33混合过程和混合原理34配制方法及其设备.ppt

3.3 混合过程和混合原理 3.3.1 混合的类型 3.3.2 混合机理 紊流扩散的必要前提是体系粘度很低，或物料运动的速度很高，达到紊流的程度。由于高分子熔体或浓溶液粘度很高，要达到紊流，必须有很高的流速。 聚合物熔体的流速很高时，剪切速率一定也很高，会造成聚合物降解，成型加工中不允许。因此，聚合物加工中通常很少发生涡流扩散。 流体质点、液滴或固体粒子由系统的一个空间位置向另一个空间位置的运动，或两种或多种组分在相互占有的空间内发生运动，以期达到各组分的均匀分布。 在聚合物加工中，体积扩散占支配地位。 3.4 配制方法及其设备 操作方式 间歇式 连续式 混合过程特征 分散式 分布式 混合强度大小 高强度 中强度 低强度 Continuous Mixing Devices （3）高速混合机 高速混合机的混合，一般需时较短，约8～10min。 是广泛使用的塑料混合设备。 适用于固态混合和固液混合，更适于配制粉料。 主要结构：有加热和冷却夹套的圆筒型混合室、折流挡板和高速叶轮。 转速高，n =1800转/分，混合效率高，每次只需8~10分钟；不易除去挥发份，摩擦热较多，混合温度不易控制 （4） 热冷混合机 是高速混合机和螺带式混合机的组合，混合强度大，混合效果好，适用性广。 （5）Z型捏合机 是常用的物料初混装置。 适用于固态物料（非润性）和固液物料（润性）。 主要结构：有加热和冷却夹套的的鞍型底部混合室和一对Z型搅拌器。 捏合机的混合，一般需要较长时间，越半小时至数小时不等。 特点：转速低，n =18~30转/分，开式体系，混合效率低，每次需40~60分钟，挥发份易排出。 3.4.3 混炼设备 是为了改变物料的性质和状态，借助于加热和剪切力的作用使高分子材料熔化、混合，同时驱出其中的挥发物，使混合物各组分分散更趋均匀，并使混合物达到适当的柔软度和可塑性，混炼后的有利于制得性能一致的制品。 混炼的目的 混炼是在高分子材料流动温度以上和较大的剪切速率下进行的，有可能造成高分子材料的热降解、力降解、氧化降解而降低其质量，因此，对不同的塑料品种应各有其相宜的混炼条件。 （1）开炼机 一对安装在同一平面内的中空辊筒； 辊筒中间可以通冷热水，或通蒸汽，以便冷却或加热； 两辊筒的辊距可调； 工作时两辊相向旋转； 两辊筒转速略有差异，速比（1：1.15～1：1.27）。 特点：混炼作用主要靠两辊间隙的一条线，混炼效率低，高温与空气接触物料易氧化，助剂有一定挥发损失，工作环境差，劳动强度高，但可以随时观察物料混炼情况。 （2）密炼机 一个混炼室，上部为加料口，下部为排料口，上下各有一顶栓，当上顶栓和下顶栓关闭后，即形成一密闭式混炼室； 混炼室内有个对相向旋转的转子，转子横截面呈梨形，沿纵向为Z形螺旋； 混炼室外壁有冷却（加热）夹套； 转子转速略有不同，存在一速比。 特点： 剪切作用强烈，混炼效率高；不与空气接触，不易氧化分解；同时也不易排出挥发份；机械化程度高 * 高分子材料是以高分子化合物为主体，加上其他添加剂组成的多相复合体系。 对绝大部分高分子材料而言，都不是单独使用高分子化合物。 1.性能单纯，不能满足多种制品的使用要求，如单纯聚合物老化严重； 2.不能满足某些成型方法的特定要求，成型工艺性能差； 3.价格、成本高； 其原因是： 改善高分子材料制品的使用性能(强度、耐热性、抗冲性） 改善成型工艺性能（粘度、弹性、降低粘流温度） 降低成本 加入其它物料的目的： 为何需要在成型前进行准备？ 不同的成型工艺，对原料的形态有不同的要求 塑料制品：粒状、粉状、片状、液状、糊状…. 橡胶制品：混粒胶、片状胶条……. 各种配合剂需要进行预处理 聚合物原料在运输、贮存过程中会造成性质变劣或混入杂质，需要在成型前进行预处理 聚合物与不同的配合剂需要在成型前进行有效的混合 成型加工的物料必须经过准确计量 工业上用作成型的塑料根据成型工艺的不同和成型设备的不同有粉料、粒料、分散体（溶胶塑料、糊塑料）和溶液等四种。 粉料：主要用于双螺杆挤出机的挤出成型，压延成型，滚塑。 粒料：主要用于单螺杆挤出机的挤出成型，注射成型。 分散体：主要用于涂覆成型，搪塑。 溶液：主要用于流涎成型，浇铸成型。 工业上以粉料、粒料为主 复合物的形态 （1） 按物料的状态分类 粉状树脂之间、树脂与固态添加剂之间的混合。 低黏度中间体/单体或液体添加剂之间、熔体/熔体之间的混合。 固态聚合物/液体添加剂、熔（液）态聚合物/固态添加剂之间的混合。 固-固： 液-液： 固-液： （2） 按混合形式分类 混合时各组分作空间无规分布，即粒子只有相互位置变化，无粒度变化。 混合时粒子既有粒度减小的变化，也