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嚙合同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)廣泛應(yīng)用于不同塑料之間、塑料與橡膠之間的共混改性，各種添加劑與塑料共混、玻璃纖維、碳纖維增強(qiáng)塑料等，是聚合物改性連續(xù)混合設(shè)備之首選。同向雙螺桿擠出機(jī)即嚙合型同向旋轉(zhuǎn)平行雙螺桿擠出機(jī)，是雙螺桿擠出機(jī)主要類型之一。 同向雙螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 組合式螺桿 同向雙螺桿擠出機(jī)最顯著的特點(diǎn)是螺桿和機(jī)筒都采用“積木式”設(shè)計(jì)。螺桿由套裝在芯軸上的若干元件組成，如螺紋元件、捏合塊、齒形混合盤、擋環(huán)等；機(jī)筒也是由不同機(jī)筒段（全封閉、帶排氣口、帶加料口）組成。 根據(jù)特定的物料、配方和將要制備混合物性能的要求，通過科學(xué)組合，將不同類型、不同數(shù)目的螺桿元件和機(jī)筒元件按一定順序組合起來，從而高效地完成設(shè)定的混合任務(wù)。并通過改變螺桿和機(jī)筒組合順序，實(shí)現(xiàn)對不同物料、配方的最佳使用效果，達(dá)到一機(jī)多用、一機(jī)多能的目的。 此外，積木式設(shè)計(jì)的另一優(yōu)點(diǎn)是可以局部更換磨損了的螺紋元件和機(jī)筒元件，避免了整個螺桿或筒體的報(bào)廢，大大降低了維修成本。 組合式機(jī)筒 模塊化設(shè)計(jì)的機(jī)筒，可以通過法蘭或拉桿連接，通常小型機(jī)采用拉桿連接。機(jī)筒通常嵌入雙金屬襯套以提高機(jī)筒內(nèi)表面的耐磨性能。為實(shí)現(xiàn)精確的溫度歷程，每個機(jī)筒上都有單獨(dú)的加熱/冷卻設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)冷卻與加熱功能的最佳組合。 擠出過程分析 通過組合各種螺紋元件，所有同向雙螺桿擠出機(jī)都有加料、熔融、混合、排氣、建壓和輸送功能，實(shí)現(xiàn)物料的輸送、塑化、剪切、排氣、建壓以及擠出等各種工藝過程。 同向雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能與單螺桿擠出機(jī)很相似，但在工作原理上存在著很大的差異。主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1）強(qiáng)制輸送。嚙合同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿，在嚙合處兩根螺桿運(yùn)動速度方向相反，一根螺桿要把物料拉入嚙合間隙，而另一根螺桿把物料從間隙中推出，結(jié)果使物料從一根螺桿螺槽轉(zhuǎn)到另一根螺桿螺槽中，物料沿著螺桿呈“∞”形向機(jī)頭方向被強(qiáng)制輸送。 2）均化和混合。同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿在嚙合處間隙很小，螺棱和螺槽的速度方向相反，相對速度大，因此嚙合區(qū)具有很高的剪切速度，剪切力很大，混煉效果遠(yuǎn)好于單螺桿擠出機(jī)和異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)。 3）自潔性。同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)，由于嚙合區(qū)螺棱和螺槽的速度方向相反，相對速度大，因此具有相當(dāng)高的剪切速度，能刮去粘附在螺桿上的任何積料，有非常好的自潔作用，從而使物料的停留時(shí)間很短，不易產(chǎn)生局部降解變質(zhì)。 4）物料的塑化。螺桿間隙的大小對物料塑化質(zhì)量影響很大。間隙越小，剪切力越大，但通過的物料量減少；間隙越大，通過的物料量增加，但剪切力減小。 5）物料的壓縮。同向雙螺桿擠出機(jī)壓縮物料的方法要多得多，綜合效應(yīng)好。 6）加料方式。同向雙螺桿擠出機(jī)要求均勻定量加料，采用計(jì)量饑餓喂料方式。 7）排氣。由于是饑餓喂料，可以采用大導(dǎo)程的螺紋輸送元件，使螺槽處于未充滿狀態(tài)而處于零壓力狀態(tài)，從而可以設(shè)置出排氣段。 雙螺桿擠出機(jī)的應(yīng)用 雙螺桿擠出機(jī)按兩根螺桿旋轉(zhuǎn)方向的不同可分為異向雙螺桿及同向雙螺桿。 嚙合同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)廣泛應(yīng)用于基體樹脂的物理化學(xué)改性，如填充、增強(qiáng)、增韌、反應(yīng)擠出等。 以各種原料的分散混合為主的共混則應(yīng)選用同向雙螺桿擠出機(jī)，而圖3和圖4所示的同向雙螺桿之速度矢量互成反向，因此同向轉(zhuǎn)動的雙螺桿與異向轉(zhuǎn)動雙螺桿相比，它的剪切作用要大得多，不適宜Pvc的混煉成型。 共混填充塑料中常用的是粉狀碳酸鈣、滑石粉、二氧化鈦，一般的填充量為30%~60%，填充母料最多高達(dá)80%。由于粉狀填料內(nèi)含有大量空氣，在螺桿的捏合區(qū)混合時(shí)空氣會被分離出來，而致使物料逆向流入螺槽，影響粉料的正向輸送，最終降低擠出量。 雙螺桿擠出機(jī)的應(yīng)用舉例：玻纖增強(qiáng)、阻燃料造粒（如PA6、PA66、PET、PBT、PP、PC增強(qiáng)阻燃等）；高填充料造粒（如PE、PP填充75% CaCO3。）；熱敏性物料造粒（如PVC、XLPE電纜料）；濃色母粒（如填充50%色粉）；防靜電母粒、合金、著色、低填充共混造粒；電纜料造粒（如護(hù)套料、絕緣料）；XLPE管材料造粒（如用于熱水交聯(lián)的母粒）；熱固性塑料混煉擠出（如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、粉末涂料）；熱熔膠、PU反應(yīng)擠出造粒（如EVA熱熔膠、聚氨脂）；K樹脂、SBS脫揮造粒等。 優(yōu)缺點(diǎn) 由于雙螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工的復(fù)雜性，理論發(fā)展還不完善，但同向雙螺桿擠出機(jī)組合式的設(shè)計(jì)，可將多種幾何形狀的螺紋元件和機(jī)筒元件進(jìn)行排列組合，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)-理論-實(shí)踐-檢驗(yàn)，從而可以針對不同混合要求，優(yōu)化設(shè)計(jì)以適應(yīng)不同工藝配方的需要，從而使同向雙螺桿擠出機(jī)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1）混合性能：由于兩根螺桿相互嚙合，而且可以根據(jù)需要加入各種各樣的螺紋元件，如反螺紋元件、嚙合盤元件、齒形盤元件等等，來精密調(diào)節(jié)剪切/混合，從而使混合強(qiáng)度和混合質(zhì)量（無論是分布混合抑或是分散混合）能夠得到有效地控制。這是單螺桿擠出機(jī)所不能企及的。 2）加工的靈活性：同向雙螺桿擠出機(jī)通常采用計(jì)量饑餓加料，產(chǎn)量取決于加料量，獨(dú)立于螺桿轉(zhuǎn)速，是一個獨(dú)立可控制的變量，因而可以在一臺機(jī)器上靈活地處理多種加工功能，如熔融、混合、排氣、反應(yīng)等等。 3）工藝參數(shù)的可控性：同向雙螺桿擠出機(jī)停留時(shí)間分布窄，更好的對流傳熱及精確控制的溫度曲線，在擠出中可以得到更好的剪切-時(shí)間-溫度歷程，在更寬的范圍內(nèi)輸入機(jī)械能，從而可得到更好的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。 4）工藝生產(chǎn)的高效性：螺桿的正位移輸送作用可以處理更多樣的原材料和混合配方，且停機(jī)時(shí)間短。 5）更高的經(jīng)濟(jì)性：由于高的工藝靈活性以及生產(chǎn)率，可以生產(chǎn)更廣泛的終端制品，且能夠提供高度一致性的產(chǎn)品質(zhì)量，還可以通過螺桿速度的調(diào)節(jié)來補(bǔ)償螺桿的磨損。 結(jié)束語 雙螺桿擠出機(jī)可以從不同角度分類，按螺桿嚙合與否及其轉(zhuǎn)向的異同進(jìn)行的分類及相應(yīng)的國際上著名的制造廠商輸送機(jī)理不同是雙螺桿擠出機(jī)與單螺桿出之間主要區(qū)別之一。 雙螺桿擠出機(jī)因可按多種標(biāo)準(zhǔn)分類從而種類繁多，其工作特性差異很大，無疑同向雙螺桿擠出機(jī)行業(yè)的領(lǐng)跑者頗受廣大用戶的青睞，尤其是大的驅(qū)動功率、高的螺桿轉(zhuǎn)速、進(jìn)行超高扭矩?cái)D出一直是同向雙螺桿擠出機(jī)從業(yè)人員追求的目標(biāo)。 |
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