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混炼设备和挤出机:生产过程优化

【摘要】:前两种为慢速捏合机,目前普遍使用的是高速混合机。最好选用平行同向旋转双螺杆挤出机,也可选用带混炼头的单螺杆或计量型单螺杆挤出机。当树脂、颜料和其他助剂经高速搅拌机或滚筒式混合机混合后,可用单螺杆式挤出机熔融混合并挤出造粒,形成色母粒,但这种单螺杆挤出机的长径比应不低于25。7)双螺杆挤出机。用于生产色母粒料的双螺杆挤出机通常采用同向旋转啮合型双螺杆挤出机。双螺杆挤出机设有排气段,可以有效排气。

塑料造粒生产线因塑料品种不同,所用设备也有所差异。如PVC塑料挤出造粒的主要设备有捏合机、高速混合机、密炼机、挤出机、机头、切粒机、冷却装置等,而其他改性塑料挤出造粒的设备与PVC挤出造粒设备的主要差别是不用密炼机。

(1)捏合机与高速混合机 捏合机与高速混合机的作用是将各组分添加剂与树脂进行初混合,利用机械搅拌与加热,使原料各组分分散均匀。捏合机有螺旋式捏合机、Z型搅拌器捏合机和高速混合机(也称为高速捏合机因捏合机是卧式混合机的一种)三种。前两种为慢速捏合机,目前普遍使用的是高速混合机。高速混合机一般是具有叶片螺旋桨的混合机,从功能上讲都是起混合作用的,一般认为是有Z型的转子或有螺旋带的混合机。高速混合机由回转盖、混合锅体、搅拌器、折流板、排料装置、加热装置及热电偶电动机等组成。

高速混合机的加热有蒸汽加热和电加热两种,所以也被称为热混机,而不加热的高速混合机也因此又被称为冷混机。

(2)挤出机的选用 对不同品种及配方的塑料,选用不同结构的挤出机。

1)硬质聚氯乙烯塑料造粒。最好选用锥型双螺杆挤出机,也可选用渐变型单螺杆挤出机。锥型双螺杆挤出机的螺杆直径为45~120mm,长径比为25~28,压缩比为2.0~2.5。

2)软质聚氯乙烯塑料造粒。最好选用锥型双螺杆挤出机,也可选用渐变型单螺杆挤出机。锥型双螺杆挤出机的螺杆直径为45~200mm,长径比为25~28,压缩比为2.5~3.0。

3)聚乙烯塑料造粒。最好选用平行同向旋转双螺杆挤出机,也可选用计量型单螺杆挤出机。平行同向旋转双螺杆挤出机的螺杆直径为45~150mm,压缩比为3.0~3.5。还可采用新型组合式螺杆造粒,它的混炼效果更好。

4)聚丙烯塑料造粒。最好选用平行同向旋转双螺杆挤出机,也可选用带混炼头的单螺杆或计量型单螺杆挤出机。平行同向旋转双螺杆挤出机的螺杆长径比为25~30,压缩比为3.0~4.0。还可采用新型组合式螺杆造粒,它的混炼效果更好。

5)熔体喂料式挤出机。若原辅料、颜料、助剂已在连续混料机或双螺杆机中完成混合,则此后只起挤出造粒功能。这台挤出机应具有较大的螺杆直径和较小的长径比(L/D≤20),以适合熔体喂料的特点,在加料口处还应设有啮合形式的双螺杆加料器。

6)单螺杆挤出机。当树脂、颜料和其他助剂经高速搅拌机或滚筒式混合机混合后,可用单螺杆式挤出机熔融混合并挤出造粒,形成色母粒,但这种单螺杆挤出机的长径比应不低于25。为便于颜料处理后残留的易挥发物排出,最好选用排气式单螺杆挤出机,且螺杆要具有特殊结构,如销钉螺杆、波状螺杆等,再加上一定的工艺条件,就可制得品质优良的色母料粒。

7)双螺杆挤出机。用于生产色母粒料的双螺杆挤出机通常采用同向旋转啮合型双螺杆挤出机。螺杆结构是组合式的,除输送装置外,还配有菱形和曲边三角形(由三段圆弧所围成的图形)捏合盘装置、齿形啮合盘装置共三种形式。捏合盘装置使熔体产生循环流动,运动空间的变化使物料反复受压缩、膨胀,并产生高剪切和良好的热传递。三种捏合盘的错列安装可使熔体分流,产生良好的纵向混合、横向混合和热传递。螺纹表面的自洁作用可防止粉料或熔体附着在螺杆和机筒上,因而减少了换料时的清理时间。双螺杆挤出机设有排气段,可以有效排气。在双螺杆挤出机的前端还安装有滤网,可以清除杂质和料中未打开的颜料团。

机头和切粒装置是配套的,输送冷却装置也是配套的,风冷采取风送,水冷采取水送,下面对此进行详细介绍。