往复式单螺杆混炼挤出机结构特点及其应用

一,前言 随着塑料加工业中高分子材料工业的飞速发展，往复 式单螺杆混炼挤出机的开发应用日趋令人瞩目。在挤出行业 中占主要地位的单、双螺杆挤出机许多方面的性能已经不能满足共混、填充、增强、增韧等改性的要求。使用往复式单螺杆挤出机生产一些高技术含量、高附加值的产品逐渐成为 一种趋势。在任何聚合物的加工过程中．赋予聚合物一定的加工特性或赋予制品特定使用性能．常常需要进行不同聚合物之间的共混或聚合物同各种助剂、颜料之间的混合。克服 其分子间可能产生的部分凝胶颗粒或末熔融树脂。而往复式单螺杆强力混合机恰好具有剪切均匀、高分散、高填充、拉伸熔体等特点。且综合了单、双螺杆挤出机的优点.独一无 二的工作原理，加上一整套的螺纹组合元件及配套设备，使其应用更广泛，在一部机器上，可以做到混料、混炼、塑化、分散、剪切、拉伸、脱气、造粒，使得熔体在机器中流动的 界面面积远远大于一般的剪切流动。 二、工作原理 往复式单螺杆混炼挤出机，在螺杆芯轴上设计独特的积 木式螺块在一个螺距内断开三次，称为混炼螺块，对应这些空隙，在机筒内衬套上，排列有三排混炼销钉，螺杆在径向旋转过程中，同时做轴向的往复运动。每转动一周，轴向运动一次，由于这种特殊的运动方式，以及混拣螺块和销钉的 作用，物料不仅在混炼销钉和不规则梯形混炼块之间被剪切而且被往复输送，物料的逆流运动给径向混合加上了非常有用的轴向混合运动，熔体不断地被切断、翻转、捏合和拉伸，有规律地打断简单的层状剪切混合，不同于普通的单、双螺杆挤出机。由于在径向和轴向上的同时混炼，增强了混炼效果，保证了最佳的分散混合和分布混合，因此均化时间 短。另外，混炼销钉和螺块的相互啮合，也提高了机筒的自我清法能力。通过适当的螺块组合，可保证稳定的工作压力，不产生无法控制的压力和温度波动，防止物料在机筒内产生 降解。由于捏合元件的螺纹是中断的，所以作用在聚合物上的压力很小，不产生明显的温升。而单、双螺杆挤出机是在高剪切和高径向压力下对簿层聚合物进行剪切，必然使熔体 产生大的温升，影响物料低温挤出的原则，同其它机器相比。在直径相同的条件下。其长径比较短，扭距在较短的距离上传递。因此螺杆扭转变形小。 三 结构及用途 1、主机机筒、螺杆均采用积木式装配。机筒由多组开孔和 闭孔筒体组成，剖分式的筒体，可快速方便的打开，便于清 洗、检修；螺杆由套在芯轴上的各种混炼螺块和输送螺块组成。机筒和螺杆可根据物料品种不同、工艺要求的不同,灵 活组成理想形式。 2、齿轮箱和摇摆箱设计独特，实现了螺杆在做旋转运动的 同时，进行轴向的往复运动，螺杆每转一周，往复运动一次， 螺纹中断三次，从而产生强烈的混炼效果。其混合作用是在轴向而不是在径向，且发生在螺纹和销钉之间。螺槽内全部 物料受到均匀的剪应力，而不是一薄层的物料受到剪切。 3、螺纹元件积木式的排列在芯轴上，可根据不同的要求进 行排列组合。机套内衬套上安装有三排销钉，销钉分为六种型号，实心长销钉用来固定内衬套，增强混炼效果；空心长销钉作用是固定、混炼、安装测温头，注射液体助剂；平头长销钉固定内衬套；平头销钉用来堵塞备用孔；实心 销钉起混炼作用；短实心销钉对进料口物料进行破碎。随着螺杆的往复运动，销钉与每个螺块的相对运动轨迹呈∞ 曲线，当捏合销钉通过螺纹间隙时产生轴向物料交换，销钉在螺杆回转一圈的过程中，与螺梭侧边的相对运动产 生了对物料的剪切对螺杆和机筒在轴向和径向进行了清理。这就是往复式混炼挤出机彻底混合、捏合和自洁作用基础。这些销钉如同一系列的搅拌器，使物料实现再分布，中断的螺纹使物料产生回流，使物料承受连续的剪切、取向、切割、折叠、拉伸的过程。一部分熔体重新结合， 一部分熔体再进一步分割，在每个L／D的螺槽中，熔体要经过四次分割，由此可知，往复式挤出机为什么能在非常短的长径比内实现熔体的有效混合。而且机筒内表面都被 螺纹元作横扫过，没有物流死角，具有很好的自洁能力， 较高的输送效率和稳定均匀的物料停留时间等。