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节能环保新技术与产品 New Energy conservation and environmental protection equipment New Energy conservation and environmental protection equipment 节能环保新技术与产品

三维混炼：适用于单螺杆配炼的有

序混炼装置

Three-dimensional mixing: an orderly mixing device suitable for single-screw

compounding

众所周知，近一个多世纪以来，与双螺杆挤出机 低产量，而不升高温度。
相比，而单螺杆挤出机（SSE）则属于性能较差的混炼 而无序是打乱有规律的安排、混乱，不均匀。
装置。最常见的双螺杆挤出机是啮合型同向旋转双螺 有序是按照特别的顺序、模式和方法进行安排，
杆（CRTS）挤出机。混炼可分为分散（即破碎成较小 是均匀的。根据其规律所进行的分布混炼的质量最
的单元）或分布（在空气有序分布）混炼。而SSE分布 好。而有序的加工工业能进行有序的混炼，而混乱的
和分散混炼的效果都很差。 加工工具会产生混乱的混炼，正如混乱导致无序。
在二十世纪后期，则发现了CRTS成功的主要原因 如大家所知道那样，双螺杆并不是完美的分布混
之一是熔体在啮合区的伸长。而被拉进两个螺杆间的 炼设备，但有助于理解其中的原因。CRTS仅在啮合区
一些熔体，就如同橡皮筋一样可在两端轻而易举的拉 产生伸长，大多数材料不处于拉伸啮合区，而是在螺
动。分布熔融混炼的主要机理是伸长。因SSE只有一个 槽中。因此，通过拉伸流传输材料，拉伸流对有序混
螺杆，看起来似乎很明显SSE不能拉伸熔融材料，如像 炼贡献并不大。
只抓住橡皮筋的一端不能拉伸一样。 可通过限制供料速度减少螺槽中的材料来提高啮
而改进拉伸特性最明显的方法是用机筒采取某种 合拉伸比例。而这样会降低产量，一般认为是不可行
方式来固定熔融材料，这样则螺杆便可以施加压力。 的。
这种改进不但在质量方面没有超过CRTS，且大大增加 而融化后的材料以8字形的路径流过CRTS螺槽，
了SSE成本，并不灵活。 到达第一个啮合区。在此位置，一部分材料被拉伸和
在二十一世纪，Randcastle获得了伸长混炼螺杆 剪切。材料移动到下一个啮合区，又有一部分材料被
的专利，该专利技术现在是一种生产工具，能实现比 拉伸和剪切。这一过程不断重复。值得注意的是，在
CRTS更好的分布混炼。这是由于其能够在三维度上有 啮合区内不是所有的材料被拉伸，也不是所有材料被
序地多次拉伸所有熔融材料，不需要改造机筒，不降 剪切。所有材料不是用同样方法进行处理，这个过程

14 橡塑智造与节能环保 2019年 总第33期 第3卷 第9期