啮合型同向旋转双螺杆挤出机研究

摘要

该论文研究了应用啮合型同向旋转双螺秆挤出机反应挤出纺丝级尼龙6聚合物.通过双螺秆结构参数、挤出条件和三维流场等方面的研究,解决反应挤出纺丝级尼龙6聚合物所要求的分子量大小适当、分子量分布窄等问题,制定适合的工艺条件、设计优化螺秆元件和螺杆构型组合.最终制得符合纺丝要求的尼龙6聚合物,并进行纺丝实验获得了性能比传统方法制得纤维更理想的尼龙6纤维,这是该课题的创新之处.通过上述研究,为啮合型同向旋转双螺杆挤出机反应挤出机理的进一步研究、提高应用水平提供基础和相应的研究思路,更为双螺杆挤出机在化纤工业方面的应用摸索出适合的道路.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1关于双螺杆挤出机

1.2关于啮合型同向旋转双螺杆挤出机

1.2.1啮合型同向旋转双螺杆挤出机性能特点

1.2.2啮合型同向旋转双螺杆挤出机的应用[6]-[15][37]

1.2.3啮合型同向旋转双螺杆挤出机在化纤工业上的应用

1.3关于反应挤出纺丝级尼龙6聚合物

1.4啮合型同向旋转双螺杆挤出机机理研究现状及存在问题

1.5本课题的研究内容和意义

第二章纺丝级尼龙6用啮合型同向旋转双螺杆挤出机结构参数研究

2.1两螺杆相对位置、螺纹旋向和螺杆转向

2.2啮合运动原理

2.3螺杆端面啮合曲线形状和模型

2.4螺槽深度

2.5端面面积计算

2.5.1啮合区包容角

2.5.2螺杆与机筒间空腔端面面积和空腔体积

2.6螺杆构型的组合设计

2.6.1所用螺杆元件的性能[16]

2.6.2各段螺杆构型的设计

2.6.3整根螺杆组合示意图(如图2-16）

第三章纺丝级尼龙6用啮合型同向旋转双螺杆挤出机三维流场研究

3.1概述

3.2关于ANSYS有限元分析软件

3.3理论模型

3.3.1物理模型的建立

3.3.2数学模型的建立

3.3.3边界条件

3.4模拟计算结果

3.4.1速度场

3.4.2压力场

3.4.3挤出特性参数分析

3.5物料停留时间及分布研究

3.5.1量纲分析[30]

3.5.2物料停留时间理论计算

3.5.3物料停留时间分布理论

第四章纺丝级尼龙6用啮合型同向旋转双螺杆挤出机反应挤出实验

4.1反应挤出工艺对设备的基本要求

4.2反应挤出纺丝级尼龙6实验过程

4.2.1实验要求

4.2.2主要原料

4.2.3实验设备

4.2.4实验过程

4.2.5纺丝级尼龙6聚合物性能测试

4.3纺丝级尼龙6用啮合型同向旋转双螺杆挤出机结构参数讨论

4.3.1挤出机各功能区的描述

4.3.3螺杆转速对纺丝级尼龙6聚合物的影响

4.3.4排气口设置对转化率的影响

4.3.5排气口前螺槽充满程度与排气、冒料的关系

4.4纺丝级尼龙6用啮合型同向旋转双螺杆挤出机挤出特性参数讨论

4.4.1压力分布

4.4.2流量

4.4.3剪切速率

4.4.4物料停留时间及分布

第五章结论

致谢

参考文献