集裝桶吹塑混合材料按混合過程中發(fā)生的分散程度分類
1.非分散混合
在混合中僅增加粒子在混合物中空間分布均勻性而不減小粒子初始尺寸的過程稱為非分散混合或簡單混合,如圖4-20所示。
在滾筒類或螺帶類混合機(jī)中的混合一般是簡單混合。這種混合基本是通過對(duì)流來實(shí)現(xiàn)的,可以通過包括塞流和不需要物料連續(xù)變形的簡單體積排列和置換來完成。它又分為分布性混合和層狀混合。分布性混合主要發(fā)生在固體與固體、固體與液體、液體與液體之間,它可能是無序的,如發(fā)生在將固體與固體混合的混合機(jī)中;也可能是有序的,如發(fā)生在將熔體與熔體混合的靜態(tài)混合器中,層狀混合發(fā)生在液體與液體之間。
2.分散混合
在混合過程中發(fā)生粒子尺寸減小到極限值,同時(shí)增加相界面和提高混合物組分均勻性的混合過程,稱為分散混合。這種混合主要是靠剪切應(yīng)力和拉伸應(yīng)力作用來實(shí)現(xiàn)的。在開煉機(jī)、密煉機(jī)、螺桿擠出機(jī)等混合設(shè)備中的混合是分散混合。在高速混合機(jī)中的混合前階段是非分散混合,而后階段則是分散混合。
在高分子材料加工中,有時(shí)要遇到將呈現(xiàn)出屈服點(diǎn)的物料混合在一起的情況,如將間體顆;蚪Y(jié)塊的物料加到髙分子流體中(如填充、染色),以及將黏彈性高分子液滴混合到高分子熔體中,這時(shí)要將它們分散開來,使結(jié)塊和液滴破裂,成為最終粒子或允許的更小顆粒或液滴,并均勻地分布到多組分中,這要靠強(qiáng)迫混合物通過狹窄縫隙而形成的高剪切區(qū)來完成,故分散混合是通過剪切應(yīng)力作用減小平均粒子尺寸的過程。
剪切應(yīng)力隨物料的黏度增加而增大。溫度越高,物料的黏度越低,因此分散混合應(yīng)在較低的溫度下進(jìn)行。剪切應(yīng)力的大小還與粒子或結(jié)塊的尺寸有關(guān),在混合初始,粒子或結(jié)塊較大,受剪切面積大,受到的剪切應(yīng)力大,易于破裂;隨著大粒子或
結(jié)塊尺寸的減小及黏度降低,所受的剪切應(yīng)力變小,分散困難;當(dāng)粒子或結(jié)塊的尺寸及黏度達(dá)到某一臨界值時(shí),分散就完全停止。
分散混合過程是一個(gè)復(fù)雜的過程,可以發(fā)生各種物理-機(jī)械和化學(xué)的作用。
。1)較大的配合劑團(tuán)聚體和高分子團(tuán)塊被破碎為適合于混合的較小粒子;
。2)在剪切熱和傳導(dǎo)熱的作用下,高分子塑化熔融,高分子相的黏度降低;
。3)粉狀或液狀的較小粒子組分克服高分子的內(nèi)聚能,滲人到高分子黏流體內(nèi);
(4)較小粒子組分分散,即在剪切應(yīng)力的作用下,配合劑聚結(jié)體或團(tuán)聚體的尺寸減小到形成聚結(jié)體之前初始粒子的最小尺寸;
(5)粒子發(fā)生位移,從而提高物料的熵或無規(guī)程度、隨機(jī)性或均勻性,固相粒子最終分布均化;
(6) 高分子和活性填充劑之間產(chǎn)生力-化學(xué)作用,使填充物料形成強(qiáng)化結(jié)構(gòu)。
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