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螺桿組合對增強尼龍66復合材料力學性能的影響

文章出處:徐州騰飛工程塑料有限公司   發布時間:2017-09-27 10:05:00    點擊數:-   【

擠出機的螺桿組合形式對擠出產量、塑化質量、填料的分散程度等有很大的影響。目前,混煉型雙螺桿擠出機中常用的螺桿元件有螺紋塊(輸送作用)、捏合盤(分散和分布作用)、反向螺紋塊(調整物料在料筒內的壓力分布)等。對填料在聚合物中分散效果影響最大的是捏合盤,影響捏合盤的工作效果的因素有捏合盤的錯列角、捏合盤片的寬度、捏合盤中捏合片數以及捏合片的排列方向等。

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表3-1和圖3-2為不同類型捏合盤對物料在料筒的剪切分散、混合和輸送效率的影響。玻纖對尼龍66增強效果與玻纖在尼龍66基體中的長度、分散狀態、取向及與樹脂熔體浸潤性等因素有關,因而有必要對螺桿組合元件進行系列的研究。為提高GF對尼龍66的增強效果,減小GF過度斷裂、降低機器磨損,本文采用二段加料法,GF從側向加料口加入,因此本文主要對第二加料口到真空段的螺桿元件組合進行調整,研究了三種螺桿組合形式(見圖2-1、2-2、2-3)對GF增強尼龍66的效果。

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從圖2-1、2-2和2-3中可知,圖2-1所示的螺桿組合剪切最強,螺桿輸送能力最弱,圖2-3所示的螺桿組合剪切最弱,輸送能力最強,圖2-2所示的螺桿組合的剪切和輸送能力居于上述二者之間。表3-2中,螺桿組合2制備的復合材料的綜合性能最佳。在組合1中使用了剪切能力強而無輸送能力的90度捏合塊,處于過度剪切,導致分散尼龍66基體中的玻纖長度偏短,玻纖的增強效果減弱,同時過度剪切也會引起尼龍66的降解,因此利用螺桿組合1所制備的復合材料綜合力學性能不佳。工藝3螺桿組合在反螺紋前使用小導程螺紋代替60度和90度的捏合塊,螺桿輸送能力強,但剪切弱,導致GF混合分散不充分,GF長度分布寬,從而導致復合材料力學性能的下降。而圖2-2所示的螺桿組合具有合適的剪切強度和輸送能力,分散在尼龍66基體中的GF保留長度長且分散良好,因此復合材料的綜合最佳。

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從表3-2和圖3-3可以看出,隨著擠出量的減小,擠出過程中螺桿的填充率下降,物料咋雙螺桿擠出機內受到的剪切捏合作用也減弱,導致GF在尼龍66基體中的分散程度變差,但GF在尼龍66中的保留長度有所增加,拉伸強度和彎曲強度增加,而沖擊強度下降。


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