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啮合同向双螺杆构型对接枝反应挤出过程影响的研究

操彬

   双螺杆挤出机作为连续反应器被广泛地应用于反应挤出。本课题通过改变置换段的螺杆元件(包括常规螺纹元件、错列角分别为30°和150°的捏合块元件、S型元件、齿形盘元件、NI-MPE),采用数值模拟分析和实验研究相结合的方法,对啮合同向双螺杆熔融接枝反应挤出过程进行了研究,以便为双螺杆反应挤出螺杆构型的优选提供一定的理论依据。 本课题利用专业软件POLYFLOW对六种螺杆构型下的置换段进行了流场模拟计算,并对模拟结果进行了比较,分析了各种螺杆元件的混合性能;通过充满度实验、停留时间分布实验和不相容体系共混实验进一步研究了置换段螺杆元件的混合性能,同时验证了模拟结果的准确性;通过MAH熔融接枝LDPE的实验研究了螺杆构型对于反应挤出过程的影响。 数值模拟结果表明:错列角为150°的捏合块元件(KB150/120)的分散混合能力和轴向分布混合能力均最高,新型螺杆元件(S型元件、齿形盘元件、NI-MPE)具有较高的轴向分布混合能力,常规螺纹元件(SE30/120)的分散和分布混合性能均最差。 实验结果表明:啮合同向双螺杆挤出机用于MAH熔融接枝LDPE的反应挤出时,其螺杆构型对接枝反应挤出过程有着很大的影响,尤其是各种螺杆元件的混合性能(包括分布混合性能和分散混合性能)和充满度对接枝反应过程有着显著的影响,兼有高分布混合能力和分散混合能力及高充满度的螺杆元件所对应的螺杆构型能够提供较高的样品接枝率。其中错列角为150°的捏合块元件所对应的螺杆构型下得到的样品接枝率最大,新型螺杆元件能够有效地提高置换段样品接枝率。实验所得的各螺杆元件的混合性能与数值模拟结果一致,说明本文所用的数值模拟分析方法可以用于选择熔融接枝反应挤出所需的螺杆构型组合及新型螺杆元件的设计与分析。……   
[关键词]:啮合同向双螺杆挤出机;数值模拟;接枝反应挤出
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京化工大学2007年