一种强剪切力化学反应器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种挤出机的螺杆与料筒结构，尤其是一种用于挤出机的具有强 剪切力的螺杆与料筒结构。
【背景技术】
[0002] 热烙胶作为一种加热后能够获得粘结流动性的热粘胶。其主要特点是粘结强度 高，根据不同的使用场合来选择不同的热烙胶。由聚締控分子断链与马来酸酢接枝制备的 热烙胶对于金属和非金属都具有一定的粘结性。粘结性能的好坏取决于热烙胶制备时，接 枝反应的程度，而接枝反应的程度又取决于聚締控分子的断链程度。因此，提高高分子聚合 物分子链的断链程度，对热烙胶产品的性能有着重要的意义。
[0003][0004] 发明人先前发明的"一种强剪切力化学反应器"，公开号为CN103566862A，该反应 器是将"磨盘式"的剪切结构引入到"螺旋式"剪切结构，进一步提高了高分子聚合物的热 烙胶产品性能，实现了连续生产的目的。"螺旋式"剪切结构相对于"磨盘式"的剪切结构其 旋转半径要小很多，因此可W大幅度的提升其旋转速度。而且"螺旋式"剪切结构增加了物 料流受剪切的有效行程，从而使剪切更加充分。因此"螺旋式"剪切结构使得力化学反应器 的剪切效果有较大的提升。
[0005] 上述剪切结构对某些高分子材料进行反应加工时，还存在螺纹剪切力不够，接枝 共聚反应不充分，挤出效率低等问题。运是由于力化学反应中，机械力使高分子链断链时， 其实质是由于物料流所受的速度梯度。速度梯度越大，越有利于分子链的断链。而且应改 变物料流的运动轨迹，避免部分物料未受到强剪切而流出，使尽可能多的物料受到剪切，提 高接枝反应的程度，从而提升热烙胶产品的性能。因此，需要进一步对其结构进行优化设 计，同时进行实验研究，设计并确定出较佳的设计参数及其完整的技术方案，W进一步提高 挤出机对高分子聚合物分子链的剪切性能，提高接枝率和挤出率，W适应热烙胶产品性能 的需求。
【发明内容】
[0006] 本实用新型要解决的具体技术问题是通过对现有剪切力化学反应器的螺杆与料 筒结构的改进，进一步提高高分子化学反应器的剪切力，W达到高分子材料在反应器中接 枝共聚反应充分，并提供一种强剪切力化学反应器。
[0007] 本实用新型的具体任务是通过W下技术方案实现的。
[0008] -种强剪切力化学反应器，包括反应器机架固定的输送段和烙融段，W及烙融段 中螺杆在料筒内旋转实现剪切和输送结构；其特征是：在烙融段后端增设有强剪切段及其 螺杆在料筒内旋转实现强剪切结构；
[0009] 所述强剪切段中螺杆螺棱与料筒螺槽是螺线型结构与直线型结构的组合结构；
[0010] 所述螺杆螺棱与料筒螺槽的头数为5 ;
[0011] 所述螺杆螺棱与料筒螺槽的升角为40° ;
[0012] 所述螺杆螺棱与料筒螺槽的宽度为10mm时，螺杆螺棱高度是4. 5mm、料筒螺槽深 度是2mm;且螺杆螺棱与料筒螺槽的旋转方向相反。
[0013] 进一步地，附件技术特征如下。
[0014] 所述螺杆螺棱与料筒螺槽的螺线型与直线型组合结构是直线型结构+螺线型结 构、直线型结构+螺线型结构+直线型结构、螺线型结构+直线型结构+螺线型结构。
[0015] 所述螺线型结构与直线型结构的组合结构是螺线型结构+直线型结构+螺线型结 构的组合结构时，螺杆螺棱与料筒螺槽的头数为5,螺杆螺棱与料筒螺槽的升角为40° ;所 述螺杆螺棱与料筒螺槽的宽度为10mm时，螺杆螺棱高度是4. 5mm、料筒螺槽深度是2mm，物 料流的剪切速率是1450/s。
[0016] 所述螺线型结构+直线型结构+螺线型结构的螺杆与料筒的组合结构比例是 1:1:1。
[0017] 所述螺杆螺棱和料筒螺槽的断面结构是=角形结构、矩形结构和梯形结构中的一 种。
[0018] 本实用新型上述本发明所提供的一种强剪切力化学反应器，是通过对现有化学反 应器的螺杆与料筒结构进行改进，提高了高分子化学反应器中高分子材料的剪切力，使得 高分子材料在反应器中接枝共聚的反应更加充分，实现了不同高分子材料在反应器中的接 枝共聚反应，与现有技术相比，其优点与积极效果如下：
[0019] 本实用新型的螺杆螺棱与料筒螺槽的组合结构提高了高分子聚合物物料在反应 器中的接枝共聚反应效果，将化学反应器对烙融态高分子材料的剪切性能提高了100%。
[0020] 本实用新型的螺杆螺棱和料筒螺槽均采用两端螺线型，中间直线型的分布排列结 构，改变了物料流的运动方式，使剪切发生更加充分，物料输送更加合理。本实用新型的梯 形螺杆螺棱断面与梯形的料筒螺槽断面的组合结构还能形成较大的剪切速率梯度，从而形 成较强的剪切力场，使高分子聚合物达到更好的断链和接枝效果。
[0021] 本实用新型的梯形螺杆螺棱断面与梯形的料筒螺槽断面的组合结构使得高分子 聚合物物料在流经该段时，旋向相反的螺杆和料筒的相对运动使得高分子聚合物物料经过 更多的剪切次数，W此来达到更好的断链和接枝效果。
【附图说明】
[0022] 图1是本实用新型强剪切力化学反应器的结构示意图。
[0023] 图2是本实用新型强剪切力化学反应器的螺杆结构示意图。
[0024] 图3是本实用新型强剪切力化学反应器的机筒结构示意图。
[00巧]图4是本实用新型螺杆螺棱和料筒螺槽断面形状为=角形的结构示意图。
[0026] 图5是本实用新型螺杆螺棱和料筒螺槽断面形状为矩形的结构示意图。
[0027] 图6是本实用新型螺杆螺棱和料筒螺槽断面形状为梯形的结构示意图。
[0028] 图7是本实用新型各种不同螺杆螺棱和料筒螺槽断面形状的所有组合示意图。
[0029] 其中：
[0030] 图7-1是本发明=角形螺杆螺棱和矩形料筒螺槽断面形状组合示意图。
[0031] 图7-2是本发明=角形螺杆螺棱和=角形料筒螺槽断面形状组合示意图。
[0032] 图7-3是本发明=角形螺杆螺棱和梯形料筒螺槽断面形状组合示意图。
[0033] 图7-4是本发明矩形螺杆螺棱和矩形料筒螺槽断面形状组合示意图。
[0034] 图7-5是本发明矩形螺杆螺棱和=角形料筒螺槽断面形状组合示意图。
[0035] 图7-6是本发明矩形螺杆螺棱和梯形料筒螺槽断面形状组合示意图。
[0036] 图7-7是本发明梯形螺杆螺棱和矩形料筒螺槽断面形状组合示意图。
[0037] 图7-8是本发明梯形螺杆螺棱和=角形料筒螺槽断面形状组合示意图。
[0038] 图7-9是本发明梯形螺杆螺棱和梯形料筒螺槽断面形状组合示意图。
【具体实施方式】
[0039] 下面对本实用新型的【具体实施方式】做出进一步的说明。
[0040] 实施本实用新型上述所提供的一种强剪切力化学反应器，是W本实用新型技术方 案为前提下进行实施的，所给出的详细实施方式W及具体操作过程，不限于本实用新型下 述的【具体实施方式】。
[0041] 如附图所述，图1是本实用新型螺杆和料筒的结构示意图，其中，螺杆螺棱右旋， 料筒螺槽左旋。图2、图3和图4是本实用新型螺杆螺棱和料筒螺槽断面形状分别为=角形 结构、矩形结构或梯形结构。图5是本实用新型螺杆螺棱和料筒螺槽的不同断面形状下的 各种组合结构。
[0042] 本实用新型的【具体实施方式】是在现有高分子力化学反应器结构的基础上，对反应 器的结构进行改进，即在原反应器烙融段的端头增设有强力剪切段，对强力剪切段的螺杆 螺棱和料筒螺槽的具体改进如下。
[0043] -种强剪切力化学反应器，包括反应器机架固定的输送段和烙融段，W及烙融段 中螺杆在料筒内旋转实现剪切和输送结构；其结构特征是：在烙融段后端增设有强剪切段 及其螺杆在料筒内旋转实现强剪切结构。
[0044] 其中，强剪切段中螺杆螺棱与料筒螺槽采用螺线型结构与直线型结构的组合结 构，也可W选用W下S种结构，即直线型结构+螺线型结构、直线型结构+螺线型结构+直 线型结构、螺线型结构+直线型结构+螺线型结构，加工采用一般机械加工即可获得螺线 型与直线型的组合结构，在加工中，螺杆螺棱与料筒螺槽的头数设计为5,螺杆螺棱与料筒 螺槽的升角设计为40°。
[0045] 螺杆螺棱与料筒螺槽的宽度设计为10mm时，螺杆螺棱高度设计为4. 5mm、料筒螺 槽深度设计为2mm;且螺杆螺棱与料筒螺槽的旋转方向相反。
[0046] 在本实用新型实施方式中，进一步优先选用螺线型结构+直线型结构+螺线型结 构的复合结构，采用此结构时，螺杆与料筒的组合结构比例是1:1: 1，螺杆螺棱与料筒螺槽 的头数按5头加工，螺杆螺棱与料筒螺槽的升角按40°加工，螺杆螺棱与料筒螺槽的宽度 为10mm时，螺杆螺棱高度是4. 5mm、料筒螺槽深度是2mm，物料流的剪切速率是1450/s，使用 效果较佳。
[0047] 在本实用新型实施方式中，螺杆螺棱和料筒螺槽的断面结构可W选用=角形结 构、矩形结构和梯形结构中的一种。
[0048]W下结合说明书附图对本实用新型的【具体实施方式】作出进一步的说明。
[0049] 在下述实验方案中，利用上述强剪切力化学反应器对高密度聚乙締颗粒进行加 工，并添加抗氧剂，防止聚乙締材料，经剪切后氧化降解。通过对比加工前后聚乙締材料的 平均分子量，来评判该设备对聚乙締材料的剪切效果。
[0050] 在实施例中依次实验对比了螺杆螺棱和机筒螺槽的截面形状、头数、升角的影响 趋势，并在实施例4中，公开了最佳的螺杆和机筒参数时的实验结果。
[00川 实施例1
[0052] 强剪切部的螺杆和机筒的螺纹分布形式均按照螺旋一直线一螺旋的排列形式。
[0053] 螺杆长度1 = 270mm，直径D= 90mm，长径比为3。
[0054] 螺杆各段长度比：螺旋：直线：螺旋=1:1:1;螺旋部分螺棱头数为3,长径比为 1，右旋，螺棱升角50°;直线部分螺棱头数为3,均布，长径比为1。
[005引 机筒长度1 = 270，直径D= 92mm，长径比为3。
[0056] 机筒各段长度比为螺旋：直线：螺旋=1:1:1;螺旋部分螺槽头数为3,长径比为 1，左旋，螺棱升角50°;直线部分螺棱头数为5,均布，长径比为1。
[0057] 螺杆和机筒的螺棱形状按照=角形、矩形和梯形交叉组合的形式依次进行组合实 验，如附图7。
[0058] 电机功率22Kw，转速600转/分。
[0059]