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【螺杆|“漫谈塑料”——双螺杆挤出机及螺杆组合】
_本文原题：“漫谈塑料”——双螺杆挤出机及螺杆组合
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关于螺杆挤出机，你了解多少？
一：双螺杆挤出机
双螺杆挤出机一般分为平行双螺杆挤出机和积木式双螺杆挤出机，旋转方式有：同向旋转、异向外旋转和异向内旋转，目前，现有技术条件下，好像异向内旋转暂时加工不出来？了解的同行欢迎交流。
二：其他类型的螺杆挤出机
至于三螺杆、四螺杆挤出机，国内并没有普及。呵呵，本人还未有幸见过三螺杆、四螺杆挤出机。
锥形双螺杆挤出机，一般来说，螺纹结构是固定的。
同向平行积木式双螺杆挤出机是做什么用的？我想，大家应该都清楚，绝大部分是用来生产改性塑料的，既然是生产改性塑料，那么我们下面就先谈一谈改性技术及改性规律。
4.1、高分子材料改性工艺规律

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老师傅几十年的心血经验！免费奉送：
在这里，我仅仅把我自己的师傅，他老人家总结的改性规律和大家分享，也是希望这些经过几十年时间沉淀的非常宝贵的经验，被更多地传递和分享！

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改性工艺两大定律
（a）改性工艺第一定律：扩散控制PK剪切控制
当螺杆组合选定以后，对于分散混合来说，存在两个竞争的过程：
（1）扩散控制过程
①螺杆转速降低，物料停留时间变长，有利于扩散混合均匀。
②温度升高，扩散速率加快，同样有利于扩散混合均匀。
（2）剪切控制过程
剪切应力=熔体黏度*剪切速率。
①螺杆转速增大，剪切速率随之增大，使剪切应力增大，有利于剪切控制分散混合均匀。
②温度降低，引起熔体黏度升高，同样使剪切应力增大，有利于剪切控制分散混合均匀。

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说明
笔者使用体系为聚丙烯+马来酸酐接枝聚丙烯+市售有机蒙脱土，考察双螺杆熔融共混制备聚丙烯复合材料，共混工艺（如机筒温度和螺杆转速）对有机蒙脱土在聚丙烯基体中的分散，以及对聚丙烯复合材料性能的影响。
试验发现较低的机筒温度和较高的螺杆转速工艺组合有利于有机蒙脱土分散，从而提高复合材料性能。
此前大量有关聚苯乙烯+市售有机蒙脱土熔融共混的结论是：聚合物分子扩散到黏土片层之间是该过程的控制因素。众所周知，聚合物分子的扩散系数随温度升高而增大，所以较高的机筒温度有利于聚合物分子扩散进入层间，以使有机蒙脱土分散，从而提高复合材料性能。但这显然与这篇论文的试验现象相反。
如何解释这一试验现象呐？
笔者认为， “既然较低的机筒外壁温度和较高的螺杆转速并没有引起材料最终结构和性能的变坏，扩散过程就不是控制因素。因此我们可以认为，对于增容的聚丙烯纳米复合材料，其控制因素是从聚合物熔体传递给黏土片层的剪切应力的强度，而非聚合物分子扩散到黏土片层之间。 ”
注释
剪切应力注释：剪切应力=熔体黏度*剪切速率。
其中：剪切速率随螺杆转速增大而增大；熔体黏度却随机筒温度降低而升高。所以“较低的机筒温度和较高的螺杆转速工艺组合”正好意味着剪切应力这一单参数的增大。在机筒温度不变条件下，螺杆转速增大使剪切速率增大，从而剪切应力才增大。分页标题
（b）改性工艺第二定律：分散PK分布
混合包括分散与分布两个过程，分散过程由剪切应力控制；而分布过程则由扩散控制。当螺杆组合选定以后，对于混合来说，存在两个竞争的过程：
（1）扩散控制过程
①螺杆转速降低，物料停留时间变长，有利于扩散分布混合均匀。
②温度升高，扩散速率加快，同样有利于扩散分布混合均匀。
（2）剪切控制过程
剪切应力=熔体黏度*剪切速率。
①螺杆转速增大，剪切速率随之增大，使剪切应力增大，有利于剪切控制分散混合均匀。
②温度降低，引起熔体黏度升高，同样使剪切应力增大，有利于剪切控制分散混合均匀。
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