雙螺桿擠出機(TSE)被廣泛用于提供添加劑、填料和液體等不同成分的均勻混合,是食品、纖維素漿、高分子化合物、化合物和含能材料連續(xù)生產線的核心。擠壓是一個連續(xù)的過程,包括在螺桿/機筒系統(tǒng)內成型或轉化材料,所涉及的機制包括傳動傳熱傳質的過程。長徑比(L/D)是關系到產品質量和擠壓過程中材料流變性能的一個非常重要的因素。增加L/D比可以容易地延長停留時間,從而提高產量、混合能力、模具壓力、熔融能力等,但也容易引起降解,影響塑料的塑化和擠出質量。應根據(jù)加工材料的物理性能和產品的質量要求,充分利用增加的L/D比的優(yōu)勢。通過對Coperion、Leistritz、Krauss-Maffei等世界頂級擠出機供應商的調查發(fā)現(xiàn),商用雙螺桿擠出機的L/D比大多為21?48。對于熱敏材料、顆粒材料和沒有高質量要求的產品(如廢物回收和造粒)的加工,建議選擇較小的L/D比。從39到48的大L/D比更適合于需要更高溫度、壓力和產品質量的材料。L/D比的增加通常是有限的,因為螺桿軸將承受更大的扭矩。由于懸臂梁的結構通常應用于擠出機中,增加L/D比容易導致掃頻、異響、抖動、磨損等。L/D比超過100的可定義為“超大長徑比”或“超高長徑比”。超大L/D比對于許多領域是必要的,例如聚合物復合材料/納米復合材料的復合、紡絲和反應擠出。由于缺乏具有超大L/D比的雙螺桿擠出機,人們在這些領域必須采用多個擠出循環(huán)。
聚丙烯腈(PAN)熔點高,熱處理后產碳率高,斷裂強度高,被認為是碳纖維的首選前驅體材料。近90%的商用碳纖維都是由PAN初生纖維制成的。生產高性能碳纖維需要高質量的PAN初生纖維。然而,纖維紡絲是一個復雜且耗時的過程。從聚合物溶液中生產PAN纖維的兩種主要成熟技術是濕法紡絲和干噴濕紡法紡絲。與濕法紡絲工藝相比,干噴濕紡法紡絲過程中噴絲板與凝固浴之間的氣隙改善了分子鏈排列,使纖維獲得了更好的力學性能。此外,干噴濕紡法比濕紡法快得多,這可以降低成本。但在干噴濕紡法紡絲過程中,初生纖維會產生大量的缺陷,如雜質、微孔、表面缺陷和定向結構。初生纖維質量是決定碳纖維性能的主要因素,減少初生纖維中缺陷的尺寸和數(shù)量可以提高最終得到的碳纖維的拉伸性能。
論文鏈接: https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c00509
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