Page 91 - 《橡塑技术与装备》2017年17期（9月橡胶版）

综述与专论
生产加工。但最近设计的高扭矩挤出机的出现使问题
获得了解决。图 2 示出了 20 世纪 80 年代开发的加工
能力为 130 kg/h 的 ZSK58 型超级共混机（SC）到今
天加工能力为 270 kg/h 的 ZSK58Mc18 型超级共混机
（MC），产能提高了 1 倍。
图 2 以提高机械扭矩来改善产能
2.3 接枝： xx-g-MAH（聚合物 - 马来酸酐）
图 3 示 出 了 聚 丙 烯（PP） 线 性 低 密 度 聚 乙 烯
（LLDPE）或乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）在聚烯烃
中接枝马来酸酐的一个典型组合。这一加工的主要要
求是 ：
（1）一个带有高扭矩的挤出系统。正如 TP-V
产品，这些基础材料有非常高的黏度，因此加工要
高的单位机械能耗，这在低能耗系统中是欠缺经济
性的。例如 92 mm 高扭矩挤出机在 600 r/min 的速
度下作业，依聚合物类型和黏度的不同，生产能力在
2 400~3 400 kg/h 之间。
（2）低份额的反应物高效混合保证均匀地接枝到
基体分子。
（3）为防止形成凝胶和获得较好的经济性，总的
停留时间应当低于 1 min。
（4）短窄的停留时间分布（ RT D ）， 避免形成凝
胶。
图 3 聚烯烃接枝马来酸酐的工艺配置示意图
年
2017 第 43 卷
王楠·反应性挤出 ：提高产品性能和生产能力的机会
图 4 示出了 PMMA 光导纤维的聚合过程。这个
加工有几个关键要素，首先，在挤出机的第一机筒与
牵制单体与蒸汽气窗之间要配置一安全的机械轴封 ；
其次要有能传送特别设计低黏度组份的装置 ；再就是
具有良好的脱去挥发性以除掉残留单体。这个或其他
的长链反应性挤出聚合物加工的缺陷就是链终止反应。
当反应继续进行时，则胶料黏度增加，增长的链更易
终止，因为自由基继续寻找单体反应会更为困难。结
果是产出大量低分子链，而降低了聚合物的黏度，导
致物理性能的下降。由于长链型聚合自由基挤出，是
在高温下的典型操作以加速反应去抵消较短的停留时
间而更成为问题。
图 4 制作光导纤维用的聚甲基丙烯酸酯（PMMA）
3 加成聚合 ：（A+B）
n
聚氨酯与苯乙烯丁烯二酸酐共聚物（SMA）是最
为普通的加成聚合物。
3.1 嵌段共聚物 ： TPU
大多数热塑性弹性体（TPE）都是与辅助的配合
剂配合以提供所需的硬度、柔软度和刚性（挺度）等
性能。热塑性聚氨酯弹性体（TPU）产品可在聚合反
应过程中定制。如果要控制产品的刚性（挺度），可调
整二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）与多元醇的比例。
表 2 示出了从非常软黏级到硬度（刚性）高的 3 种不
同 TPU 数据。每次提高刚性（挺度），依据多元醇来
增加一定的 MDI 的份额。对于抗紫外线的配方，则采
用酯族硬链段二异氰酸酯（TDI）而不是使用更典型
的芳香族二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）；对于抗烃类
化合物的配方则应当使用典型的聚酯多元醇 ；而用于
适应潮湿环境的配方，则应当选择使用聚醚多元醇。
对 TPU 工艺过程的历史回顾可提供一个很好的路
线图，说明反应性挤出的工艺优势。初始工艺过程是
一个间歇型聚合，参见图 5。它描述了 3 个必须的步
骤，包括反应釜中的聚合、研磨、融化与造粒。从反
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