塑料混料的目的

    混料的目的是為了特定的應(yīng)用而將塑料原材料轉(zhuǎn)變?yōu)榭杉庸さ幕旌衔?，它包括許多單元操作。混料涉及熱塑性塑料、熱固性塑料和彈性體。說到單元操作，混料是由諸如下列的許多加工過程組合而成的：

    一聚合物和各種助劑（穩(wěn)定劑、潤滑劑、塑化劑、顏料、填料、阻燃劑、交聯(lián)劑、發(fā)泡劑等）的混合和這些組分的充分分散，

    一用玻璃纖維或炭纖維或天然纖維如亞麻、劍麻纖維、大麻子來增強(qiáng)塑料；

    一摻混各種聚合物及將它們合金化；

   一摻混具有相似分子結(jié)構(gòu)但相對分子質(zhì)量顯著不同的各種聚合物，

    一均化單一的聚合物熔體，或通過控制剪切條件來改進(jìn)流動行為；

    一反應(yīng)擠出。

    混料還涉及以下分離過程：

    一脫去揮發(fā)物（殘余單體、溶劑、水）

    ～聚合物溶液的濃縮；

    一一過濾聚合物熔體以將指定雜質(zhì)分離出去；

    一·造粒，使混合物形成易于處理和適于加工的形式。

    通常，上述單元操作的對象都是聚合物熔體，因此這些操作在高粘度的相態(tài)中進(jìn)行。例外的情況是對處于自由流動狀態(tài)的原料（粉料、粒料、片狀及碎屑狀物料等）的預(yù)混合操作，這一操作常先于熔融。還有的操作涉及減小原料、廢料和邊角料的尺寸及某些聚合物的磨細(xì)。

本章不討論這些特殊的操作。

  混料技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)上的重要性

    在20世紀(jì)50年代主要的聚合物品種出現(xiàn)后，60年代開始了大規(guī)模的連續(xù)混料操作。

 1933年以后，塑料工業(yè)中出現(xiàn)J，混料這一概念。術(shù)語“混料”(compounding)首先出現(xiàn)于該年度7月份出版的德國“Kunststoffe”雜志中K Brandenburgcr所撰寫的文章“Compoundingof morden high speed resins中。但是聚合物混料技術(shù)的起源卻可追溯到19世紀(jì)70年代。

我們可以清楚地將混料的發(fā)展分為五個階段：

    1870～1910：開始：非連續(xù)混合器、捏合器、脫揮器的發(fā)明與發(fā)展。非連續(xù)混料過程的引入。

    1910～19 35：橡膠、纖維素、賽璐珞、蟲膠、酪蛋白及類似樹脂的非連續(xù)混料的實(shí)現(xiàn)?；炝仙a(chǎn)線

    1935～1960:連續(xù)式脫水過程、螺桿捏合器和螺桿脫揮器的發(fā)明與發(fā)展。對所有類型的熱塑性和熱固性塑料連續(xù)混料概念的引入。繼續(xù)對橡膠基產(chǎn)品的非連續(xù)混料。

    1960～1985:實(shí)現(xiàn)對所有熱塑性和熱固性塑料的大規(guī)模連續(xù)混料和對橡膠的非連續(xù)混抖的繼續(xù)。

    1985～1995:針對聚烯烴的高產(chǎn)量和獨(dú)立生產(chǎn)線概念的出現(xiàn)。在對配方的多樣化和操作靈活有較高要求的工程塑料的混料中，較小的混料設(shè)備受到人們的青睞。在原料可自由流動時，連續(xù)混料也用于橡膠。

    根據(jù)文獻(xiàn)估計(jì)，1977年西方國家大約56%的聚合物產(chǎn)品預(yù)先經(jīng)過螺桿混料。對今天的世界塑料生產(chǎn)來說，這一數(shù)據(jù)也許是下限。假定1 993年世界塑料產(chǎn)量大約為9000萬噸，則其中至少有6000萬噸經(jīng)過了螺桿混料設(shè)備。此外，大量的PVC樹脂通過高速混合器而成為干混料，或成為塑料凝膠?？梢约俣?，在最終轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品以前，至少有70%的聚合物在某一種設(shè)備中經(jīng)過了混料。

  混料生產(chǎn)線

    用于塑料的混料生產(chǎn)線由基本的混料機(jī)和為特定用途而適當(dāng)配置的輔助設(shè)備所組成。主要的混料機(jī)通常是連續(xù)捏合機(jī)、螺桿排氣機(jī)或特殊的擠出機(jī)。連續(xù)螺桿捏合機(jī)的設(shè)計(jì)必須適合一系列單元操作，包括塑化、混合、均化、分散、反應(yīng)擠出、脫去揮發(fā)物、過濾熔體及造粒、為壓延機(jī)供料的擠出或擠出熱固性塑料。在某些場合，通常是在產(chǎn)量低于3t/h時，還希望將熔體直接擠出為最終形狀。

    螺桿捏合機(jī)的一個特點(diǎn)是其螺桿的設(shè)計(jì)通常針對特殊的最終產(chǎn)品。其目的是在特殊區(qū)段使剪切強(qiáng)度可控，以及依靠在螺槽中對料流的反復(fù)細(xì)分、改變料流方向和螺槽中各層物料的互換的方法加強(qiáng)分散混合的強(qiáng)度。

    另一特點(diǎn)是它有相對高的比能量（比能量指相對于設(shè)備來說所配備的主驅(qū)動動力）．以便使剪切熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過外設(shè)加熱器傳人的熱量。

    單螺桿和雙螺桿擠出機(jī)是專為塑化和擠出設(shè)計(jì)的。為了改善塑化和分散的混合效果，這些螺桿擠出配有專門的混合與剪切元件。如果想

通過標(biāo)準(zhǔn)螺桿用引入較多的可控制的剪切來連續(xù)地改變大體上是非湍流的料流的話，就應(yīng)該使用螺桿捏合機(jī)。由基本的螺桿擠出機(jī)到螺桿捏合機(jī)的轉(zhuǎn)變是連續(xù)的。

    現(xiàn)在的混料機(jī)市場上，有三種在工業(yè)中流行的系統(tǒng)。它們是：

    一同向旋轉(zhuǎn)全嚙合雙螺桿擠出機(jī)；

    一異向旋轉(zhuǎn)非嚙合雙螺桿擠出混煉機(jī)。

    一雙向旋轉(zhuǎn)單螺桿捏合器( Ko-kneader)。