单螺杆搅拌101

The 马多克 Mixer: In the 马多克 mixer, melt passes over a very narrow clearance where it experiences high shear for a high degree of dispersive mixing. Melt is divided several times and reoriented to provide some distributive mixing.

The 萨克斯顿 Mixer: In the 萨克斯顿 mixer, melt is divided many times and recombined with numerous reorientations to provide mostly distributive mixing.

The 伊根 Mixer: In the 伊根 mixer, a reduced diameter provides multiple high-shear regions as well as leakage flow and many reorientations for high levels of both dispersive and distributive mixing.

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几乎所有使用单螺杆的过程都需要一定程度的混合，无论是否’只是为了使再生料与纯净的树脂均匀混合或混入一些色浆。尽管这些年来专家进行了许多混合演示，但是处理器经常发现将这些信息应用于自己的要求很复杂。许多加工者还将熔化不良与混合不良混为一谈。在将所有可熔融的物质融化之前，大多数聚合物和添加剂无法有效混合。结果，尽管解决方案通常不相同，但通常必须在同一螺杆设计中处理熔融和混合。

共有三种混合：分散混合，分布混合和扩展混合。在这里，我们将只讨论分散和分布混合，因为拉伸混合主要发生在双螺杆挤出机中。分散混合就像将两种材料放在两块板之间进行混合，然后旋转其中一块板。在板之间的聚合物中产生的剪切应力将与板之间的距离和板旋转的速度成比例。

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分布式混合就像将两种材料放入碗中并用勺子搅拌一样。勺子行程的数量和路径与混合程度成正比。

螺杆固有地提供分散混合和分布混合。通常，螺杆越浅，发生的分散越多，流动路径中的中断越多，发生的分布越多。

实际上，磨损的螺丝会成为出色的搅拌机。随着刮板上聚合物泄漏的增加，随着桶/螺杆间隙的增加，分散混合和分布混合均显着增加。当聚合物和添加剂穿过螺杆螺纹和机筒之间的狭窄缝隙时，分散的混合会增加，那里的剪切应力非常高。当通过刮板泄漏的聚合物连续掺入相邻通道中的聚合物时，发生分布混合。我已经多次听到关于处理器放入新螺钉或重建螺钉并发现混合质量降低的信息。自然地，这归咎于谁制造或修理了螺丝。磨损的螺丝是解决许多混合问题的简便方法，但是不利的是，它们的输出降低。

为了保持产量并完成所需的混合，螺杆设计人员创建了各种各样的混合装置。没有一个混合器适合所有情况，因此在选择混合器甚至混合器之前，准确确定您的总体工艺要求非常重要。

分散混合向材料施加力，因此需要驱动能，该驱动能最终会进入聚合物混合物中以帮助其熔融和/或提高其温度。因此，分散混合有助于或增加螺杆的熔化能力。此外，它的紧密间隙通常用作“dam,”限制未熔融的聚合物通过，直到尺寸减小或熔融为止。在没有分散混合器的情况下，许多螺杆设计将几乎以所有速度排出未熔融的聚合物。的“Maddock”混合器是主要是分散的，具有较小分布特性的混合器的非​​常受欢迎的示例。

尽管分布式混合也需要一定的驱动力，但它通常足够小，对熔体温度的影响很小。一种“Saxton”样式混合器是混合器的一个示例，该混合器主要是分布式的，具有较小的分散特性。

结合了强大的分散和分布特性的混合器称为“Egan” style mixer. All of the flights are undercut so there is a lot more dispersive and distributive mixing than with the 马多克 mixing section.

这里提到的混合器仅用于原理说明，不一定是唯一推荐的设计。就像聚合物加工中的许多事情一样，混合问题也没有唯一的答案，您可能需要咨询有关此主题的专业人士。这里的目的是为您提供一些背景，以帮助您评估自己的情况。

关于作者

吉姆·弗兰克兰德（Jim Frankland）是一位机械工程师，从事各种类型的挤出加工已有40多年的历史。他现在是Frankland Plastics Consulting，LLC的总裁。请联系[email protected]或（724）651-9196。