双螺杆挤出机螺杆组合及喂料工艺对增韧ABS力学性能的影响

双螺杆挤出机螺杆组合及喂料工艺对增韧ABS力学性能的影响

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t||。 I 薯|黪嚣蠢舻江譬 |棼l薯 i;黪孽 (中国石油辽阳石油化纤公司技术中心，辽宁辽阳 1 0 3 1 0 ) 1

摘要：介绍双螺杆挤出机各种规格的螺杆元件及三种螺杆组合方式，分析了不同螺杆组合方式及喂料工艺对增韧 ABS

挤出工艺和材料力学性能的影响，并设计了一种适合于增韧 ABS加工的螺杆组合方式。结果表明：通过适当的螺杆组合和喂料工艺可改善增韧 ABS的挤出工艺，提高材料的力学性能。

关键词；同向双螺杆挤出机；增韧 ABS;喂料工艺；螺杆组合；力学性能中圈分类号：T 0 4 Q3 . 3 3文献标识码：B 文章编号； 1 0—9 X( 0 7 1 - 0 10 9 7 7 2 0 ) 0 0 -4 0 0

啮合同向双螺杆挤出机是双螺杆挤出机中应用范围最广的一类，它广泛应用于聚合物的

理，就会造成物料降解，严重影响增韧 ABS材料的力学性能，尤其是冲击强度。作者对西5 8双螺杆挤出机的螺杆组合、喂料方式进行了研

改性——增韧、增强、填充和反应挤出。与单螺杆挤出机相比，啮合同向双螺杆挤出机具有混合塑化效果好、加料容易、物料在螺杆中停留时间短、排气性能好等优点。但由于加料方式、加料量、螺杆构型等螺杆操作参数多，因此， 除了优化产品配方、调整工艺条件 (杆转数、螺螺杆各加热区温度 )外，还需要对螺杆组合及

究，解决了增韧 ABS材料力学性能差的问题，并分析了调整螺杆组合及分段喂料对增韧 ABS 材料力学性能的影响。

1实验部分 1

1主要设备和仪器 .S 5一 I型双螺杆挤出机南京航空 HJ 8 I航天大学信立塑料机械厂 T F1 0型失重计量加料器无锡华辰 T O机电工业有限公司 S I40 R一 0 C型熔融指数仪长春智能仪器设备有限公司CMT5 0 2 4型万能材料试验机深 iJ 新 J l

喂料工艺进行优化设计，这样才能生产出力学性能优良的改性塑料产品。

AB S树脂 (烯腈一丁二烯一苯乙烯共丙聚物 )是目前产量最大、应用最广泛的工程塑料之一。它将 P、AS A的各种性能有机 S、P N地统一起来，不仅具有硬度、刚性、韧性相均

衡的力学性能，而且具有较好的耐化学药品性、尺寸稳定性、表面光泽性、耐低温性、着色性能和加工流动性等。作为新兴工程塑料之一， ABS树脂发展极其迅速，产品广泛应用于机电、

三思计量技术有限公司 xJ V一55型冲击试验机承德金建检测 .仪器有限公司 CWI 2 D注塑机上海纪威工业有限一1 0公司

家电、交通等工业中，用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、仪表外壳、电子设备零件、家电外壳、 汽车轮罩等…。但 A BS树脂的分子结构决定了

其在高温或高剪切条件下易降解，且在加工过程中，如果螺杆组合、长径比、工艺控制不合

作者简介：王静江 ( 6一) 1 8,男，硕士学位，高级工程 9师，负责新产品开发等工作。发表论文多篇。收稿日期：2 0 -1一3 06 O O

2 0年第3卷 0 7 3

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12原材料 .ABS (号 0 5牌 2 A)吉林化学工业公司 1

送元件，输送元件包括正向螺纹元件和反向螺纹元件，如图 1所示。

相容剂 (号 KT - B)沈阳科通塑胶科牌 J2技有限公司

增韧剂 (号 KT -2牌 R B)沈阳科通塑胶科技有限公司( )正向螺纹元件 a (

b)反向螺纹元件

其他助剂为市售。

图 I正反向螺纹元件示意图

13检测方法 .悬臂梁冲击强度：按 G T1 4— 9 B/ 3 6测试； 8熔体流动速率：按 GB3 8— 8 62 3测试；拉伸性能：按 GB T1 4— 9/ 0 0 2测试；弯曲性能：按G T 3 1 20 B/ 9 4~ 0 0测试。

这种螺纹元件属于自扫型，纵向开放，横向封闭，具有较强的输送作用，物料停留时间短、自洁性好，可在短的轴向距离中建立高压。 为促进熔融，建立压力，增强混合效果，增加物料停留时间和剪切能的输入，还要在排气区上游设置反向螺纹元件。 ( )剪切元件 2

14实验方法 _为实现实验结果的可比较性，表 1出了列

合理的工艺条件。在此条件下，来改变螺杆组合方式和喂料工艺进行挤出造粒，然后注塑成

剪切元件主要是指啮合同向双螺杆挤出机中常用的捏合块元件 ( 2,主要作用是提供图 )高的剪切，因而能提供良好的分散混合和分布混合。根据其错列角的不同可分为正向捏合块，

标准试样进行力学性能检测。表 l增韧 ABS的工艺条件

中性捏合块和反向捏合块。错列安装的捏合盘形成的螺旋角与正向螺纹元件螺旋方向一致叫正向捏合块，错列安装的捏合盘形成的螺旋角与反向螺纹元件的螺旋方向一致叫反向捏合块，

错列角为 9。的捏合块叫中性捏合块】 O。

目前啮合同向双螺杆挤出机多采用积木式结构，可以针对不同聚合物、不同配方、不同添加组分自由组合。同时可根据物料及添加组( )双头中性捏合块 a ( b)双头正向捏合块

分的特性，输送、熔融和混合特征以及改性聚合物需达到的力学性能要求，在挤出机主加料口和塑化段之后的下游加料口分开加料，这样

可以降低比能输入，实现低温挤出，减少热量集中，尽可能避免物料降解。本实验采用的螺杆组合元件为二头输送元件和捏合元件。( )输送元件 1

目前啮合同向双螺杆挤出机螺纹元件最常用的是依据相对运动原理制成的螺槽

形状的输

( )双头反向捏合块 C

( d)双头正向捏合块 (体图)立

图 2剪切元件 (合块 )示意图 捏

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第3卷第1期 3 0

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王静江 .双螺杆挤出机螺杆组合及喂料 I艺对增韧 ABS力学性能的影响

2结果与讨论 2 1不同螺杆组合、不同喂料工艺对增韧 . AB力学性能的影响 S表 2列出不同螺杆组合对增韧 ABS力学性能的影响，表 3列出几种不同螺杆组合方式、螺杆总长及挤出工艺情况。

击强度大幅增加，特别是中击强度增加尤为突出。在增韧 AB S配方和工艺条件完全相同的条件下，杆组合挤出增韧 A 4螺 BS综合性能最佳， 3螺杆组合次之，2螺杆组合比 3螺杆组合略低，1杆组合加工性能最差，无法检测。螺

对几种不同螺杆组合对增韧 ABS力学性能影响进行分析可以看出，1~组合造成材料力 3学性能下降的主要原因是 1~组合追求材料的 3

从表 2看出不同螺杆组合对增韧 AB S力学

性能影响非常明显，拉伸强度、弯曲强度、中

表 2不同螺杆组合、不同加料工艺对增韧 ABS力学性能的影响

3 3 6T. 6/

篓88 44/

26T 5 :6≥/ -5 3; 6 56 ￣ 3, 6. 6, 3// 3/

料表面略有光泽，无条断条珏切粒疆常 力学性能 -

4 2 1 1 2 .^ 3 1/ 1 一 - 2 8 88 8/一

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