原料：高密度聚乙締出D陽，5000S，烙融指數(shù)MI:0. 7g/^(10min) (190 °C，負(fù)載 2. 16Kg)中國石油蘭州石化。
[0060] 抗氧劑1010:工業(yè)級，中國北京化工立廠。
[0061] 抗氧劑168 :工業(yè)級，中國北京化工S廠。
[0062] 實驗設(shè)備：強剪切力化學(xué)反應(yīng)器。
[0063] 測試指標(biāo)：平均分子量（溶液粘度法）。
[0064] 測試結(jié)果：如表1
[0065]
[0066] 表1.不同形狀組合時聚乙締剪切后的平均分子量。
[0067] 實施例2
[0068] 強剪切部的螺桿和機筒的螺紋分布形式均按照螺旋一直線一螺旋的排列形式。
[0069] 螺桿長度1 = 270mm，直徑D= 90mm，長徑比為3。
[0070] 螺桿各段長度比：螺旋：直線：螺旋=1:1:1 ;螺旋部分長徑比為1，右旋，螺棱升 角50° ;直線部分螺棱均布，長徑比為1，螺棱斷面均選擇為梯形形狀。
[0071] 機筒長度1 = 270,直徑D= 92mm，長徑比為3。
[0072] 機筒各段長度比為螺旋：直線：螺旋=1:1:1 ;螺旋部分長徑比為1，左旋，螺棱升 角50° ;直線部分螺棱均布，長徑比為1，螺棱斷面均選擇為梯形形狀。
[0073] 螺桿螺棱和機筒螺槽的頭數(shù)按照3頭、4頭和5頭交叉組合的形式依次進(jìn)行組合實 驗。
[0074] 電機功率22KW，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分。
[007引原料：高密度聚乙締出D陽，5000S，烙融指數(shù)MI:0. 7g/^(10min) (190 °C，負(fù)載 2. 16Kg)中國石油蘭州石化。
[007引抗氧劑1010 :工業(yè)級，中國北京化工立廠。
[0077] 抗氧劑168:工業(yè)級，中國北京化工立廠。
[0078] 實驗設(shè)備：強剪切力化學(xué)反應(yīng)器。
[0079] 測試指標(biāo)：平均分子量（溶液粘度法）。
[0080] 測試結(jié)果：如表2
[0081]
[0082] 表2.不同頭數(shù)組合時聚乙締剪切后的平均分子量。
[008引 實施例3
[0084] 強剪切部的螺桿和機筒的螺紋分布形式均按照螺旋一直線一螺旋的排列形式。
[0085] 螺桿長度1 = 270mm，直徑D= 90mm，長徑比為3。
[0086] 其中螺桿各段長度比：螺旋：直線：螺旋=1:1:1 ;螺旋部分螺棱頭數(shù)為5,長徑比 為1，右旋；直線部分螺棱頭數(shù)為5,均布，長徑比為1 ;螺棱斷面形狀均為梯形，如附圖6。
[0087] 機筒長度1 = 270，直徑D= 92mm，長徑比為3。
[0088] 其中機筒各段長度比為螺旋：直線：螺旋=1:1: 1，螺旋部分螺槽頭數(shù)為5,長徑比 為1，左旋；直線部分螺棱頭數(shù)為5,均布，長徑比為1 ;螺棱斷面形狀均為梯形，如附圖6。
[0089] 螺桿螺棱和機筒螺槽的升角按照20°、30°、40°和50°交叉組合的形式依次進(jìn) 行組合實驗。
[0090] 電機功率22Kw，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分。
[0091]原料：高密度聚乙締出D陽，5000S，烙融指數(shù)MI:0. 7g/^(10min) (190°C，負(fù)載 2. 16Kg)中國石油蘭州石化。
[009引抗氧劑1010 :工業(yè)級，中國北京化工立廠。
[009引抗氧劑168:工業(yè)級，中國北京化工立廠。
[0094] 實驗設(shè)備：強剪切力化學(xué)反應(yīng)器。
[0095] 測試指標(biāo)：平均分子量（溶液粘度法）。
[009引測試結(jié)果：如表3
[0097]
[0099] 表3.不同升角組合時聚乙締剪切后的平均分子量。
[0100] 實施例4
[0101] 強剪切部的螺桿和機筒的螺紋分布形式均按照螺旋一直線一螺旋的排列形式。
[010引 螺桿長度1 = 270mm，直徑D= 90mm，長徑比為3。
[0103] 其中螺桿各段長度比：螺旋：直線：螺旋=1:1:1，螺旋部分螺棱頭數(shù)為5,長徑比 為1，右旋，螺棱升角40。，螺棱寬度10mm，槽深4. 5mm。
[0104] 直線部分螺棱頭數(shù)為5,均布，長徑比為1，螺棱寬度為10mm，槽深4. 5mm，螺棱斷面 形狀均為梯形，如附圖6。
[0105] 機筒長度1 = 270，直徑D= 92mm，長徑比為3。
[0106] 其中機筒各段長度比為螺旋：直線：螺旋=1:1:1，螺旋部分螺槽頭數(shù)為5,長徑比 為1，左旋，螺棱升角40 °，螺槽寬度10mm，槽深2mm。
[0107] 直線部分螺棱頭數(shù)為5,均布，長徑比為1，螺槽寬度為10mm，槽深2mm，螺棱斷面形 狀均為梯形，如附圖6。
[0108] 電機功率22Kw，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分。
[0109] 原料：高密度聚乙締出D陽，5000S，烙融指數(shù)MI:0. 7g/^(10min) (190°C，負(fù)載 2. 16Kg)中國石油蘭州石化。
[0110] 抗氧劑1010:工業(yè)級，中國北京化工立廠。
[01川抗氧劑168 :工業(yè)級，中國北京化工S廠。
[0112] 實驗設(shè)備：強剪切力化學(xué)反應(yīng)器。
[0113] 測試指標(biāo)：平均分子量（溶液粘度法）；
[0114] 加工前聚乙締材料的平均分子量約為5X105 ;
[0115] 加工后聚乙締材料的平均分子量約為1. 43X105。
[0116] 結(jié)果分析：高密度聚乙締分子量的減小，正是由于該強剪切力化學(xué)反應(yīng)器的使得 高密度聚乙締材料的分子鏈發(fā)生斷鏈。由實施例測試結(jié)果可W明顯的看出，螺桿螺棱和機 筒螺槽的不同斷面形狀、頭數(shù)和升角時對實驗結(jié)果的影響?？蒞看到梯形的斷面形狀、頭數(shù) 的增加均有利于聚乙締的剪切。螺紋的升角在40°和50°時對于聚乙締的剪切效果的影 響不大，但考慮到升角對于擠出效率的影響，因此選定40°為佳。在實施例4中確定了最優(yōu) 的螺桿和機筒形狀參數(shù)，可W看出加工前后聚乙締材料的平均分子量發(fā)生了很大的變化， 因此可W認(rèn)定該強剪切力化學(xué)反應(yīng)器，具有較好的剪切效果。
[0117] 本擠出機強剪切段的螺桿外表面和料筒內(nèi)表面均為圓筒形，螺桿的一段加工有 M24螺紋副，W便與之前部分連接。螺桿直徑D= 90mm，螺桿螺棱的分布形式包括螺線型和 直線型，按照螺線型：直線型：螺線型為1 :1 :1的比例分布。其中螺線型螺棱頭數(shù)為5,螺棱 升角為40°，長徑比為1，螺棱寬度為10mm，螺棱高度為4. 5mm，螺棱截面形狀為梯形，詳見 附圖6。直線型螺棱數(shù)量為5,分布形式為均布，長度為90mm，直線型螺棱的斷面形狀與螺 線型螺棱斷面形狀相同。料筒內(nèi)徑為92mm，料筒螺槽的分布形式同樣包括螺線型和直線型， 按照螺線型：直線型：螺線型為1 :1 :1的比例分布。其中螺線型螺槽頭數(shù)為5,螺槽升角為 40°，長徑比為1，螺槽寬度為10mm，螺棱高度為2mm，螺槽截面形狀為梯形，詳見附圖6。直 線型螺槽數(shù)量為5,分布形式為均布，長度為90mm，直線型螺槽的斷面形狀與螺線型螺槽斷 面形狀相同。螺桿轉(zhuǎn)速為200-6(K)r/min，功率為22kW，加工原料為高密度聚乙締，牌號：撫 順石化2911。
[011引本實用新型的工作原理見附圖1，附圖2,附圖3和附圖6,所述的強剪切力化學(xué)反 應(yīng)器的螺桿和料筒外表面均為圓筒形；所述螺桿外壁加工有螺棱，所述料筒內(nèi)壁加工有螺 槽，所述螺桿和料筒的最優(yōu)尺寸已確定；物料顆粒經(jīng)由機身前部的輸送段和烙融段后，固態(tài) 物料顆粒已經(jīng)轉(zhuǎn)化為烙融態(tài)的物料流；烙融態(tài)物料流經(jīng)弧形過渡段進(jìn)入強剪切部；烙融態(tài) 物料流經(jīng)過強剪切部螺桿和料筒的相對轉(zhuǎn)動，受到較高的螺旋剪切效果，實現(xiàn)烙融態(tài)物料 流的斷鏈剪切；受剪切后的烙融態(tài)物料流最后經(jīng)擠出口擠出。
[0119] 按該方法和結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計的力化學(xué)反應(yīng)器的擠出產(chǎn)量約為100-400kg/h，烙體溫 度為180°C對物料流的最大剪切速率可達(dá)到1450/s。
【主權(quán)項】
1. 一種強剪切力化學(xué)反應(yīng)器，包括反應(yīng)器機架固定的輸送段和熔融段，以及熔融段中 螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)剪切和輸送結(jié)構(gòu)；其特征是：在熔融段后端增設(shè)有強剪切段及其螺 桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)強剪切結(jié)構(gòu)； 所述強剪切段中螺桿螺棱與料筒螺槽是螺線型結(jié)構(gòu)與直線型結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)； 所述螺桿螺棱與料筒螺槽的頭數(shù)為5 ; 所述螺桿螺棱與料筒螺槽的升角為40° ; 所述螺桿螺棱與料筒螺槽的寬度為IOmm時，螺桿螺棱高度是4. 5mm、料筒螺槽深度是2mm;且螺桿螺棱與料筒螺槽的旋轉(zhuǎn)方向相反。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的強剪切力化學(xué)反應(yīng)器，其特征是：所述螺桿螺棱與料筒螺槽 的螺線型與直線型組合結(jié)構(gòu)是直線型結(jié)構(gòu)+螺線型結(jié)構(gòu)、直線型結(jié)構(gòu)+螺線型結(jié)構(gòu)+直線 型結(jié)構(gòu)、螺線型結(jié)構(gòu)+直線型結(jié)構(gòu)+螺線型結(jié)構(gòu)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的強剪切力化學(xué)反應(yīng)器，其特征是：所述螺線型結(jié)構(gòu)與直線型 結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)是螺線型結(jié)構(gòu)+直線型結(jié)構(gòu)+螺線型結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)時，螺桿螺棱與料筒 螺槽的頭數(shù)為5,螺桿螺棱與料筒螺槽的升角為40° ;所述螺桿螺棱與料筒螺槽的寬度為 IOmm時，螺桿螺棱高度是4. 5mm、料筒螺槽深度是2mm，物料流的剪切速率是1450/s。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的強剪切力化學(xué)反應(yīng)器，其特征是：所述螺線型結(jié)構(gòu)+直線型 結(jié)構(gòu)+螺線型結(jié)構(gòu)的螺桿與料筒的組合結(jié)構(gòu)比例是1:1: 1。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強剪切力化學(xué)反應(yīng)器，其特征是：所述螺桿螺棱和料筒 螺槽的斷面結(jié)構(gòu)是三角形結(jié)構(gòu)、矩形結(jié)構(gòu)和梯形結(jié)構(gòu)中的一種。
【專利摘要】一種強剪切力化學(xué)反應(yīng)器是在熔融段后端面連通有強剪切段及其強剪切段中的螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)強剪切和輸送結(jié)構(gòu)；所述強剪切段中螺桿螺棱與料筒螺槽是螺線型結(jié)構(gòu)與直線型結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)；所述螺桿螺棱與料筒螺槽的頭數(shù)為5；所述螺桿螺棱與料筒螺槽的升角為40°；所述螺桿螺棱與料筒螺槽的寬度為10時，螺桿螺棱高度是4.5mm，料筒螺槽深度是2mm；且螺桿螺棱與料筒螺槽的旋轉(zhuǎn)方向相反。本實用新型螺桿螺棱與料筒螺槽采用螺線型和直線型相結(jié)合結(jié)構(gòu)，將化學(xué)反應(yīng)器對熔融態(tài)高分子材料的剪切性能提高了100％。
【IPC分類】B29C47/66, B29C47/62
【公開號】CN204894472
【申請?zhí)枴緾N201520406380
【發(fā)明人】陳占春, 張帥, 李峰, 張智春
【申請人】太原理工大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年6月12日