挤出理论的主要内容、研究方法和意义
挤出理论是研究物料在螺杆式挤出机中、在塑化挤出过程中,状态变化及运动规律的工程原理,如:物料在螺槽内速度、压力、温度分布的规律;螺杆对物料的输送能力;螺杆的功率消耗;螺杆对物料的塑炼效果等。对于具体的挤出过程来说,存在许多不同之处。有些聚合物以固体颗粒(或粉)状加入,经由挤出机塑化后,以熔体状态被挤出。多数热塑性塑料以及熔融纺丝的加工过程属于这一种情况;有些聚合物则以粘流态加入挤出机,如聚合物制备后期中的挤压脱水和橡胶的挤出过程,它们不需要在挤出机中塑化熔融物料;还有些聚合物在挤出全过程中,物料自始至终没有形成粘性流体的流动状态,如超高分子量聚乙烯的挤出。而作为挤出理论的研究,则取个性中的共性问题,概括为三个理论:固体输送理论、熔融理论和熔体输送理论。三个理论相对应挤出过程中的三个功能区:固体输送区、熔融区、熔体输送区。这些区段的存在与否以及在挤出机中的位置,视具体的挤出过程不同而不同,相邻各段也会互相交叠,当聚合物性能或操作条件变化时,各段边界可改变。
三个区段的理论研究采用的方法为模型法。这种方法是对于工程问题进行理论研究中采用较多的一种方法,其过程为:通过实验观察,对复杂的实际过程作详尽的了解,并分析各个构成条件中的主要因素、次要因素在过程中的作用,在此基础上,建立物理模型。建立物理模型就是对实际过程作出若干简化和假设,否则,会由于过程太复杂而使数学表达式、数学运算无法进行。因此,建立物理模型是将过程中的细枝末节去掉,保留主要条件,将难于进行理论分析的因素暂且搁置的简化过程。有了适当的物理模型,即可用数学式加以描述或根据等量关系建立方程式,这个过程称为建立数学模型。再通过对数学式的运算和分析,得到理论公式。由于理论公式是建立在对实际过程作出假设的基础之上,因此,还有必要对理论公式表达的内容进一步地进行分析,并经过实验验证等方法,对理论公式进行修正,使得运用理论公式的分析和计算与实际情况更加接近。
挤出理论研究的意义在于:通过理论分析,寻求在聚合物加工中提高产量、提高塑化质量、降低能量消耗的有效途径,为聚合物挤出过程改进工艺、改进设备提供依据。
三个区段的理论研究采用的方法为模型法。这种方法是对于工程问题进行理论研究中采用较多的一种方法,其过程为:通过实验观察,对复杂的实际过程作详尽的了解,并分析各个构成条件中的主要因素、次要因素在过程中的作用,在此基础上,建立物理模型。建立物理模型就是对实际过程作出若干简化和假设,否则,会由于过程太复杂而使数学表达式、数学运算无法进行。因此,建立物理模型是将过程中的细枝末节去掉,保留主要条件,将难于进行理论分析的因素暂且搁置的简化过程。有了适当的物理模型,即可用数学式加以描述或根据等量关系建立方程式,这个过程称为建立数学模型。再通过对数学式的运算和分析,得到理论公式。由于理论公式是建立在对实际过程作出假设的基础之上,因此,还有必要对理论公式表达的内容进一步地进行分析,并经过实验验证等方法,对理论公式进行修正,使得运用理论公式的分析和计算与实际情况更加接近。
挤出理论研究的意义在于:通过理论分析,寻求在聚合物加工中提高产量、提高塑化质量、降低能量消耗的有效途径,为聚合物挤出过程改进工艺、改进设备提供依据。








































