第五章高分子材料混合與設(shè)備-wenkub
2023-02-05 23:57:53 本頁(yè)面
【正文】 ial to break down dispersed particles. These particles may be insoluble fillers (posites) or a second polymer melt (blend). Dispersive mixers force the material to flow over barriers that form narrow clearances間空，間隔；距離 between mixing elements (. between extruder wall and a screw element). 高分子材料成型加工 Brodkey 混合理論 分子擴(kuò)散 混合的基本運(yùn)動(dòng)形式 渦流擴(kuò)散 體積擴(kuò)散 二 .混合機(jī)理 高分子材料成型加工 分子擴(kuò)散 由濃度梯度驅(qū)使自發(fā)地發(fā)生的一種過程，各組分的微粒由濃度較大的區(qū)域遷移到濃度較小的區(qū)域，從而達(dá)到各處組分的均化。 高分子材料成型加工 混合物料的狀態(tài) 分子擴(kuò)散的程度 氣體與氣體間的混合 較快地、自發(fā)地 進(jìn)行 低黏度液體與低黏度液體間的混合 也能較顯著地 進(jìn) 行 低黏度液體與固體間的混合 高黏度液體與高黏度液體間的混合 不顯著，較困難 地進(jìn)行 高黏度液體與固體間的混合 固體與固體間的混合 極慢，很難進(jìn)行 高分子材料成型加工 渦流擴(kuò)散（紊流擴(kuò)散） 紊流擴(kuò)散的必要前提是體系粘度很低，或物料運(yùn)動(dòng)的速度很高，達(dá)到紊流的程度。 高分子材料成型加工 體積擴(kuò)散（對(duì)流擴(kuò)散） 流體質(zhì)點(diǎn)、液滴或固體粒子由系統(tǒng)的一個(gè)空間位臵向另一個(gè)空間位臵的運(yùn)動(dòng)，或兩種或多種組分在相互占有的空間內(nèi)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，以期達(dá)到各組分的均勻分布。 塑煉一般是在高于流動(dòng)溫度以上且在較強(qiáng)的剪切速率下進(jìn)行的。 高分子材料成型加工 1. “分布 ”由 “臵換 ”來完成； 2. “剪切 ”為進(jìn)行 “臵換 ”起輔助作用； 3. “壓縮 ”則是提高物料的密度，為提高 “剪切 ”速率起輔助作用。 高分子材料在擠出機(jī)內(nèi)的混合過程主要是靠剪切作用來達(dá)到的，螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)物料在螺槽和料筒間所受到的剪切作用，可以設(shè)想為在兩個(gè)無限長(zhǎng)的平行板之間進(jìn)行。 F 高分子材料成型加工 剪切的 混合效果 與 剪切力的大小 和力的 作用距離 有關(guān)，還與 剪切力的方向是否連續(xù)改變 有關(guān)。的剪切力的交替作用來提高混合效果。的兩個(gè)方向的剪切力的交替作用，層與層之間對(duì)流效果特別好。 高分子材料成型加工 高分子材料成型加工 （ 3）擠壓 當(dāng)物料被壓縮時(shí)，物料內(nèi)部會(huì)發(fā)生流動(dòng)，產(chǎn)生由于壓縮 而引起的流動(dòng)剪切。 （ 5）聚集 在混合過程中，已破碎的分散相在熱運(yùn)動(dòng)和微粒間相互吸引力的作用下，重新聚集在一起，這是混合的逆過程。 高分子材料成型加工 混合狀態(tài)的直接判定 直接對(duì)聚合物取樣、觀察、分析和判定。 高分子材料成型加工 主要討論固體和塑性物料的混合效果。 三 .混合效果的評(píng)定 高分子材料成型加工 高分子材料成型加工 高分子材料成型加工 僅僅用均勻程度來評(píng)定混合效果是不夠的，有時(shí)還不能反映出物料混合效果。因此僅僅從均勻程度是不能完全評(píng)定混合效果的，必須還要考慮物料的分散程度。 r S V 高分子材料成型加工 ?分散程度指被分散物質(zhì)的破碎程度，一般用平均粒徑大小來表示。 必須指出的，上述混合理論是在理想情況下提出的，有一定局限性。 力學(xué)性能 —填充聚合物材料混合狀態(tài)的間接表征因素。 ?連續(xù)式混合設(shè)備：混合過程是連續(xù)的。對(duì)于熔體則可使其發(fā)生大的剪切應(yīng)變和拉伸應(yīng)變，增大組分的界面面積以及配位作用。 代表性設(shè)備 ：開煉機(jī)、密煉機(jī)等。 ?滾筒類混合：轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)、雙錐混合機(jī)和 V形混合機(jī)。 最主要的設(shè)備是開煉機(jī)和密煉機(jī)，從結(jié)構(gòu)角度來看，應(yīng)屬于轉(zhuǎn)子類混合器。 捏合機(jī)的混合，一般需要較長(zhǎng)時(shí)間，越半小時(shí)至數(shù)小時(shí)不等。 適用于固態(tài)混合和固液混合，更適于配制粉料。 高分子材料成型加工 高分子材料成型加工 A tworoll mill consists of a parallel pair of counterrotating, heated metal rolls that turn at a slightly different rate (roll ratio), and provide an adjustable gap (or nip) between them. The shear stresses generated in the gap are substantial, and provide further pound mixing while shaping the pound into a sheet. Temperature control is more easily affected in a mill, when pared to a Banburytype mixer that pletely encloses the pound. Batch Mixing Devices 高分子材料成型加工 密煉機(jī) 一個(gè)塑煉室，上部為加料口，下部為排料口，上下各有一頂栓，當(dāng)上頂栓和下頂栓關(guān)閉后，即形成一密閉式塑煉室； 塑煉室內(nèi)有個(gè)對(duì)相向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子橫截面呈梨形，沿縱向?yàn)?Z形螺旋； 塑煉室外壁有冷卻（加熱）夾套； 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速略有不同，存在一速比。 高分子材料成型加工 擠出機(jī) 特點(diǎn)：擠出機(jī)對(duì)流作用小，物料需進(jìn)行初混合；生產(chǎn)為連續(xù)操作，效率高；可直接用于造粒。 嚙合異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī) 可分為 嚙合同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī) 非嚙合型雙螺桿擠出機(jī) 高分子材料成型加工 Continuous Mixing Devices Dispersive mixing is more difficult, as it requires that high shear stresses be generated. There are numerous designs for mixing sections, which can improve dispersive mixing
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