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1、第一章 混炼机械1,主要混炼方法：a、 掺和法：不同组分物料的机械混合，无形态变化，无相态变化；b、 研磨法：不同组分物料在压力和剪切力作用下的破碎过程，有形态变化，无相态变化；c、 捏合法：连续地、反复地叠合和压缩物料，有形态变化和相态变化；d、 剪切法：物料与剪切作用产生的剪切变形和能量转换，有相态变化和化学变化（会发生断链）。1、 （1）混炼的目的：a、 物料的各个组分（树脂、填料、增塑剂、稳定剂等）分散均匀；b、 物料的各个部分温度分布均匀；c、 树脂分子量及其分布均匀化；（2）混炼的原则：a、在混合期内，混炼程度与施加能量有关；b、尽量扩大混合物料各组分的接触面积；c、混合均匀化，防
2、止设备出现死角，短路现象；3、混炼程度的指标：要求粒度、分散度都达到规定指标。a、粒度：国际制（mm），英美制（目，1目=1/25.4mm）；例如，一个筛孔径为25.4mm，若一次可通过10个料粒，则该料的粒度为10目，若通过1个，则为1目；b、分散度：A=1/C-Co，C为样品中某一组分的实测浓度，Co为样品中某一组分的理想浓度；4、混炼机械类型及其适用范围：（1）按是否产生化学变化分为：a、初混机械（掺和、研磨、捏合）；b、混炼机械（掺和、研磨、捏合、剪切）；（2）按操作方式分为：a、开放式；b、密闭式；（3）按混合强度分为：a、低速混合机；b、中速混合机；c、高速混合机。5、混炼机械的发
3、展趋势6、高速混合机的工作原理主要零部件：1）混合锅 作用：机器的主要部件，物料在锅内做强烈的搅拌运动。结构： 3层结构： 2）主轴传动装置；电机皮带轮推动轴承、向心球轴承驱动轴叶轮3）叶轮；形式多种多样，根据安装位置有高位式，普通式；断面形状是流线型4）排料装置；排料阀门与排料气缸5）折流板；断面也呈流线型，内部空心，用于安装热电偶 7、开炼机（1）工作原理：要使物料进入辊隙，为物料对辊筒的摩擦角，为物料与辊筒的接触角；（2）传动方式及其特性：a、单电机单减速箱在外，速比齿轮传动（维修方便，但占地大）b、单电机单减速箱在内，速比齿轮传动（维修不易，但占地小）c、电机8，密炼机。第二章 挤出机
4、（一）名词解释1、 几何压缩比：加料段螺槽容积/均化段螺槽容积 (Dh1)h1(Se)/ (Dh3)h3(Se)2、 渐变度：A（H1-H3）/Z ；Z固相熔融长度（螺槽展开）；H1，Z=0时螺槽深度3、固体输送角 ：物料相对于机筒运动的方向角 ，与螺杆和机筒尺寸及其与物料的摩擦系数有关：=90时可获得理论的最大Qs；=0, Qs=0时，机头堵死4、正流，压力流，漏流，横流正流用QD表示是由螺杆相对料筒运动所产生的流动，可看成物料粘附在料筒表面流动，因此是拖拽流动。它在螺槽深度方向的速度分布是线性变化的。倒流（逆流、反流）Qp， 是由于装置机头、过滤网、过滤板阻碍物料的正向流动，从而在机头区域
5、产生很大压力，而在螺槽 产生压力梯度，使物料产生回流。 倒流的速度分布按抛物线关系变化，使产量降低。 横流QT，沿X方向流动。横流使物料在螺槽内产生翻转流动，形成环流，因此它在螺槽两侧Y方向也有局部流动。横流对产量无影响，但可促进物料的混合、搅拌、热交换，有利于物料的均化和塑化。 漏流QL是由压力梯度在螺杆与料筒间隙处形成的倒流，方向沿螺杆的轴向，由机头朝料斗方向流动。漏流的增大会减小挤出的产量，但由于量小得多，所以常忽略不计。 5、渐变型螺杆：所谓渐变型螺杆是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡，是在一个较长的螺杆轴向距离内完成的。6、 突变型螺杆：所谓突变型螺杆的指由加料段较深螺槽向均
6、化段较浅螺槽的过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。（二）如何提高固体输送率答：1.N： QsN，提高转速可增大产量。但实际中，N增大一倍，Qs不一定增加一倍。原因是：N，摩擦力，温度而影响摩擦系数，也就影响到Qs。2.H、Db：螺杆外径一定时，增加加料段螺槽深度有利于提高Qs。3.固体输送角： Qs4.摩擦系数f：fs/ fb 比值 ， M ， cos ， ，Qs 提高fb和降低fs的措施： a.提高螺杆光洁度； b.在料筒上开设纵向槽沟； c.降低螺杆温度，通冷却水； d.根据fb与温度关系，适当提高加工温度。5.螺旋角：不考虑压力的上升，且假设fs=0，则： Qmax=N2Db H (Db
7、H)( W / W + e) sin cos ； 再对求导，并令d Q/d =0，求得最佳=45。但实际过程中， fs 0，同时压力的变化也是存在的，所以值不同。 （三）均化段物料有哪几种流动形式？流动特点是什么？对挤出量有何影响？答：1.正流用QD表示；是由螺杆相对料筒运动所产生的流动，可看成物料粘附在料筒表面流动，因此是拖拽流动。它在螺槽深度方向的速度分布是线性变化的。2.倒流（逆流、反流）Qp是由于装置机头、过滤网、过滤板阻碍物料的正向流动，从而在机头区域产生很大压力，而在螺槽 产生压力梯度，使物料产生回流。 倒流的速度分布按抛物线关系变化，使产量降低。 3.横流QT沿X方向流动。横流使
8、物料在螺槽内产生翻转流动，形成环流，因此它在螺槽两侧Y方向也有局部流动。横流对产量无影响，但可促进物料的混合、搅拌、热交换，有利于物料的均化和塑化。 4.漏流QL是由压力梯度在螺杆与料筒间隙处形成的倒流，方向沿螺杆的轴向，由机头朝料斗方向流动。漏流的增大会减小挤出的产量，但由于量小得多，所以常忽略不计。 根据上面的分析，挤出机的生产量主要受QD、Qp、QL的影响，其关系是： Q= QD-Qp-QL（四）挤出机工作图分析1. 螺杆特性线与n,h3,p,的关系答：Q=An B P/y；式中A、B只与螺杆参数有关。以n为参数，对Q P作图得螺杆特性曲线：当压力为0时，Q最大P，Qn，螺杆特性线平行上
9、移螺棱与料筒间隙大，强制输送作用好，停留时间短螺纹头数P：P大，螺槽深度下降，剪切作用上升2. 口模特性线与口模长度，口模截面积，机头压力的关系答：熔料通过口模的流量公式：Q=K P/ ；P/ = Q/ K 熔体在机头部分的流动速率公式：QKP/ K口模流动常数，仅与机头的几何尺寸有关；P物料的压力降物料的粘度物料通过截面积，K，斜率，p对Q的影响P，斜率，p对Q的影响3. 机头压力变化时，如何获得较高的挤出量答：对于机头特性曲线， P，则Q；对螺杆曲线， P，则Q：挤出机的综合工作点C在低压区选用h3，Q在高压区选用h3，Q（五）如何评价螺杆质量答：（1）塑化质量：各种性能；表观质量；塑化质
10、量（2）产量（3）单耗：驱动功率、加热功率（4）适应性：专业性、普通性（5）制造的难易（六）无定形料和结晶料各采用什么螺杆加工，两种螺杆结构有何不同，说明原因答：所谓渐变型螺杆是指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡，是在一个较长的螺杆轴向距离内完成的。渐变螺杆大多用于无定形，熔点范围较大的塑料加工。如聚氯乙烯。它对大多数物料能够提供较好的热传导，传热均匀，效果好。适用于热敏性塑料。对物料的剪切作用较小，而且可以控制，其混炼特性不是很高，也可用于结晶性塑料。所谓突变型螺杆的指由加料段较深螺槽向均化段较浅螺槽的过渡是在较短的螺杆轴向距离内完成的。突变螺杆由于具有较短的压缩段，有的甚至只有（12
11、）D。对物料能产生巨大的剪切，故适用于粘度低、具有突变熔点的塑料，如尼龙、聚烯烃。对于高粘度的塑料容易引起局部过热。（七）螺杆长径比L/D变化对挤出过程有何影响。（八）解释几种新型螺杆工作原理及其适用范围1，分离性螺杆：固液相尽早分离，固体尽快熔融，液相低温挤出，保证质量，提高产量2，屏障型螺杆：在螺杆的某部位设立屏障段，使未熔的固相不能通过，并促使固相熔融的一种螺杆。在熔融段之后设立屏障：直槽型；斜槽型；三角槽型；直槽变深型3分流型螺杆（如销钉螺杆，DIS螺杆）：在螺杆的熔融段或均化段设置许多突起部分或沟槽或孔道，将螺槽内的料流分割，以改变物料的流动状况，促进熔融、增强混炼和均化4波状螺杆：
12、主螺棱高于副螺棱，附加螺棱两侧的对流波动，波状螺槽加快物料的熔融速率，上下颠簸运动。（九）分流板和过滤网的作用答：使料流由螺旋运动变为直线运动，阻止未熔融的粒子进入口模，滤去金属等杂质提高熔体压力，使制品比较密实进一步均匀塑化，以控制塑化质量挤出粘度大而热稳定性差的塑料时，一般不用如，PVC（十）挤出机主要有几种传动方式，各有什么特点答：（1）三相整流子电机传动（传动比1：6）优点：传动比较平稳，可靠，控制简单；传动效率在低转速下不小于90%；低n下，恒扭矩输出，与挤出机输入功率相同；启动性能好。缺点：调速范围窄，在高的转速下偏差起伏大，传动效率低，减速器系统体积较大，传动噪音较大，（2）可控
13、硅整流、直流电机传动系统优点：变速范围广；低速恒扭矩输出，告诉恒功率输出与挤出机所需功率相适宜；可控硅整流体积小，重量轻。缺点：低速转动扭矩小，电机易损坏；电机工作稳定性低；传动效率小，功率小。（十一）挤出机有几种加热方式，各有什么特点。答：（1）液体加热 ：水加热；油加热导热油加热优点：加热均匀稳定，不易产生过热；传热效率高；温度波动小；成本低缺点：需专门的加热装置，加热准备时间长；对导热油输送和保温要求高；部分导热油易燃有毒；系统有较大的热滞现象蒸汽加热：一般不用，多用于橡胶挤出成型（2）电加热：电阻加热（云母片带状加热器；铸铝加热器；陶瓷加热器）；电感加热优点：体积小，结构紧凑；调节控制
14、方便；装拆方便，加热位置易选择；价格便宜缺点：加热不均匀，温度变化梯度大；热负荷小，单位面积热功率高；温度波动大，稳定工作困难。（十二）料筒有哪几种冷却方式，各有什么特点。（1）风冷：自然风；强制通风优点：冷却方式柔和，降温缓慢；温度分布均匀；干净无污染缺点：风机占用体积大；噪音大；动力消耗大（2）水冷：料筒：螺杆中空优点：冷却速度快；占用空间小；成本低缺点：易造成急冷，扰乱挤出机的稳定工作；冷却水输送与控制复杂，控制困难易产生水垢，需专用水处理系统。（十三）排气机1. 工作原理答：排气式挤出机的气体来源于颗粒间隙、空气湿度、高分子材料中的单体。其结构组成包括一阶螺杆、二阶螺杆以及排气段。Q1=Qd1-Qp1 ；Q2=Qd2-Qp2Q1=Q2；Qp10；排气段压力趋向于0；=Qd1=Qd2-Qp2Qd1：一阶螺杆上的最大挤出量；Qp2：二阶螺杆上的最大工作压力2. 从工作图上分析机头压力变化时，挤出机工作点如何调整。Q1Q2 昌料Q1Q2 欠料 Q1=Q2 合理3. 泵比对挤出过程影响答：x1；二阶螺杆调节能力下降，昌料；x1；阶螺杆调节能力上升，欠料（十四）双螺杆挤出机特点和工作原理答：（1）特点优点： a.摩擦产生热量少； b.塑料所受剪切力均匀； c.螺杆输送能力大； d.挤出量稳定； e.料筒自洁。缺点：结构
