行星挤出机应用于木塑复合材料实验探究

1、行星挤出机应用于木塑复合材料实验探究摘要：本文首先概述了木塑复合材料的主要成 分、优良特性和使用原因。接着系统地介绍了木塑复合材料 的应用领域及行星挤出机在木塑复合材料生产的发展，其中 成型装备中主要介绍了专用单螺杆和双螺杆加工设备及行 星挤出机在该领域的优势，并对行星挤出机在木塑复合材料 的发展领域进行了展望，试验部分是对行星挤出机外套的传 热关系进行了分析。关键词：木塑复合材料行星挤出机1.引言目前世界各国塑料回收产业正广泛兴起，英国废旧塑料 回收率80%,美国废旧hdpe的回收率为30%,日本的废旧塑 料回收率为49%,而我国的废旧塑料回收率较低，仅为15% 左右。随着我国国民经济持续高

2、速发展，关于治理“白色污 染”，提高废旧塑料再生利用，保护环境的呼声日渐强烈， 废旧塑料的回收利用日益引起广泛重视。因此，开拓废旧塑 料应用领域、开发研究废旧塑料加工技术和设备也就显的更 为迫切。木塑复合成型挤出是聚合物成型加工中的一种，兼有木 材和塑料的双重特性，并且它是一种环保材料，可回收再利 用，且原料廉价，起到减少环境污、保护森林资源、促进经 济发展，当今社会，环保的概念及意识已成为技术研发过程 中一个必不可少的考虑因素。行星挤出机在上世纪年代出现，最早由欧洲研制。上世 纪八十年代引进我国，九十年代后开始自主生产，目前国内 已有多家厂家生产行星挤出机，其应用也很广泛。行星挤出 机能挤出

3、塑化、混炼均匀的高质量熔体，适于加工多种物料, 尤其适于加工像pvc这类热敏性树脂或其它难以加工的树 脂，还能加工回收料。从工业实际应用角度分析，通常对于木粉无法进行较为 复杂的处理。因为木粉的来源主要是周边农村，而且出于经 济的考虑，有些木粉原料是经过磨碎处理的粗纤维，实际应 用中，要想在经济上和时间上都能满足的处理方法都比较难 实现，因此需要所选的挤出机必须具有很好的混炼功能。2.木塑复合材料的成型方法木塑复合材料的成型方法有挤出成型、注射成型和热压 成型，其中挤出成型具有加工周期短、效率高、成型工艺简 单的优势，在工业生产中具有广泛的应用。用于木塑复合材 料挤出机成型的设备主要是单螺杆挤

4、出机、锥形双螺杆挤出 机、同向和异向旋转平行双螺杆挤出机，以及由北京化工大 学研制的串联式圆盘挤出机等机型加工。传统的单螺杆挤出机有很多局限性，比如单螺杆挤出机混炼功能弱，难以用于加工粉料，产品的品质不易控制，产量相对降低。作为混炼使用的同向双螺杆挤出机同样无法克 服螺杆的背压较低现象，因而在原料的选择上多用来加工密 实性较低的塑料原料，而无法加工密实性较高的透明型物 料。由于塑料不良的热传导性，大直径的单螺杆或双螺杆挤 出机(材料：35crmo；传热系数：36. 7 w/m. k； pvc熔化温度：1852050c； pvc模具温度：2050c。在一维圆管稳定导热(传热率)計算公式可表示为：

5、q二-ka (dt / dr),式中：k是传热系数，a=2 ji rl是垂直于传热方向的面 积，dt是温差，dr是半径差。经过兩次积分，可获得以下 表达传热率的公式：q=2 ji lk (t1-t2) /in (r2/rl)其中：t1是圆管外表面溫度，t2是圆管內表面溫度， 2是圆管外半徑，rl是圆管內半径。从这个结果很明显，在空心圆柱体向传导的热阻是： 传热效率估算行星挤出机外壳改进前：r2=0. 13米,rl=0. 110905米;in (r2/rl) =0.158860471行星挤出机外壳改进后：r2=0. 125米，rl二0. 110905米;in (r2/rl) =0.1196397

6、58i假定圆管外表面溫度等于油温，t1二260+273二533度(k),內表面溫度等于模具温度t2=50+273=323度（k）.圆管长度l=1米（单位长度）行星挤出机外套改进前传热率q （改 进 前）=2x3. 14x1x36. 7x210/0. 158860471=304669.6 瓦行星挤出机外套改进后传热率q （改 进 后）=2x3. 14x1x36. 7x210/0. 119639758=404547.5 瓦行星挤出机外殼改进后傳熱效率的增加q （改进后）/ q （改进前）=1.32784.结论：4. 1行星挤出机外套改进后传热效率增加了 32.8%；4.2.结果表明行星挤出机外套传热效率的增加只和壁 厚有关。参考文献：1 刘琦云，马维新，刘联盟，行星螺杆塑料挤出机的内齿筒加工j,纺织器材，1999, 1,4245。2 贾毅，提高聚氯乙烯混炼效果的行星辐式挤出机 j,聚氯乙烯，1989, 3436。3 张平亮，新型橡胶螺杆挤出机及其应用j,橡胶工业，20