障壁螺桿接混合元件之電腦模擬

Abstract

單螺桿押出機是高分子加工中非常重要的製程設備，而其中螺桿設計的目標在於押 出量與混合程度的提昇，並且避免出料不穩的情形發生。本論文研究的主題在於針 對以上的問題提出各種修正設計，以期望能改善傳統單螺桿的押出表現，提昇產品 品質。 單螺桿的押出程序主要有三個部分，分別為固體傳送區( 含遲滯區 )、熔化區及熔 融物傳送區( 亦稱為計量區 )。出料不穩的原因主要來自於熔化區中固體床的崩潰 ，改善的辦法是在熔化區中的固體床與熔融池之間加入一道障壁梯板以避免固體床 崩潰。至於改善傳統單螺桿的混鍊效果上，則是在計量區中加裝分散式混合元件(M addock混合元件) 。利用梯板與套筒壁問的狹窄流道產生高剪切力來阻擋並打散聚 集的高分子顆粒，以增加混合效果。 高分子押出程序的熔融行為主要根據Tadmor熔融模式。數值計算上，螺桿部分使用 有限差分法(FDM) ，混合元件則嘗試流動分析網路法(FAN) 。以電腦模擬LDPE高分 子材料的押出程序，並藉由加工條件的改變來探討各種修正設計的改善效果。