捏合的原理和作用点(塑料改性中的混炼是怎么回事？)

Posted 2023-05-27

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捏合的原理和作用点(塑料改性中的混炼是怎么回事？)

在塑料等高分子材料的改性中，一旦确定了原料配方，接下来重要的一步就是将他们混合起来，聚合物的共混，增强，填充等改性过程都是需要配混设备来完成。根据混合机理的不同，配混设备分为预混合设备和混炼设备，为了达到改性的目的，通常采用预混合设备进行初步混合，然后用混炼设备经过熔融混炼加工过程而最终制得改性高分子材料。

混炼设备。

预混合设备是指物料在非熔融状态下（粉料、粒料、液体添加剂）进行混合所用的设备，主要是通过对物料的搅拌、翻转、推拉作用实现物料体系的分布混合，达到混合体系各组分的扩散、位置更换的目的，从而使整个体系中不同位置物料中各组分的含量趋于和该组分总的含量值一致，参与混合的物料基本上保持混合前的初始状态。

混炼设备的主要作用是实现填充塑料的分散混合（同时也存在着分布混合），即使混合物中组分的粒度减小，主要通过向物料施加剪切应力、挤压应力达到分散目的，因此，其基本特征是物料多次重复通过狭窄间隙处的高剪切区，受到强大的剪切应力。与预混合不同，混炼操作是在熔融状态下进行的。

混炼原理。

混炼过程实际上是很多过程的总称。例如，它包括掺混（低温下不同组分的物理混杂）、粉碎或称为分散（在压力、拉力尤其是的切力作用下各组分粒子的破碎）、剪切（熔料流动时产生的剪切变形和因剪切产生的能量转换）、分布（熔料流线或不同组分之间的相对位置变化）和捏合（反复地、连续地叠合和压缩物料）等过程。这些过程是相互联系的，它们往往同时发生，但是某一两个过程会起主导作用。

在聚合物物理改性的混炼过程中，混合机理包括“剪切”、“分流、合并和置换”、“挤压”、“拉伸”、“集聚”等作用，而这些作用并非在每一混合过程中都等程度地出现，它们的出现及其占有的地位因混合最终目的、物料的状态、温度、压力、速率等的不同而不同。

剪切。剪切在高黏度分散相的混炼操作中是最重要的。剪切的形式有介于两块平行板间的物料，由于板的平行运动而使物料内部产生永久变形的“黏性剪切”，也有刀具切割物料的“分割剪切"，也有由以上两种剪切合成的如石磨磨碎物料时的“磨碎剪切”。剪切的作用是把高黏度分散相的粒子或凝聚体分散于其他分散介质中。

分流、合并和置换。利用器壁，对流动进行分流，即在流体的流道中设置突起状或隔板状的剪切片，进行分流。分流后，有的在流动下游再合并为原状态，有的在各分流束内引起循环流动后再合并，有的在各分流束进行相对位置的交换（置换）再合并，以及以上几种过程一起作用的情况。

挤压。如果物料在承受剪切前先经受压缩，使物料密度提高，这样剪切时剪切应力作用大，可提高剪切效率。而且当物料被压缩时，物料内部会发生流动，产生由于压缩引起的流动剪切。

拉伸。拉伸可以使物料产生变形，减少料层厚度，增加界面，有利于混合。

聚集。已破碎的分散相在热运动和微粒间相互吸引力的作用下，重新聚集在一起。对分散的粒度和分布来说，这是混合的逆过程。