华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (6): 32-39.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.06.006

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叶片挤出机中聚丙烯熔融过程的可视化研究

张桂珍 刘环裕 陈佳佳 瞿金平   

  1. 华南理工大学 聚合物新型成型装备国家工程研究中心∥聚合物成型加工工程教育部重点实验室,广东 广州 510640
  • 收稿日期:2013-08-03 修回日期:2014-04-01 出版日期:2014-06-25 发布日期:2014-05-01
  • 通信作者: 瞿金平(1957-),男,中国工程院院士,教授,博士生导师,主要从事聚合物成型理论及装备研究. E-mail:jpqu@scut.edu.cn
  • 作者简介:张桂珍(1984-),女,博士,主要从事聚合物成型加工新理论与新装备研究.E-mail:guizhenzhang@scut.edu.cn
  • 基金资助:

    国家 “十二五” 科技支撑计划项目(2011BAE15B02);国家 “973” 计划项目(2012CB025902);教育部新世纪优秀人才支持计划项目 (NCET-11-0152);NSFC- 广东省政府联合基金资助项目 ( U1201242);广州市珠江科技新星专项(2011J2200058);华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2014ZB0021)

Visualization Research on Polypropylene Melting Process in Vane Extruder

Zhang Gui- zhen Liu Huan- yu Chen Jia- jia Qu Jin- ping   

  1. National Engineering Research Center of Novel Equipment for Polymer Processing∥The Key Laboratory of Polymer ProcessingEngineering of the Ministry of Education,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China
  • Received:2013-08-03 Revised:2014-04-01 Online:2014-06-25 Published:2014-05-01
  • Contact: 瞿金平(1957-),男,中国工程院院士,教授,博士生导师,主要从事聚合物成型理论及装备研究. E-mail:jpqu@scut.edu.cn
  • About author:张桂珍(1984-),女,博士,主要从事聚合物成型加工新理论与新装备研究.E-mail:guizhenzhang@scut.edu.cn
  • Supported by:

    国家 “十二五” 科技支撑计划项目(2011BAE15B02);国家 “973” 计划项目(2012CB025902);教育部新世纪优秀人才支持计划项目 (NCET-11-0152);NSFC- 广东省政府联合基金资助项目 ( U1201242);广州市珠江科技新星专项(2011J2200058);华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2014ZB0021)

摘要: 通过自主研发的组装式叶片挤出机,采用动态可视化技术在线观察不同尺寸的结晶型聚丙烯的熔融过程,分析结晶型聚合物在叶片挤出机中的熔融规律和机理.研究表明:聚丙烯在叶片挤出机中的熔融过程分为全固体、富固体和富熔体 3 个阶段;在全固体和富固体熔融阶段,固体颗粒产生很大的塑性变形,固体颗粒在热传导和塑性耗散热的共同作用下熔融;而在富熔体熔融阶段,可以明显观察到固体颗粒的熔融,熔融过程主要受熔体黏性耗散热的影响;熔融所需 VPCU 组数受最难融固体颗粒(最大固体颗粒)控制,小颗粒物料比大颗粒物所需 VPCU 组数少.

关键词: 叶片挤出机, 聚丙烯, 熔融过程, 可视化

Abstract:

The melting process of crystalline polypropylene with different sizes was observed on line by means ofdynamic visualization technique through a self- developed assembled vane extruder,and the melting law and mecha-nism of the polymer were also analyzed.The results show that (1) the melting process in the vane extruder includesthree stages,namely the full- solid melting stage,the solid- rich melting stage and the melt- rich meting stage;(2) in the full- solid and the solid- rich melting stages,solid pellets may generate large plastic deformation,and themelting process is dominated by heat conduction and plastic dissipation heat,while in the melt- rich meting stage,themelting process of solid pellets can be obviously observed,and the melting process is dominated by viscous dissipationheat of the melt; and (3) the number of VPCU groups in the melt- rich meting stage is controlled by the hardest melt-ing pellets (namely the largest pellets),and more VPCU groups are required for the melting of small pellets.

Key words: vane extruder, polypropylene, melting process, visualization