金鑫螺桿分析：合理的螺桿組合對玻璃纖維AS擠出工藝的影響(1)
摘要：苯乙烯-丙稀腈共聚物(AS)是一種通用型苯乙烯樹脂,玻纖增強苯乙烯-丙烯腈共聚物因有良好的加工性能、尺寸穩定性和機械強度在家用電氣領域有著廣泛應用。
苯乙烯-丙稀腈共聚物(AS)是一種通用型苯乙烯樹脂,玻纖增強苯乙烯-丙烯腈共聚物因有良好的加工性能、尺寸穩定性和機械強度在家用電氣領域有著廣泛應用。
與單螺桿擠出機相比同向嚙合雙螺桿擠出機具有加料容易、物料在擠出機中停留時間短、混合和塑化效果優異、排氣性能好、比功率消耗較低、容積效率高等有點，因而被廣泛應用于聚合物的改性共混、填充、玻纖增強和反映擠出等。同向嚙合雙螺桿擠出機的螺桿元件采用組合式設計，由多種類型、不同長度的螺桿元件有序地排列組合，因而可以根據加工物料及加工工藝的不同，選擇相應的螺桿組合，改變物料在擠出機中的停留時間和所受的切應力，使所加工的材料及加工工藝的不同，選擇相適應的螺桿組合，改變物料在擠出機中停留時間和所受的切應力，使所加工的材料達到最佳的綜合性能。本工作對同向嚙合雙螺桿擠出機的螺桿元件進行優化組合，分析了螺桿組合對玻纖增強AS力學性能的影響。
1 實驗部分
1.1原料
AS樹脂：783，日本旭化成工業株式會社；無堿玻璃纖維；T635B，泰山玻璃纖維有限公司；其他助劑，市售。
1.2實驗設備
同向霜落共計成交：TSE-75D、600-250-36，塑料注塑成型機；CPC-2高速混色機，WSQB-200，數字式電熱恒溫干燥箱；101-1A電子式萬能試驗機；CMT4104。懸臂梁口沖擊試驗機；XJU-55，ML-10
1.3性能測試
拉伸強度：按照ASTM D638-1999測試；彎曲強度；按照ASTM D790-1999測試；缺口沖擊強度；按照ASTM D256-1997測試。
螺桿組合、擠出工藝情況
由表2看出：采用1＃螺桿生產的材料的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度都較低，很大程度上限制了材料的應用，為此在保證配方、生產工藝等一致的情況下，對1＃螺桿組合方式進行改進。提高玻纖在基體中的分散性，可有效改善玻纖增強樹脂的力學性能，此次改進方向為在剪切段加強玻纖的分散。
1.4實驗方法
為保證實驗結果的可比較性，固定實驗配方為：AS樹脂250kg，玻纖質量分數20%，其他助劑適量；固定工藝條件為；擠出溫度205-260°C，螺桿轉速400r/min,注塑溫度210°C。在此基礎上改變螺桿組合進行擠出造粒，料粒烘干后注塑標準試樣，進行力學性能檢測。
2結果與討論
2.1不同螺桿組合對玻纖增強AS力學性能的影響
表1列出1＃-3＃螺桿組合方式、螺桿總長度及擠出工藝情況。表2為1＃-3＃螺桿組合對玻纖增強AS力學性能的影響。
具體措施為剪切段把1＃螺桿的四組捏合塊變為連續的兩組三連捏合塊組，且在反向螺紋元件前增加一組二連捏合塊，形成2＃螺桿（詳細螺桿組合方式見表1）。結果表明：采用2＃螺桿生產的材料的性能比采用1＃螺桿生產的材料的性能有很大提升。分析原因：1＃螺桿的剪切區主要由一組三連捏合塊組和三組二連捏合塊組構成，并且在三組捏合組中含有剪切能力較弱、分布作用比較強的K45/5/36薄片捏合盤，因此1＃螺桿剪切能力較弱，主要以分布混合為主；經調整后的2＃螺桿剪切能力增強，且熔體在機筒內的停留時間延長了，物料在2＃螺桿中的流量置換作用強于1＃螺桿。這些都導致2＃螺桿的分散作用得到了明顯的加強，避免了玻纖成束或成團地存在于樹脂當中，分散更加均勻，從而在一定程度上避免了由于玻纖分散不均勻造成的材料缺陷，材料力學性能得到改善。
