Page 127 - 《橡塑技术与装备》2025年10期

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表 5 温度分布曲线 T1 和 T2
温度 /℃
进料区 料筒 1&2 料筒 3 螺杆 管芯
70 70 50 80 80
T 1
80 80 60 50 80
T 2
5 结果
首先，分析了不同参数对吞吐量的影响，其中首
先分析了两种不同螺杆概念对吞吐量的影响。如图 4
所示，螺杆的影响与加工过程中使用的温度分布密切
相关。当使用温度分布 1 时（该分布用于实现高吞吐
量），可以观察到无齿螺杆 A 2 的吞吐量高于通常使用
图 3 带销钉的螺钉 A（顶部）和无销钉螺钉 A2（底部）
的几何形状 的带齿螺杆 A。相比之下，第二种温度分布下的吞吐
量则更为接近。螺杆似乎对吞吐量影响较小。有时螺
4 实验设计 杆 A 的吞吐量较高，有时是 A 2 ，但从标准差来看，它
实验设计包含 12 个试验点，这些试验点由两组螺 们实际上非常接近。这与实验中 SBR 和 EPDM 混炼
杆、两种不同的温度曲线以及三种不同的螺杆转速组 物的结果略有不同，因为在那里螺杆 A 2 的吞吐量始终
合而成。这些变量组合形成了 2 组螺杆的 6 个不同运 比带销钉的螺杆 A 低约 10%。因此，材料性能与螺杆
行点，具体见表 4。 设计之间确实存在相互依赖关系。
表 4 NR 混炼物的实验设计
材料 螺杆 螺杆转速 /rpm 温度分布曲线
10 T 1
T 2
A 20 T 1
T 2
30 T 1
NR T 2
10 T 1
T 2
图 4 不同机组的 NR 吞吐量
20 T 1
A 2
T 2
从图 5 所示的温度分布情况可以看出，温度分布
30 T 1
T 2 1 所引发的吞吐量显著高于温度分布 2。这一结果与所
如表 5 所示，两种温度分布的共同点在于，料筒 选温度曲线的预期效果相吻合，并且在图 10 展示的其
他材料中也观察到了相似的现象，只不过在那里的效
温度从进料段到螺杆尖端逐渐降低。模头温度始终设
果更为突出。此外，可以明显看出，不同温度分布的
定为 80 ℃，而螺杆温度则有所变化，因此有时螺杆温
度低于料筒温度，有时则高于料筒温度。第一种温度 影响在无销钉的 A2 螺杆上表现得尤为显著，这一点
由右侧的六列数据所证实。因此，螺杆设计与温度分
曲线（螺杆温度较高）被选中以实现高吞吐量，而第
布的影响之间存在着明显的依赖关系。
二种温度曲线（螺杆温度较低）应能更好地混炼材料，
每个操作点启动并运行直至过程稳定。吞吐量、压力
和温度从稳定过程中的测量值获得。因此，在螺杆尖
端使用温度测量叶片记录通道宽度内的七个温度。此
外，使用四个压力传感器记录螺杆沿程的压力。随后
挤出机被完全停止。随后将所有段的温度设置为 140

℃，这是由于水温控制系统限制下的最大可能温度。
橡胶在料筒内完成硫化后，螺杆连同硫化后的橡胶一
图 5 不同温度曲线下 NR 的吞吐量
同从料筒中取出，以便从通道中取样。
较高的螺杆转速通常会导致挤出工艺中吞吐量增

年
2025 第 51 卷 ·75·