挤出原理与实践

挤出原理与实践
备注
本书是由M. J. Stevens与J. A. Covas共同编著，第一版 1985，1995 年第二版。本书中文版以1995 年第二版英文版为摹本，结合国内现代塑料挤出行业的技术规范实现的中文翻译。在这一过程中，大量运用了 谷歌翻译 手段，难免会有专业术语上的不当之处，还请谅解。
前言
本书旨在填补热塑性聚合物挤出加工理论研究与实践经验之间的空白。前者为挤出机及其部件的数值设计提供了基础，但一般很少关注实际性能，尤其是生产率与产品质量之间的矛盾。在实践中，购买挤出机往往是为了完成一系列任务；即便如此，操作员也可能不得不使用为其他目的而设计的机器，而这种机器并不一定适合所使用的聚合物、工艺或产品。操作员的经验使他能够在不理想的情况下生产出好产品，但大量的变量和相互作用往往会产生明显矛盾的结果。希望本书能提供一个以理论和经验为基础的逻辑背景，帮助工业加工商从设备中获得最佳性能，认识到设备的局限性，并满怀信心地面对新问题。数学的使用仅限于阐明无法用语言表达的效果；如果不使用数学，至少应保留定性的理解。近似理论并不能满足纯粹主义者的要求，但在作者看来，这并不重要，重要的是清晰地表达聚合物加工业赖以生存的物理机制。
M. J. 史蒂文斯 J. A. 科瓦斯
致谢
作者对本书中表达的陈述和观点负责，这些陈述和观点属于他们自己，但也要感谢拉夫堡理工大学聚合物技术研究所和帝国化学公司的工作人员多年来的帮助 Industries PLC、石化和塑料部门以及葡萄牙布拉加米尼奥大学聚合物工程系的工作人员。 我们还对 O. S. Carneiro 和 A. G. Cunha 的贡献表示感谢，他们在研究项目期间获得了第 5 章和第 7 章中提供的一些信息。
目录
1 介绍
1.1 范围和局限性
1.2 方法
2 实用挤出工艺及要求
2.1 成型过程及要求
2.1.1 实体型材
2.1.2 空心型材
2.1.3 电缆涂敷
2.1.4 片材
2.1.5 平膜
2.1.6 胶带
2.1.7 化纤
2.1.8 网布和网孔
2.1.9 管状薄膜（吹膜）
2.1.10 发泡
2.2 其它应用及要求
2.2.1 混炼
2.2.2 熔融共混
2.2.3 脱气干燥
2.2.4 过滤
2.2.5 脱水
2.2.6 共聚
2.2.7 吹塑成型
2.2.8 注射吹塑
2.2.9 要求比较
3 挤出相关的流动特性
3.1 粘度
3.2 剪切流动
3.2.1 简单剪切
3.2.2 圆形毛细管（牛顿模型）
3.2.3 无边界平缝（牛顿模型）
3.2.4 剪切应变能
3.3 拉伸流动
3.4 弹性效应
3.5 粘度和弹性的测量
4 加工过程中的热和能量特性
4.1 热特性
4.2 热传导
4.3 非等温流动和传热
4.3.1 速度分布
4.3.2 表面传热
4.4 混合
5 挤出模头
5.1 简介
5.2 影响挤出模性能的因素
5.2.1 模头结构
5.2.2 材料流变
5.2.3 挤出机与模头的相互作用
5.2.4 挤出后的现象
5.3 一些型材的挤出模头
5.3.1 管材和管道
5.3.2 吹膜
5.3.3 平膜和片材
5.3.4 型材
5.3.5 电线电缆
5.3.6 多层挤出
5.4 模头设计的基本原则
5.5 模头设计的具体内容
5.5.1 吹膜
5.5.2 平膜和片材
5.5.3 异型材
5.5.4 案例分析：管道生产
5.6 解决问题的行动策略
6 单螺杆挤出机熔体流动机理
6.1 挤出机的功能
6.2 流体方程推导
6.2.1 引言
6.2.2 假设条件
6.2.3 阻力流
6.2.4 压力流动
6.2.5 横向流动
6.3 漏流
6.4 常见螺杆类型的输出方程与纵向压力分布
6.4.1 变量分析 5
6.4.2 恒定深度螺杆
6.4.3 双平行螺杆
6.4.4 渐变螺杆与渐变-平行螺杆
6.5 螺杆/模头组合产量的图形化，包括排气过程
6.5.1 图形表示
6.5.2 通风或真空抽吸
6.6 输出修正
6.7 假塑性流动
6.8 非等温流
7 单螺杆挤出机中的固体输送与熔融
7.1 固体输送与熔融的相关性
7.2 固体输送与熔融的现象学描述
7.3 理论分析
7.3.1 固体输送
7.3.2 熔融
8 能量平衡原理
8.1 能量平衡与效率
8.2 螺杆中的功耗：牛顿等温情况
8.2.1 变量分析：功率方程
8.3 假塑性等温近似
8.4 非等温流动中的功率
8.4.1 熔体输送段中热流的估算
8.4.2 剪切热的分布
8.4.3 通过横向循环混合
8.4.4 螺棱间隙中的热量产生和耗散
8.5 变量对能量平衡的影响
9 单螺杆挤出机的运行
单螺杆挤出机的运行
9.1 螺杆的整体性能
9.2 受控变量的影响
9.3 聚合物的性质
9.4 螺杆设计
9.5 运营策略
10 双螺杆挤出机
双螺杆挤出机
中平面
10.1 非啮合螺钉
10.2 部分交错
10.3 完全啮合：反向旋转
10.4 完全交错：同向旋转
10.5 不同机型对比
11 挤出操作作为整体过程的一部分
挤出机作为整体工艺流程的一部分的运行
11.1 质量
11.2 稳定性
11.3 剪切历史
11.4 控制
11.5 规模扩大
12.1 稳定运行
12.2 颜色和等级的变化
12.3 启动与关闭
12.4 拆卸与清洁
12.5 废料回收
12 单台机器的应用
12 应用于单台机器
附录A 聚合物的热物理与流动性能
附录A 聚合物的热与流动性能
图A.1-A.5的参考文献
附录B 流动与压力的推导
B.1 流动方程的另一种推导
B.2 漏流的估算
B.3 纵向压力分布
B.3.1 双平行(变深)螺杆
B.3.2 锥形和锥形-平行螺杆
B.4 变深螺杆中的压力梯度
B.5 Q-P图的更多实例
B.5.1 双平行螺杆
B.5.2 螺杆挤出机与齿轮泵
附录C 能耗与能量平衡
C.1 能量平衡的实验测定
C.1.1 机械功率输入
C.1.2 加热器能量
C.1.3 聚合物的热含量(焓)
C.1.4 能量损失
C.1.5 热损失实验
C.2 螺杆吸收功率的推导
C.3 熔体输送段中的热流
能耗与能量平衡
A 表面传热：加热器至料筒
B 料筒内的径向传导
C 料筒与聚合物之间的表面传热
D 料筒壁内的轴向传导
E 螺杆根部的径向传热
F 螺棱内的径向传导
G 螺杆上螺棱与螺槽根部之间的局部轴向传导
H 螺杆根部的总体轴向传导
J 螺棱厚度内的轴向传导
K 螺槽内聚合物的径向传导
L 螺槽内聚合物沿螺旋线方向的纵向传导
N 螺槽内的横向环流
P 螺棱间隙内的剪切生热与耗散
R 沿螺棱螺旋线的传导
S 横穿螺槽的传导
停机时(例如升温期间)
螺杆冷却
C.4 剪切生热的分布与横向环流
M 螺杆螺槽中的剪切生热
N 横向环流
C.5 螺棱间隙内的温度变化
附录D 熔体泵送段的稳定性
附录D 熔体输送段的稳定性
附录E 表格清单
参考文献
References
索引
后记
三年时间线
相关链接