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(chǎn)及教學演示設(shè)計的小型化聚合物加工設(shè)備,廣泛應(yīng)用于高分子材料、食品、制藥、化工及復(fù)合材料等領(lǐng)域。該設(shè)備采用雙錐形螺桿設(shè)計(螺桿直徑通常為10–40 mm),在有限體積內(nèi)實現(xiàn)高效塑化、混煉、反應(yīng)及擠出成型,是連接理論研究與工業(yè)化生產(chǎn)的橋梁。
其核心結(jié)構(gòu)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(shè)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(qū)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(chǎn)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(yīng)(如接枝、交聯(lián))或?qū)崿F(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(yù)處理
原料選擇:根據(jù)實驗?zāi)繕耍ㄈ鐪y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(chǎn)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(yù)混(510分鐘),確保助劑均勻分散。
2、設(shè)備檢查與預(yù)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(zhuǎn)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(qū)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),確保口模與料筒對中,避免漏料。
分段預(yù)熱:按原料工藝要求設(shè)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(dǎo)致設(shè)備變形。
3、啟動與參數(shù)設(shè)置
啟動順序:先開主機電源,待溫度穩(wěn)定后啟動驅(qū)動電機(初始轉(zhuǎn)速設(shè)為510rpm,低速保護設(shè)備);最后開啟加料口,緩慢加入預(yù)混原料(避免架橋)。
參數(shù)調(diào)整:根據(jù)實驗?zāi)繕嗽O(shè)置關(guān)鍵參數(shù):
螺桿轉(zhuǎn)速:影響剪切速率與停留時間(通常1050rpm,高轉(zhuǎn)速增加剪切但可能導(dǎo)致降解);
喂料速度:與轉(zhuǎn)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(shè)定冷卻溫度(如加料段低溫防止結(jié)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(zhì)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(guān)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(shè)定值偏差應(yīng)≤±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(chǎn)量:定時(如1分鐘)收集擠出物,稱重計算實際產(chǎn)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(zhì)量。
5、停機與清理
逐步降速:測試結(jié)束后,先降低螺桿轉(zhuǎn)速(至5rpm以下),停止喂料,待料筒內(nèi)余料擠盡(擠出物變稀且顏色變淺)后關(guān)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(guān)閉冷卻水/電源,記錄測試數(shù)據(jù)與異?,F(xiàn)象。
