微型雙錐螺桿擠出機是一種專為實驗室研發(fā)、配方優(yōu)化、小批量生產及教學演示設計的小型化聚合物加工設備,廣泛應用于高分子材料、食品、制藥、化工及復合材料等領域。該設備采用雙錐形螺桿設計(螺桿直徑通常為10–40 mm),在有限體積內實現(xiàn)高效塑化、混煉、反應及擠出成型,是連接理論研究與工業(yè)化生產的橋梁。
其核心結構包括:錐形螺桿副(一根主螺桿與一根副螺桿,呈“∞”形或平行排列)、機筒(分段式設計,便于拆裝與清洗)、高精度計量喂料系統(tǒng)、熔體壓力/溫度傳感器、驅動電機及智能控制系統(tǒng)。雙錐螺桿的獨特幾何形狀(螺距漸變、深度遞減)可產生強烈的剪切、拉伸與捏合作用,有效分散填料、促進化學反應(如接枝、交聯(lián))或實現(xiàn)不同物料的均勻混合。螺桿間隙小、自潔能力強,適用于熱敏性材料或高粘度體系。
1、原料準備與預處理
原料選擇:根據(jù)實驗目標(如測試流動性、熱穩(wěn)定性或配方性能),選擇合適的聚合物樹脂(如PP、PE、PVC等),可能需要添加助劑(如穩(wěn)定劑、填料)。
干燥處理:多數(shù)聚合物易吸潮(如PA、PET),需提前干燥(80120℃,46小時),避免擠出時產生氣泡或性能下降。
稱量與混合:按配方精確稱量原料,可用高速混合機預混(510分鐘),確保助劑均勻分散。
2、設備檢查與預熱
機械檢查:確認螺桿、料筒無磨損或卡滯(手動盤動電機皮帶輪,觀察轉動是否順暢);檢查加熱系統(tǒng)(各段加熱圈是否正常)、冷卻系統(tǒng)(風機/水冷管路是否暢通);緊固所有連接螺栓(尤其是螺桿與驅動軸的連接)。
模具安裝:根據(jù)測試需求安裝口模(如毛細管口模測熔體流動速率,或異型材口模測試成型性),確??谀Ec料筒對中,避免漏料。
分段預熱:按原料工藝要求設定各區(qū)溫度(如加料段150180℃、壓縮段180200℃、均化段200220℃,具體因材料而異),分階段升溫(每30分鐘升50℃),避免驟熱導致設備變形。
3、啟動與參數(shù)設置
啟動順序:先開主機電源,待溫度穩(wěn)定后啟動驅動電機(初始轉速設為510rpm,低速保護設備);最后開啟加料口,緩慢加入預混原料(避免架橋)。
參數(shù)調整:根據(jù)實驗目標設置關鍵參數(shù):
螺桿轉速:影響剪切速率與停留時間(通常1050rpm,高轉速增加剪切但可能導致降解);
喂料速度:與轉速匹配,保持料筒充滿但不溢料;
冷卻控制:部分機型配備油冷/風冷系統(tǒng),需設定冷卻溫度(如加料段低溫防止結塊,均化段高溫保證塑化)。
4、運行測試與數(shù)據(jù)采集
穩(wěn)定期觀察:初始階段(約1015分鐘)可能有雜質或未熔融顆粒排出,待擠出物顏色均勻、無波動后進入穩(wěn)定測試。
關鍵參數(shù)記錄:
溫度:用紅外測溫儀或接觸式熱電偶測量口模處熔體溫度(與設定值偏差應≤±3℃);
壓力:通過料筒上的熔體壓力傳感器記錄擠出壓力(反映熔體粘度與流動性,正常范圍520MPa);
產量:定時(如1分鐘)收集擠出物,稱重計算實際產量(g/min);
外觀檢測:觀察擠出物表面(是否光滑、有無氣泡/裂紋),判斷塑化質量。
5、停機與清理
逐步降速:測試結束后,先降低螺桿轉速(至5rpm以下),停止喂料,待料筒內余料擠盡(擠出物變稀且顏色變淺)后關閉加熱。
快速清理:趁熱拆卸口模,用銅刷或竹片清除殘留物料(避免劃傷金屬表面);若換料,可用清洗料(如低密度PE)過機沖洗。
全面維護:檢查螺桿/料筒磨損情況,涂抹耐高溫潤滑油防銹;關閉冷卻水/電源,記錄測試數(shù)據(jù)與異?,F(xiàn)象。
