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1、静态混练器在PP-B、PP-R管材生产中的科学应用青岛天虹泰普塑业有限公司魏杰简介 ：静态混练器又称静态混合器，主要应用在挤出设备和注塑设备上，在注塑设备上又称之超级噴嘴，它主要起分流混练作用，安装在挤出机机筒和机头模具之间，它不属于螺杆和模具，它只是一个独立的混练装置，它对提高物料的混合质量有着较好的作用，同时又对物料的径向温差更有显著的改善，因而有利于进一步提高螺杆转数来增大挤出量，提高生产效率。同时可确保产品质量。关键词：静态混练器、混合质量、径向温差。1、 基本结构静态混练器是由外套和内部固定的混合元件所组成。混合元件是由条形的薄钢板或不锈钢板沿左右方向，上下相互拧转180，成为一个混
2、合元件，然后把它安装在一个护套管中加以固定，成为一个完整的混合元件。见图一。 静态混练器一般是由六个到九个混合元件组成，各个混合元件在串联连接时，端面交叉成900，然后整体地装入静态混练器的外套中，并加以固定而形成了一个完整的静态混练器。见图二所示。1、 混合元件 2、加热器3、外套2、 工作原理：由挤出机挤出的物料进入静态混练器的第一个混合元件时被分成二股料流，每股料流各自沿着元件的弯曲面与护套管所形成的流道向前流动时被改变了方向，同时每股料又被1800的旋转，左边的料流到了右边，右边的料流到了左边。当物料从第一个元件进入第二个元件时，又被分成四股料流，同时又被1800旋转，使上部的料流到了
3、下部，下部的料流到了上部。当料流进入第三个元件时，又被分成八股料流，又被1800旋转，使左边的料流又到了右边，右边的料流又到了左边。按照逆时针、顺时针的规律，依此类推，如果有n个混合元件，被熔融的料流就按照2n递增，见图三。 由于物料被分流成许多股料流，同时又改变了每股料流的位置和流动方向，在各股料流之间的混合作用下，使物料中的各种组分、温度、粘度和其它物理性能方面的不均匀性得到了极大的改善，特别是物料中的各组分的混合质量和物料的径向温差方面得到显著的改善。三、工作特点：静态混练器的工作性能不受设备规格和螺杆形式及转数的限制。由于混合元件是由比较薄的钢板制做而成，对料流的流动阻力很小，即熔融料
4、流的压力损失小。因而设置采用静态混练器之后，对挤出机的生产能力影响很小。同时，由于混合质量得以提高，从而可以进一步提高螺杆转数来增加生产量。混合元件的数量可按对挤出的混合质量的要求来选取，一般选取6个元件就足以改善径向温差和颜料的分散均匀。混合元件的内径一般为螺杆直径的0.50.7D（D：螺杆直径），一般不大于螺杆直径，长度为混合元件内径的1.5倍。四、静态混练器在挤出PP-B、PP-R管中应用PP-B、PP-R管材是90年代初发展起来的新型塑料管道，其原料是采用嵌段共聚和无规共聚的方法共聚而得。现在国内生产PP-B、PP-R的管材的厂家所用的原料大部分是从韩国进口的，也有从北欧化工进口的。其
5、从韩国进口的原料多为本色料，带色料的价格较高，比本色料的价格要高出1030个百分点。目前，PP-B、PP-R管材主要以白色、灰色为主，这就要在生产中加入一定量的色母料，来改变管材的色泽。由于这两种料均为颗粒状，只能通过搅拌混合的方法将色母料混合在原料中，这种混合料在挤出管材的生产中很难达到着色的分散均匀性。众所周知，着色的分散均匀性取决于设备的塑化效果，取决于色母料与原料的相容性，生产的工艺温度，以及压力等多方面的因素。目前，PP-B、PP-R管材的生产适宜低温低压挤出工艺，这是由于过高的加工温度会使原料发生降解，使晶粒和分子链遭到破坏，影响树脂的结晶性，使制品的质量下降。减小机头的压力，使之
6、产生较小的背压，则有利于管材的高速挤出。但低温低压又对物料的着色分散均匀性又有一定的影响。怎样才能解决上述矛盾，我们选用了静态混练器，并在如下设备及工艺条件下进行了试验。1、生产设备挤出机螺杆直径： 65、长径比： 30：1螺杆型式：BM分离型静态混练器：混合元件：6个 混合元件直径：40 混合元件长度：60机头：中心供料螺旋机头，压力1416Mpa。2、生产工艺参数： 机筒温度：加料处始（）静态混机头温度（）1234练器处1231751851901951951901951803、生产辅机： 真空负压噴淋冷却管材生产线辅机。4、原料： 大韩油化RP2400管材专用料，本色。 色母料：棕黄色、色
7、度1：50、添加量100：2，PP-R载体制做。 在上述工艺条件不变的状态下，我们分别对采用静态混练器和未采用 静态混练器来试验直径为32，S3.2级的管材生产。从试制出的管材来分析，其表面的光洁度采用了静态混练器生产出的要比未采用的提高了许多，且管材内外的光洁度基本一致，这证明了静态混练器对物料的径向温差也就是管材内外的温差起到了均衡作用。从色泽度方面观察，采用了静态混练器生产出的要比未采用的色泽度深且柔和，而未采用静态混练器生产出的管材表面存有一定的色道，其断面层在高倍放大镜下观察也存有较为明显的色层，而采用静态混练器生产出的管材其断面层基本上观察不到色层。这就证明了静态混练器在物料各组分
8、尤其是着色方面的混练程度起着很大的作用。 为了进一步的证实静态混练器的作用，我们在规格903的片材上做了试验，也是在原管材生产线上更换了一套挤出片材的模具进行片材试验。从挤出的片材中看，采用静态混练器和未采用静态混练器所挤出的片材，其表面就可以更为明显的表现出采用静态混练器所挤出的片材，其表面色泽均匀，无明显的色差和色道，见图四A。图四B为未采用静态混练器所挤出的片材，表面色泽不均匀，有明显的色差和色道。 五、结论：静态混练器在稀烃材料加工中，尤其是在着色的分散均匀性和改善物料径向温差方面有着显著的效果，无论从理论上或是在实践应用中都已证明了这一点。我们也在注塑方面作了相同的验证，其结果也是相同的。由于采用静态混练器使物料中的各组分和物料的径向温度得到了良好的改善，使制品的物理机械性能也得到了极大的提高，同时由于分散性能的改善，可以减少色母料的用量，在一定程度上降低了成本。在产量方面，也可提高螺杆的转数来提高挤出量。我们认为，静态混练器在PP-B、PP-R管材生产中的应用是科学的，是成功的。5
