螺杆组合对增强尼龙66复合材料力学性能的影响

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螺杆组合对增强尼龙66复合材料力学性能的影响

文章出处:徐州腾飞工程塑料北京赛车   发布时间:2017-09-27 10:05:00    点击数:-   【

挤出机的螺杆组合形式对挤出产量、塑化质量、填料的分散程度等有很大的影响。目前,混炼型双螺杆挤出机中常用的螺杆元件有螺纹块(输送作用)、捏合盘(分散和分布作用)、反向螺纹块(调整物料在料筒内的压力分布)等。对填料在聚合物中分散效果影响最大的是捏合盘,影响捏合盘的工作效果的因素有捏合盘的错列角、捏合盘片的宽度、捏合盘中捏合片数以及捏合片的排列方向等。

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表3-1和图3-2为不同类型捏合盘对物料在料筒的剪切分散、混合和输送效率的影响。玻纤对尼龙66增强效果与玻纤在尼龙66基体中的长度、分散状态、取向及与树脂熔体浸润性等因素有关,因而有必要对螺杆组合元件进行系列的研究。为提高GF对尼龙66的增强效果,减小GF过度断裂、降低机器磨损,本文采用二段加料法,GF从侧向加料口加入,因此本文主要对第二加料口到真空段的螺杆元件组合进行调整,研究了三种螺杆组合形式(见图2-1、2-2、2-3)对GF增强尼龙66的效果。

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从图2-1、2-2和2-3中可知,图2-1所示的螺杆组合剪切最强,螺杆输送能力最弱,图2-3所示的螺杆组合剪切最弱,输送能力最强,图2-2所示的螺杆组合的剪切和输送能力居于上述二者之间。表3-2中,螺杆组合2制备的复合材料的综合性能最佳。在组合1中使用了剪切能力强而无输送能力的90度捏合块,处于过度剪切,导致分散尼龙66基体中的玻纤长度偏短,玻纤的增强效果减弱,同时过度剪切也会引起尼龙66的降解,因此利用螺杆组合1所制备的复合材料综合力学性能不佳。工艺3螺杆组合在反螺纹前使用小导程螺纹代替60度和90度的捏合块,螺杆输送能力强,但剪切弱,导致GF混合分散不充分,GF长度分布宽,从而导致复合材料力学性能的下降。而图2-2所示的螺杆组合具有合适的剪切强度和输送能力,分散在尼龙66基体中的GF保留长度长且分散良好,因此复合材料的综合最佳。

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从表3-2和图3-3可以看出,随着挤出量的减小,挤出过程中螺杆的填充率下降,物料咋双螺杆挤出机内受到的剪切捏合作用也减弱,导致GF在尼龙66基体中的分散程度变差,但GF在尼龙66中的保留长度有所增加,拉伸强度和弯曲强度增加,而冲击强度下降。


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