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螺杆转速对合金性能的影响

在制造阻隔材料时,除了体系组成的选择外,共混挤出以及成型注塑加工过程中的螺杆的剪切力的大小对阻隔型结构的产生与保持具有重要的作用。尼龙与大多数高聚物共混得到各种合金材料。掺混的聚合物不同以及共混配比的改变,都可得到一系列不同性能产品。因此通过共混改性是实现尼龙工程塑料高性能、多功能化、专用化、系列化的重要途径。
 
当螺杆转速在30时,体系形成了很明显的层状结构,PA6在HDPE基体中呈规整的层状分布,所以这种层状结构具有很好的阻隔性。当螺杆转速大于30时,由于剪切速率的增加,PA6倍剪切分割成细小的颗粒,分散在HDPE基体中,这种粒状分散结构不具备阻隔性。因此螺杆转速不仅影响分散效果,还会改变共混合金形态结构,最终影响合金的某些特性。
 
在螺杆组合一定的情况下,螺杆的转速越高,剪切力就越大。在共混过程中通过螺杆的剪切作用,将分散相均匀的分散于基体之中,剪切力越大,分散相的尺寸就越细,合金的性能就好。但螺杆转速过大时,其摩擦大易引起聚合物的热降解,同时螺杆转速还反映物料在螺杆中的停留时间的长短。
 
螺杆转速小物料停留时间长,对于易热氧的聚合物会有不利的影响,转速太高,物料停留时间太短影响组分间的混合效果。以上是宏观角度来讨论螺杆转速的重要作用。此外螺杆转速对共混体系微观结构有很大影响。在制备层状共混合金时,对螺杆转速有很严格的要求,螺杆转速的变化,可改变共混合金微观结构与性能。
 
螺杆转速对注塑加工制品阻隔性能的影响。对于HDPE/PA6体系,形成层状结构除了合理的配方外,螺杆转速起着十分重要的作用,共混物形态与螺杆剪切速率有关。随螺杆转速的增加,合金的阻隔性提高,;偶感转速在30时,气体的透过率很低,说明这种转速下形成的结构具有阻隔性。螺杆转速低,剪切速率相对较小,不能对PA6产生有效剪切而使其取向延展。
 
塑化与混合程度对合金性能的影响。应当说温度升高,有利于两聚合物的共混合物均化,有利于分散相的分散。担温度过高时,除带来高温降解问题外,由于两聚合物流动性对温度的依赖性不一致,会产生不均匀流体,即分散相在基体中不均匀分布,从而影响合金力学性能。采用什么样的温度分布形式,是前后高低或前低后高,或是两头低中间高,还是设立一个或多个高温区,应根据共混组分物性来确定。
 
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