了解单螺杆挤出机中的熔化

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您可以通过“翻转”观察点来更好地观察熔化过程，使机筒看起来围绕固定螺杆顺时针旋转。
多年来，我与许多在挤出方面具有丰富经验的人交谈过，他们不了解单螺杆如何熔化聚合物，或者挤出机驱动器如何提供能量。许多人认为机筒加热器提供了进入聚合物的大部分能量，这让我感到困惑……而且完全错误。

平心而论，由于几何形状的原因，很难用机筒中的螺杆转动来想象熔化。但是如果你翻转观察点——想象一下枪管绕着螺杆转动——你可以更清楚地看到所涉及的力。当我们知道情况恰恰相反时，这与想象太阳绕着地球转没有什么不同。在实际的挤出机中，从驱动端看（或从出料端看是顺时针），螺杆通常逆时针转动，而机筒是静止的。但是，如果我们翻转观察点，使我们“坐在”螺杆上，则机筒似乎在围绕固定螺杆顺时针旋转。
融化是难以想象的。但是，如果您通过想象枪管围绕螺杆转动来“翻转”观察点，您可以更清楚地看到所涉及的力。（插图：J. Frankland）

启动前首先需要对料筒进行加热，以使螺杆充满熔化的聚合物，并获得聚合物粘附在料筒上的表面温度。从那时起，几乎所有进入聚合物的能量都来自相对于机筒转动螺杆所需的能量——或者在我们“翻转”的情况下，机筒相对于螺杆。由于初始加热，聚合物粘在机筒上并被螺杆螺纹的角度向前推动。一旦螺杆开始旋转，聚合物几乎完全被剪切熔化。

“剪切”被定义为施加使物体的一个表面相对于另一个表面变形的力。剪切物体会将热量引入其中。在挤出机中，剪切聚合物的扭曲力需要能量来旋转粘性聚合物层中的螺杆。来自驱动器的旋转能量通过剪切将热量转化为热能，从而将热量转化为聚合物。

一旦螺杆旋转开始，机筒加热器几乎不会对熔化产生任何影响。

剪切速率与旋转速度和物体厚度成正比，在机筒表面附近达到最大值，在螺杆根部达到零，如图1所示。剪切量与物体的粘度成正比剪切过程中不同温度下的聚合物。在螺杆的“压缩部分”使用逐渐减小的通道深度，迫使任何未熔化的聚合物更靠近机筒壁，在那里它获得最大剪切力。

在单螺杆挤出机中熔化
（插图：J. Frankland）

在图2所示的序列1-5中：

1. 螺杆通道充满未熔化的聚合物，离开进料口。

2. 由于机筒加热，机筒壁上形成一层薄薄的熔体膜。

3.薄膜因机筒和螺杆的相对旋转而被剪切。

4. 随着通道深度的减小（压缩部分），该过程在螺杆设计的帮助下进行，这迫使未熔化物向上抵靠机筒，从而使未熔化物的剪切最大化。

5. 通过为该聚合物设计适当的螺杆，所有未熔化物都可以在适当的加工温度下以受控方式转化为熔化物。

即使在达到熔点或软化点后，由于熔体的粘度，剪切仍在继续。单螺杆挤出机中的大部分驱动力用于旋转聚合物中的螺杆。驱动功率的典型分配是 85-90% 用于熔化，其余用于混合、加压和输送。一旦螺杆旋转开始，机筒加热器几乎不会对熔化产生任何影响。事实上，对于许多挤压操作，机筒加热器大部分时间都处于冷却模式。

kymmhiit

帮你顶下哈！！

scszucja

相当不错，感谢无私分享精神！

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学习了，谢谢分享、、、

修行

不错不错，楼主您辛苦了。。。

fatmjzil

我是来刷分的，嘿嘿

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