收藏本站
《北京化工大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

同向双螺杆捏合盘混炼段混合性能与接枝反应挤出关系的研究

方辉  
【摘要】: 接枝反应挤出作为现代聚合物加工工艺的一种新方法,与其他加工方法相比,具有诸多优点。就加工设备来说,同向双螺杆挤出机以其优异的输送、混合等性能已成为接枝反应挤出的主要设备。国内外学者对反应挤出的工艺参数(配方、螺杆转速、加料量、机筒温度、加料方式等)进行了大量的研究,而对于螺杆元件和螺杆构型的系统研究未见报道。在接枝反应挤出过程中,各反应物的充分混合是至关重要的,作为挤出机“心脏”的螺杆对混合的作用更是其他条件无法替代的。 本文从同向双螺杆挤出机螺杆捏合盘混炼段元件入手,研究了其对接枝反应挤出过程的影响,深入探讨了捏合盘混炼段的混合性能与接枝反应挤出过程之间的关系。主要的研究工作如下:(1)利用专业软件POLYFLOW对七种捏合盘混炼段元件和一种常规螺纹元件进行流场模拟计算,并对模拟结果进行了后处理,分析了各种捏合盘混炼段元件的混合性能;(2)在微观流变学的基础上,结合接枝反应动力学方程,模拟分析了捏合盘混炼段的接枝反应挤出过程;(3)通过MAH熔融接枝LDPE的实验,研究了捏合盘混炼段元件对接枝反应挤出过程的影响;(4)通过充满度、停留时间分布以及不相容体系共混等实验,探讨了捏合盘混炼段元件与接枝反应挤出之间的关系。 通过对捏合盘混炼段的混合性能模拟可知,就轴向分布混合性能和剪切性能而言,反向捏合块元件优于正向元件和中性捏合块元件,捏合盘厚度对这两个性能的影响不大,而常规螺纹元件的这两个性能相对较差。从应变分布的模拟结果中可以看出:常规螺纹元件所对应的平均应变水平居中偏差,且分布较宽,因此其混合效果不好;在捏合块元件中,反向元件所对应的平均应变较大,其中KB120所对应的应变分布较窄,而KB150的较宽,故KB120的混合性能最好,而KB150则不利于物料的均一性;中性元件KB90的应变分布较窄,有利于物料的均一性,但是其平均应变较小,对物料的混合效果不好;正向元件中,KB60的混合效果要比KB30差。另外,在相同捏合盘错列角的条件下,随着捏合盘厚度的增加,平均应变稍有增大,但应变分布加宽。 在对螺杆元件混合性能模拟分析的基础上,本文结合不相容体系分散相的相态演变理论和接枝反应动力学,提出了微粒反应挤出模型,并对捏合盘混炼段接枝反应挤出进行了模拟分析,结果表明,物料所经历的平均应变大且应变分布窄的元件有利于接枝效率的提高。 MAH熔融接枝LDPE的反应挤出实验表明,在相同捏合盘厚度条件下,接枝率的大小与捏合盘错列角不成单调的对应关系,其中KB120最大,KB60最小。而在相同捏合盘错列角条件下,随着捏合盘厚度的增加,各取样点的接枝率均下降,而且捏合盘厚度大于一定值后,各取样点的接枝率甚至小于常规螺纹元件。接枝反应挤出实验结果与模拟结果在趋势上相符合,只有正向输送元件的结果存在一定偏差,这与流道充满度的差异有关。 为了探讨捏合盘混炼段元件的混合效果与接枝反应挤出之间的关系,本文进行了填充度、停留时间分布(RTD)以及不相容体系共混的实验研究。研究结果表明,对于接枝反应挤出来说,螺杆元件的建压能力会在很大程度上影响接枝反应挤出的进程,包括反应的起始位置和物料的流动状态等。各螺杆构型所对应的RTD分布和分散混合性能与接枝率有着直接的对应关系,而分散混合性能与流场的剪切应力和剪切速率相关。因此,在接枝反应挤出中,产物接枝率主要取决于物料在挤出机内的停留时间和所经受的剪切速率。由物料所经受的应变为停留时间与剪切速率的乘积说明,接枝反应挤出与物料所经受的应变历程相关。 综上所述,适用于接枝反应挤出的螺杆构型应该能够为物料提供较大且分布较窄的应变,而且也有利于物料的均一性。就本文所涉及到的捏合盘混炼段元件而言,具有窄捏合盘厚度、120°错列角的捏合块元件——KB120最适用于接枝反应挤出。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ311

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 田军;马秀清;武学伟;李彦辉;;捏合盘错列角和厚度对聚丙烯降解的影响[J];中国塑料;2010年08期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
2 安瑛;连续混炼机混合性能及制备碳纳米管/环氧树脂复合材料的研究[D];北京化工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张伟;同向三螺杆挤出机的混炼性能评价[D];北京化工大学;2011年
2 田军;啮合同向双螺杆构型对聚丙烯降解影响的研究[D];北京化工大学;2010年
3 王欣;柠檬酸原位增容PPO/PA66合金化工艺的研究[D];北京化工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘光晨,李继刚,张跃华,徐明柱,方荣泉;马来酸酐接枝聚乙烯在铝塑复合管上的应用研究[J];工程塑料应用;2001年12期
2 叶苗,谢续明;马来酸酐-苯乙烯多单体熔融接枝EVA的研究[J];材料科学与工艺;2001年04期
3 王益龙,蹇锡高,张鸿金,王德宇,黄葆同;反应性挤出粉料PE接枝MA的研究[J];高分子材料科学与工程;1993年01期
4 吴大呜,丁玉梅,龙文保,王伟明,刘颖,陈自卫;四段式单螺杆反应挤出机的研制[J];高分子材料科学与工程;2000年03期
5 王益龙,刘安栋,马莉;工艺条件对反应挤出PP-g-MA的影响[J];高分子材料科学与工程;2004年05期
6 董丽松,马奎荣,庄宇钢,冯之榴;ABS树脂接枝马来酸酐的研究[J];高分子材料科学与工程;1998年03期
7 尹骏,张军;马来酸酐与聚烯烃接枝产物的表征[J];功能高分子学报;2002年01期
8 高忠良,陈连周,王润珩;聚乙烯接枝马来酸酐的动力学研究[J];河北工业大学学报;1996年02期
9 王益龙,黄葆同;聚乙烯接枝马来酸酐产品的组成和性能[J];合成树脂及塑料;1995年01期
10 王益龙,王晖,毕薇,孙永海;POE/PP体系的反应挤出接枝马来酸酐研究[J];合成树脂及塑料;2003年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张广成;聚烯烃的反应挤出研究[D];西北工业大学;2001年
2 马秀清;双螺杆挤出过程轴向循环流理论分析及实验研究[D];北京化工大学;2001年
3 钱百年;啮合同向双螺杆挤出过程中聚合物共混体系流变相态学及其群子统计理论的研究[D];北京化工大学;1998年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王炉钢;双螺杆挤出机停留时间分布的在线测量[D];浙江大学;2005年
2 宋晓波;双螺杆挤出机中局部停留时间分布研究[D];浙江大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王学军,周柏阳;耐低温改性尼龙6的研究[J];工程塑料应用;1994年05期
2 张学东,刘浙辉,邢志光,梁善杰;共混条件对PP/EVA结构形态及性能的影响[J];工程塑料应用;1995年05期
3 李政军,麦堪成;官能团化聚烯烃在聚丙烯复合材料中的应用[J];工程塑料应用;1998年07期
4 宋树春;PVC挤出行业的物料处理[J];工程塑料应用;1998年08期
5 李笃信,贾德民;PP/PA共混改性研究进展[J];工程塑料应用;1998年10期
6 谢林生,缪国兵,陈小洪;双转子连续混炼机混合工艺特点及影响因素[J];工程塑料应用;1999年01期
7 陈玉胜,张祥福,张勇,周志刚;马来酸酐、苯乙烯双单体接枝ABS及其应用[J];工程塑料应用;1999年11期
8 戴志宏;无机填料结构形态对MPPO拉伸性能的影响[J];工程塑料应用;2000年03期
9 李丽,王海庆,庄光山,王成国;优化螺杆组合提高CFRPA性能的研究[J];工程塑料应用;2000年05期
10 戴志宏;螺杆转速对MPPO力学性能的影响[J];工程塑料应用;2000年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩檬;田甜;张卫江;;PVA致密膜在异丙醇水溶液中的溶胀平衡模型[A];膜分离技术在石油和化工行业中应用研讨会论文集[C];2006年
2 董瑞蛟;M.Keuser;曾小梅;张幼维;赵炯心;吴承训;潘鼎;;聚丙烯腈基碳纤维原丝凝固成型与相分离[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
3 马志国;李青山;辛婷芬;;差别化纤维系列结构及其蠕变特性的研究[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
4 华幼卿;;聚氯乙烯热塑性弹性体(PVC—TPE)[A];全国第九次防水材料技术交流大会论文集[C];2007年
5 戚嵘嵘;钱钧岭;周持兴;;ABS树脂熔融接枝马来酸酐的研究[A];2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2002年
6 吴清锋;周南桥;卜宪华;何丹超;;注射预塑过程中轴向振动效应的研究[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
7 张平亮;;螺杆挤出机的流动性能及其主要性能参数的研究[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
8 刘美甜;胡晓宇;肖长发;;拉伸对聚氨酯系中空纤维膜性能的影响[A];第四届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2010年
9 李辉;张兴雄;仇磊;张书香;;热分析在聚合物材料中的应用[A];首届山东材料大会论文集(建筑材料篇)[C];2007年
10 郭敏;刘轶群;;添加辅助单体制备马来酸酐接枝聚丙烯的研究 Ⅱ.辅助单体对结晶行为的影响[A];中国化工学会2008年石油化工学术年会暨北京化工研究院建院50周年学术报告会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王骁;纳米蒙脱土改性沥青及其混合料的流变特性研究[D];武汉理工大学;2010年
2 胡园园;含氟丙烯酸酯聚合物共混乳液自组织形成梯度结构膜研究[D];武汉理工大学;2010年
3 许文娇;废弃环氧树脂再生技术及应用研究[D];东华大学;2011年
4 朱光磊;AZ91D镁合金高剪切流变成形理论与工艺研究[D];北京有色金属研究总院;2010年
5 高华;木粉/马来酸酐接枝聚烯烃共混物复合材料[D];东北林业大学;2011年
6 上官林建;短纤维增强注塑流动的宏介观模拟研究[D];郑州大学;2011年
7 王学敏;聚氨酯改性氯化聚丙烯的制备与性能研究[D];郑州大学;2010年
8 李祖仲;应力吸收层沥青混合料组成设计及抗裂性能研究[D];长安大学;2009年
9 吕仁亮;聚噻吩与多糖类天然高分子复合物的研究[D];上海交通大学;2011年
10 满亚辉;相变潜热机理及其应用技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李昌垒;抗熔滴涤纶纤维的研究[D];浙江理工大学;2009年
2 吴俊红;壳聚糖/羟丙基甲基纤维素包装薄膜及其改性研究[D];浙江理工大学;2010年
3 韩立娟;SiO_2对小麦面筋蛋白膜物理性能的影响及机理研究[D];河南工业大学;2010年
4 周磊;振动力场对PP/PS/SBS共混物流变行为及相容性的影响[D];湖南工业大学;2010年
5 李萍;聚合物气体辅助挤出成型工艺及数值模拟[D];哈尔滨理工大学;2010年
6 曾武;叶片注射机成型PP/硅灰石填充体系的性能研究[D];华南理工大学;2010年
7 林敏;聚合物的溶剂热法接枝改性及其应用研究[D];华东理工大学;2011年
8 杨鹏;三氟丙基甲基环三硅氧烷阴离子开环反应挤出聚合及其性能的研究[D];华东理工大学;2011年
9 杭宇;PVC悬浮聚合中PVA系分散剂的开发与研究[D];昆明理工大学;2010年
10 黄金元;聚丙二醇共混聚丙烯腈原丝和预氧丝的制备及其结构与性能研究[D];东华大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢林生,缪国兵,陈小洪;双转子连续混炼机混合工艺特点及影响因素[J];工程塑料应用;1999年01期
2 彭炯,胡冬冬,陈晋南,谭惠民;同向双螺杆挤出机捏合段三维非等温流动的数值模拟[J];工程塑料应用;2002年01期
3 严海彪,胡圣飞,郦华兴;加工工艺对PP/纳米CaCO_3复合材料性能的影响[J];工程塑料应用;2004年01期
4 李宁,王汝敏,赵瑾,顾军渭;聚苯醚共混体系的研究进展[J];工程塑料应用;2005年03期
5 吴炅;杨春兵;高志秋;章玉斋;陶炜;金文兰;何长征;;双螺杆挤出机螺杆组合对GFRPA66力学性能的影响[J];工程塑料应用;2005年11期
6 刘晓鸣;谢林生;马玉录;曹文凤;;双转子连续混炼机混炼段分散混合效率的研究[J];工程塑料应用;2007年01期
7 缪国斌;谢林生;;双转子连续混炼机新型多棱榫状转子结构与混炼工艺特性研究[J];工程塑料应用;2007年03期
8 毕超;江波;;往复式单螺杆销钉挤出机停留时间分布研究[J];工程塑料应用;2007年12期
9 严良文;潘雷;谢林生;;PCC在双转子连续混炼机控制系统中的应用[J];工程塑料应用;2008年06期
10 吕通建;王江淮;惠翠;王颖;张健;;PA6/PPO合金的研究[J];工程塑料应用;2009年11期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李丽勤;高速摄像目标提取跟踪系统研究与应用[D];中国农业大学;2004年
2 马秀清;双螺杆挤出过程轴向循环流理论分析及实验研究[D];北京化工大学;2001年
3 李宗全;二次纤维回用过程中胶粘物沉积机理及其控制的研究[D];华南理工大学;2005年
4 杨海波;啮合同向双螺杆挤出机分散混合性能的数值模拟研究[D];北京化工大学;2006年
5 王丽;高性能同向旋转双螺杆挤出机的开发及其脱挥理论的研究[D];北京化工大学;1999年
6 张先明;挤出过程停留时间分布的实验研究和数值模拟[D];浙江大学;2008年
7 毕超;往复式单螺杆销钉挤出机设计原理及混炼机理研究[D];北京化工大学;2008年
8 张春辉;新闻纸厂过程水中溶胶物质的表征及其稳定性和酶法控制的研究[D];华南理工大学;2008年
9 田溪岩;薄板坯漏斗形结晶器内电磁连铸过程的数值模拟研究[D];东北大学 ;2010年
10 李波;聚苯醚/聚酰胺6合金和复合材料的结构与性能研究[D];上海交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张伟;同向三螺杆挤出机的混炼性能评价[D];北京化工大学;2011年
2 张俊义;啮合同向双螺杆挤出过程斜齿齿型盘元件的理论实验研究[D];北京化工大学;2004年
3 王世凯;碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能研究[D];北京化工大学;2004年
4 李文春;碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料的导电性和动态流变行为研究[D];浙江大学;2005年
5 邓晓明;用剪切方法提高纺织用淀粉浆料综合性能的研究[D];江南大学;2005年
6 邵雷霆;剪切取向下粘性聚合物系中团聚体分散的研究[D];浙江大学;2005年
7 宋晓波;双螺杆挤出机中局部停留时间分布研究[D];浙江大学;2006年
8 刘青烽;同向双螺杆挤出过程不同螺杆组合的混合性能分析[D];北京化工大学;2006年
9 刘慧;四棱VCMT同步转子密炼机混炼机理及实验研究[D];青岛科技大学;2006年
10 周林杰;新闻纸废纸浆微胶粘物固定剂的作用行为研究[D];天津科技大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 马昆;丁玉梅;王建强;邵剑波;安瑛;杨卫民;;双转子混炼机工艺条件对碳纳米管在环氧树脂中分散性的影响[J];塑料;2013年06期
2 马昆;丁玉梅;邵剑波;王建强;安瑛;;楔形角对连续混炼机新型转子混合性能的影响[J];中国塑料;2014年04期
3 马昆;丁玉梅;邵剑波;杨卫民;安瑛;;双转子连续混炼机不同转子元件混合性能的对比研究[J];中国塑料;2014年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 邹岸林;基于高速摄像技术的胶黏物热分散过程研究[D];华南理工大学;2011年
2 庞军舰;三螺杆挤出机混合特性的数值模拟和实验研究[D];北京化工大学;2012年
3 蒋兆寅;玻纤增强改性工艺及螺杆组合研究[D];北京化工大学;2012年
4 王欣;柠檬酸原位增容PPO/PA66合金化工艺的研究[D];北京化工大学;2012年
5 喻慧文;同向非对称自洁型双螺杆挤出过程混合机理与实验研究[D];湖南工业大学;2012年
6 白锋报;橡胶连续混炼机理及实验研究[D];青岛科技大学;2012年
7 刘嘉;基于高速摄像技术与图像处理技术的中低浓磨浆过程研究[D];华南理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱兆奇,刘慧,周怡;马来酸酐接枝ABS及其性能研究[J];工程塑料应用;1996年01期
2 朱兆奇,刘慧,周怡;尼龙6/ABS合金的结构与性能[J];工程塑料应用;1996年02期
3 钱百年,金日光,朱林杰,耿孝正;同向双螺杆熔融段螺杆组合对共混物相态变化的影响[J];工程塑料应用;1998年06期
4 李家琳,饶利滨;国内外塑-铝复合管材发展概况[J];工程塑料应用;1998年06期
5 沈经纬,吴智华,阮文红;马来酸接枝PP增容PA6/PP合金的研究[J];工程塑料应用;1998年09期
6 王文才,亓敏,宋国君,王俊荣;E/VAC与马来酸酐反应挤出接枝的研究[J];工程塑料应用;2000年07期
7 金日光,连娜;复合型导电高分子材料电导率与组成关系的群子分析[J];北京化工大学学报(自然科学版);1996年01期
8 龙文保,吴大鸣,刘颖,徐绍宏;反应挤出聚乙烯热收缩管的研制[J];北京化工大学学报(自然科学版);1996年01期
9 唐涛,黄葆同;马来酸酐化在聚合物材料设计中的应用[J];材料导报;1995年01期
10 汪晓东,金东吉,金日光;增容剂对尼龙6/乙烯~=醋酸乙烯酯共聚物共混合金的亚微形态与力学性能的影响[J];材料研究学报;1996年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 马秀清;双螺杆挤出过程轴向循环流理论分析及实验研究[D];北京化工大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王炉钢;双螺杆挤出机停留时间分布的在线测量[D];浙江大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈谦;纪春怡;安彦杰;;聚乙烯硅烷接枝反应的研究[J];炼油与化工;2006年04期
2 安彦杰,纪春怡,柳春山;LDPE HDPE LLDPE的硅烷接枝反应[J];塑料工业;2005年S1期
3 穆利霞;赵谋明;颜小平;廖森泰;;超声强化大豆分离蛋白-糖接枝反应作用机理的初步探讨[J];食品工业科技;2013年07期
4 管军军,裘爱泳,刘晓亚,李剑,马云辉;加热方式对大豆分离蛋白-糖接枝反应的影响[J];中国油脂;2005年06期
5 杨黎明,陈捷,吴明红,刘昊晟,吕霞娟;预辐射聚丙烯膜反复接枝反应及其特性的研究[J];化学世界;2000年S1期
6 韩建平;;接枝反应挤出成型工艺[J];塑料;1988年04期
7 沈经纬,叶南飚,左胜武;硅烷与聚乙烯接枝反应的研究[J];四川大学学报(工程科学版);2002年01期
8 颜德岳;聚合物接枝反应的动力学分析[J];高分子通讯;1983年02期
9 李三喜,白增江,徐鸿雁,阚奕,贾莹光;线性低密度聚乙烯马来酸酐溶液接枝反应的研究[J];沈阳化工学院学报;1996年03期
10 王德松;电子束预辐照接枝反应研究(Ⅱ)──维尼纶纤维接枝丙烯酸[J];河北轻化工学院学报;1996年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 方辉;同向双螺杆捏合盘混炼段混合性能与接枝反应挤出关系的研究[D];北京化工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郭守娇;基于生物酶的真丝功能改性[D];苏州大学;2013年
中国知网广告投放
相关机构
>苏州大学
>北京化工大学
相关作者
>方辉 >郭守娇
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026