺桿大。螺槽區(qū)的拉伸速率也高于三螺桿，但作用范圍較小。三螺桿中心區(qū)“收斂-發(fā)散”交替性