《聚合物加工 北京化工大学课件 排气、双螺杆挤出机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚合物加工 北京化工大学课件 排气、双螺杆挤出机（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章：挤出成型第三章：挤出成型第三章：挤出成型第三章：挤出成型（Extrusion ）主讲教师：毛立新主讲教师：毛立新聚合物加工工程聚合物加工工程第三章：挤出成型第三章：挤出成型第一节：概述第一节：概述第二节：单螺杆挤出机的基本结构第二节：单螺杆挤出机的基本结构第三节：单螺杆挤出理论第三节：单螺杆挤出理论第四节：排气挤出机的工作原理第四节：排气挤出机的工作原理第五节：双螺杆挤出机的工作原理第五节：双螺杆挤出机的工作原理第六节：挤出成型工艺第六节：挤出成型工艺第七节：挤出成型的发展第七节：挤出成型的发展第三章：挤出成型第三章：挤出成型第四节第四节排气挤出机的工作原理排气挤出机的工作原理排气挤出
2、机的用途：排气挤出机的用途： 排出挥发物（低聚物、水份、溶剂）排出挥发物（低聚物、水份、溶剂） 排出气体排出气体 排出易挥发组分排出易挥发组分第三章：挤出成型第三章：挤出成型第三章：挤出成型第三章：挤出成型一、排气螺杆的结构与工作过程一、排气螺杆的结构与工作过程1、结构、结构由二阶螺杆串接组成：由二阶螺杆串接组成：阶螺杆：加料段、压缩段阶螺杆：加料段、压缩段、均化段、均化段阶螺杆：减压段、排气段、压缩段阶螺杆：减压段、排气段、压缩段、均化段、均化段2、工作过程、工作过程加料加料压缩（熔融）压缩（熔融）均化（熔体输送）均化（熔体输送）减压（气泡膨胀）减压（气泡膨胀）排气（气泡从排气口逸出）排气（
3、气泡从排气口逸出）第二次压缩第二次压缩定温、定压、定量挤出定温、定压、定量挤出第三章：挤出成型第三章：挤出成型二、排气螺杆挤出原理二、排气螺杆挤出原理（一）排气挤出机稳定挤出的条件（一）排气挤出机稳定挤出的条件阶螺杆：阶螺杆：Q =Q d +Q p （略去略去Ql）认为认为P=0，Q p则则=0Q =Q d Q 仅由螺杆参数确定仅由螺杆参数确定阶螺杆：阶螺杆：Q =Q d + Q p （有机头有机头）Q 由螺杆和机头共同确定由螺杆和机头共同确定第三章：挤出成型第三章：挤出成型（一）排气挤出机稳定挤出的条件（一）排气挤出机稳定挤出的条件螺杆螺杆 螺杆螺杆C2C1CQ c2Q cQ c1Pc2Pc
4、Pc1K”（ 低阻力机头）低阻力机头）K（ 高阻力机高阻力机头）头）PQ K第三章：挤出成型第三章：挤出成型（一）排气挤出机稳定挤出的条件（一）排气挤出机稳定挤出的条件两根螺杆串接将出现三种情况：两根螺杆串接将出现三种情况：1、Q =Q c2、Q Q c1（高阻力机头）高阻力机头）产生冒料现象产生冒料现象3、Q Q c1（低阻力机头）低阻力机头）产生缺料现象产生缺料现象稳定挤出条件：稳定挤出条件：Q =Q （两根螺杆流量平衡）（两根螺杆流量平衡）既不冒料，也不缺料既不冒料，也不缺料第三章：挤出成型第三章：挤出成型（二）实现稳定挤出的方法（二）实现稳定挤出的方法1、压力调节、压力调节（1）防止冒
5、料）防止冒料在阶螺杆的计量段和排气段之间加阀在阶螺杆的计量段和排气段之间加阀V1则有：则有：Q =Q d +Q p阶螺杆特性线变软阶螺杆特性线变软阶螺杆特性线、口模特性线不变阶螺杆特性线、口模特性线不变第三章：挤出成型第三章：挤出成型第三章：挤出成型第三章：挤出成型螺杆螺杆 （无（无V1）螺杆螺杆C1Q Q c1Pc1KPQ 螺杆螺杆 （加（加 V1）防止冒料的方法防止冒料的方法第三章：挤出成型第三章：挤出成型（二）实现稳定挤出的方法（二）实现稳定挤出的方法1、压力调节、压力调节（2）防止缺料）防止缺料在在阶螺杆或口模前加阀阶螺杆或口模前加阀V2相当于增大了机头压力，相当于增大了机头压力，则有
6、：则有：阶螺杆特性线不变阶螺杆特性线不变口模特性线变硬（口模特性线变硬（K ）第三章：挤出成型第三章：挤出成型防止缺料的方法防止缺料的方法Q 螺杆螺杆 螺杆螺杆C2Pc2K”（ 无无 V2）PQ c2K”（ 有有 V2）C2Pc2Q 第三章：挤出成型第三章：挤出成型（二）实现稳定挤出的方法（二）实现稳定挤出的方法加加V1、V2压力调节阀的优缺点：压力调节阀的优缺点：优点：优点： 可分别调节，便于物料、制品的变化可分别调节，便于物料、制品的变化扩大机器的适应性扩大机器的适应性缺点：缺点： 机器结构复杂，尤其加机器结构复杂，尤其加 V1机筒加机筒加V1较困难较困难一般是旁路调节一般是旁路调节 易使
7、热敏性物料停滞而过热分解易使热敏性物料停滞而过热分解第三章：挤出成型第三章：挤出成型（二）实现稳定挤出的方法（二）实现稳定挤出的方法（3）最佳泵比选择）最佳泵比选择0.25.1 =hhC第三章：挤出成型第三章：挤出成型第五节第五节双螺杆挤出机的工作原理双螺杆挤出机的工作原理双螺杆挤出机诞生的背景：双螺杆挤出机诞生的背景： 双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上发展起来的双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上发展起来的 用单螺杆挤出机加工时用单螺杆挤出机加工时材材 料料 ： 粉料粉料掺混料（纤维与树脂）掺混料（纤维与树脂）填充、增强材料（填充、增强材料（ CaCO3、 红泥、矿渣、废料等）红泥、矿渣、废
8、料等）出现 问题出现 问题 ： 吃料难、熔融难、塑化差吃料难、熔融难、塑化差 70年代以来，双螺杆挤出机发展十分迅速年代以来，双螺杆挤出机发展十分迅速欧欧 洲洲 ： 100%硬管、板、异型材制品用双螺杆挤出机加工硬管、板、异型材制品用双螺杆挤出机加工第三章：挤出成型第三章：挤出成型第五节第五节双螺杆挤出机的工作原理双螺杆挤出机的工作原理双螺杆挤出机的应用领域：双螺杆挤出机的应用领域： 聚合物反应挤出：聚合物反应挤出： PU、 PA、 POM、 PMMA反应成型为型反应成型为型材、单丝等材、单丝等 共混、填充改性：共混、填充改性： PA/玻纤玻纤橡塑共混（橡塑共混（ PP/EPDM、 PP/乙丙
9、橡胶等乙丙橡胶等 ）塑塑共混（合金）塑塑共混（合金） 废塑料再生利用：废塑料再生利用： 将形状、比重、品种不同的聚合物回收、将形状、比重、品种不同的聚合物回收、利用利用 成型加工成型加工 HPVC管 材 、异型材管 材 、异型材第三章：挤出成型第三章：挤出成型1、结构（与单螺杆挤出机相比）、结构（与单螺杆挤出机相比）相同点相同点： 包括挤压系统、传动系统、加热冷却系统包括挤压系统、传动系统、加热冷却系统 职能均与单螺杆挤出机相同职能均与单螺杆挤出机相同不同点：不同点： 两根螺杆，水平放置两根螺杆，水平放置 机筒内孔为机筒内孔为 有排气系统（螺杆有排气段，机筒有排气口）有排气系统（螺杆有排气段，
10、机筒有排气口） 加料装置，定量加料加料装置，定量加料一、双螺杆挤出机的结构与分类一、双螺杆挤出机的结构与分类第三章：挤出成型第三章：挤出成型一、双螺杆挤出机的结构与分类一、双螺杆挤出机的结构与分类2、分类、分类（1）按照螺杆结构特点分类）按照螺杆结构特点分类平行双螺杆挤出机平行双螺杆挤出机锥形双螺杆挤出机锥形双螺杆挤出机第三章：挤出成型第三章：挤出成型平平行行双双螺螺杆杆挤挤出出机机第三章：挤出成型第三章：挤出成型锥锥形形双双螺螺杆杆挤挤出出机机第三章：挤出成型第三章：挤出成型一、双螺杆挤出机的结构与分类一、双螺杆挤出机的结构与分类2、分类、分类（2）按照螺杆相对位置（啮合方式）分类）按照螺杆
11、相对位置（啮合方式）分类全啮合（全啮合（A=Rs+Rb）（原理依据）原理依据）非啮合（非啮合（A2 Rb）（体现不出双螺杆的优点）体现不出双螺杆的优点）部分啮合（部分啮合（Rs+RbA2 Rb）（实际使用）实际使用）第三章：挤出成型第三章：挤出成型全啮合全啮合非啮合非啮合部分啮合部分啮合第三章：挤出成型第三章：挤出成型一、双螺杆挤出机的结构与分类一、双螺杆挤出机的结构与分类2、分类、分类（3）按照螺杆旋向与转向分类）按照螺杆旋向与转向分类异向螺纹、异向转动异向螺纹、异向转动（异向向内、异向向外）（异向向内、异向向外）同向螺纹、同向转动同向螺纹、同向转动第三章：挤出成型第三章：挤出成型双螺杆挤出
12、机的转动方向双螺杆挤出机的转动方向 平行（异向、同向）平行（异向、同向） 锥形（异向）锥形（异向）异向异向 同向同向第三章：挤出成型第三章：挤出成型第三章：挤出成型第三章：挤出成型挤压系统作用挤压系统作用不同类型双螺杆工作原理不同，从螺杆作用介绍原理：不同类型双螺杆工作原理不同，从螺杆作用介绍原理：挤压系统作用：挤压系统作用：输送（固体、熔体）：连续、稳定、输送率高输送（固体、熔体）：连续、稳定、输送率高熔融塑化（固体熔体）：完全、均匀熔融塑化（固体熔体）：完全、均匀增压、排气、均化增压、排气、均化第三章：挤出成型第三章：挤出成型二、双螺杆对物料的工作原理二、双螺杆对物料的工作原理1、输送机理
13、、输送机理单螺杆输送机理单螺杆输送机理由摩擦形成输送能力由摩擦形成输送能力固体（加料段）：摩擦输送（固体（加料段）：摩擦输送（fs、fb）熔体（计量段）：摩擦输送（机筒拖曳作用）熔体（计量段）：摩擦输送（机筒拖曳作用）双螺杆输送机理双螺杆输送机理强制输送强制输送不同类型双螺杆：输送机理不同不同类型双螺杆：输送机理不同只讨论全啮合式双螺杆挤出机输送机理只讨论全啮合式双螺杆挤出机输送机理第三章：挤出成型第三章：挤出成型二、双螺杆挤出机的工作原理二、双螺杆挤出机的工作原理非啮合型双螺杆的工作原理非啮合型双螺杆的工作原理不能形成封闭或半封闭的型腔，无正位移输送条不能形成封闭或半封闭的型腔，无正位移输送
14、条件，其输送机理与单螺杆相似。件，其输送机理与单螺杆相似。啮合型双螺杆的工作原理啮合型双螺杆的工作原理能形成封闭或半封闭的型腔，有正位移输送条件，能形成封闭或半封闭的型腔，有正位移输送条件，其正位移输送输送程度与封闭程度有关。其正位移输送输送程度与封闭程度有关。第三章：挤出成型第三章：挤出成型双螺杆挤出机的开放和封闭双螺杆挤出机的开放和封闭第三章：挤出成型第三章：挤出成型1、输送机理（全啮合型）、输送机理（全啮合型）（1）异向转动双螺杆对物料的输送）异向转动双螺杆对物料的输送共扼纵横向全封闭的矩形螺槽异向旋转共扼纵横向全封闭的矩形螺槽异向旋转第三章：挤出成型第三章：挤出成型（1）异向转动双螺杆
15、对物料的输送）异向转动双螺杆对物料的输送分开看：分开看：两根旋向不同的双螺杆两根旋向不同的双螺杆合着看：合着看：啮合区啮合区两根螺棱彼此插入另一根螺槽中，把两个两根螺棱彼此插入另一根螺槽中，把两个连续的螺旋通道分割成一段一段的封闭连续的螺旋通道分割成一段一段的封闭“C”形室，室数与螺纹圈数相同，切线称啮合形室，室数与螺纹圈数相同，切线称啮合线。线。动动作：作：螺杆转动，螺杆转动，“C”形室前移（轴向移动）形室前移（轴向移动）螺杆转动一圈，螺杆转动一圈，“C”形室前移一个导程的形室前移一个导程的距离。距离。第三章：挤出成型第三章：挤出成型（1）异向转动双螺杆对物料的输送）异向转动双螺杆对物料的输送C形室沿螺杆轴向移动的速度为：形室沿螺杆轴向移动的速度为：VLt n t 螺杆导程；螺杆导程；n螺杆转速
