双螺杆挤出–技术与原理(原著二版)

双螺杆挤出是一种重要的聚合物加工技术，双螺杆挤出机被广泛用于反应加工（包括聚合和接枝反应）、混合与共混、脱挥以及热塑性塑料最终成型加工，特别是型材挤出。本书主要介绍了非啮合异向旋转、啮合异向旋转、啮合同向旋转这三种类型的双螺杆挤出机及它们的技术发展史，同时讲述了这些机器流动特性的建模与模拟的研究成果，以及对这些机器特征的实验研究，其独特之处，在于清晰地区分市场上双螺杆挤出机的不同类型以及对它们的性能进行了评价。希望能让化学家、工程师以及相关的技术人员加深对双螺杆挤出技术的了解，并通过本书为他们在实际操作中提供技术指导。

第1章多螺杆挤出机概论1
1·1概述1
1·2螺杆几何结构2
1·3根据旋转方向和螺杆数的分类4
1·4根据螺杆接触形式的分类7
1·5根据结构模式的分类7
参考文献8

第2章基础知识：聚合物性能和流动原理10
2·1概述10
2·2聚合物特性10
2·3聚合反应14
2·4质量守恒和力学17
2·5聚合物流体的流动19
2·6本构方程23
2·7能量守恒和热传导25
2·8流体动力润滑理论26
参考文献28

第3章单螺杆挤出31
3·1概述31
3·2单螺杆挤出机的发展史31
3·3计量流动的机理37
3·4计量流动：螺棱及间隙的影响41
3·5螺杆挤出机中的熔融43
3·6塑料螺杆挤出机中的固体输送46
3·7单螺杆挤出机中的停留时间分布47
3·8比例放大49
参考文献52

第4章啮合同向双螺杆挤出技术55
4·1概述55
4·2发展史56
4·3哥伦伯 LMP RC挤出机57
4·4Meskat·Erdmenger·Geberg, I·G·法本公司的沃尔芬工厂的双螺杆
研发简介59
4·5Meskat 拜耳 (多尔马根) 简介61
4·6Erdmenger 拜耳 (勒沃库森) 简介63
4·7Kraffe de Laubarede的均化螺杆65
4·8WP ZSK 系列 Erdmenger66
4·9Erdmenger·Oetke 4·螺杆VDS·V 脱挥器68
4·10LMP·RH 温莎螺杆简介68
4·11Readco 和贝克·珀金斯双螺杆挤出机70
4·12后续的拜耳研发成果72
4·13后续的WP研发成果73
4·14新增的机械制造商75
4·15贝尔斯托夫研发成果76
4·16橡胶共混76
参考文献77

第5章啮合同向双螺杆挤出机的流动机理及建模81
5·1概述81
5·2螺杆几何结构81
5·3正向泵送螺纹元件的流场建模82
5·4反向泵送螺纹元件的流场建模89
5·5捏合块元件中的流动机理及建模90
5·6能量平衡97
5·7熔融99
5·8整体组合积木式双螺杆挤出机的建模100
5·9混合建模102
5·10瞬态分析103
参考文献103

第6章啮合同向双螺杆挤出机的实验研究106
6·1概述106
6·2流场的可视化106
6·3泵送特征108
6·4停留时间分布110
6·5混合112
6·6传热114
6·7熔融115
参考文献115

第7章啮合异向双螺杆挤出技术118
7·1概述118
7·2发展史118
7·3I·G·法本·雷士捏合泵研发简介120
7·4聚氯乙烯（PVC）的商业双螺杆挤出机的起源123
7·5锥形双螺杆挤出机123
7·6Pasquetti的Bitruder挤出机124
7·7Mapre挤出机125
7·8Kestermann 挤出机125
7·9Anger挤出机126
7·10欧洲二战后啮合异向双螺杆挤出机的回顾127
7·11日本啮合异向双螺杆挤出机制造商127
7·12雷士积木式机器·1128
7·13日本制钢的研究129
7·14日本宝理公司的异向旋转捏合块机器130
7·15雷士积木式机器·2130
7·16聚氯乙烯双螺杆挤出机的详细设计及制造131
参考文献131

第8章啮合异向双螺杆挤出机的流动机理及建模134
8·1概述134
8·2螺杆几何结构及正位移泵送原理134
8·3C型室中的流场137
8·4漏流139
8·5在模块元件中流场的FAN模型141
8·6熔融模型144
8·7积木式啮合异向双螺杆挤出机的组合模型144
8·8螺杆·螺杆·机筒的相互作用147
参考文献147

第9章啮合异向双螺杆挤出机的实验研究149
9·1概述149
9·2流场可视化149
9·3泵送特征150
9·4停留时间分布153
9·5熔融现象154
9·6分散混合154
参考文献155

第10章非啮合异向双螺杆挤出技术157
10·1概述157
10·2发展史157
10·3焊接工程师公司机器158
10·4焊接工程师公司机器的应用160
10·5锥形双螺杆机器162
10·6WP公司的Kammerkneter 挤出机163
10·7Eisenmann 可调节节流双螺杆挤出机164
10·8带反向螺纹的机器165
参考文献165

第11章非啮合异向双螺杆挤出机的流动机理及建模167
11·1概述167
11·2相切式异向旋转螺纹元件的Kaplan·塔德莫尔流场模型168
11·3Nichols及其合作者的理论169
11·4相切式异向旋转螺纹元件中的流场润滑理论的数值模型171
11·5相切式异向旋转螺纹元件中的流场有限元模型175
11·6非牛顿流场建模176
11·7反向泵送相切式异向旋转螺纹元件179
11·8非等温建模180
11·9积木式相切异向双螺杆挤出机的组合模型181
11·10相切式异向双螺杆挤出机的比例放大182
参考文献183

第12章非啮合异向双螺杆挤出机的实验分析185
12·1概述185
12·2流体运动的流场可视化185
12·3相切式异向双螺杆机器中的简单螺杆组合的泵送特征186
12·4相切式异向双螺杆机器中模块化螺杆的泵送特征190
12·5相切式异向双螺杆机器中停留时间分布193
12·6相切式异向双螺杆机器中混合研究193
12·7相切式异向双螺杆机器中熔融行为194
参考文献194

第13章连续混炼技术196
13·1概述196
13·2间歇式密炼机196
13·3早期连续混炼机的结构200
13·4克虏伯的Knetwolf 混炼机201
13·5Eck 挤炼机202
13·6Ellermann克劳斯玛菲DSM混炼机203
13·7法雷尔连续混炼机204
13·8Matsuoka和Bolling 的Mixtrumat混炼机205
13·9日本制钢的研究206
13·10神户制钢的L·串联连续混炼机207
13·11后续的法雷尔研发成果208
参考文献209

第14章连续混炼机的流动机理及建模211
14·1概述211
14·2Canedo·Valsamis模型211
14·3法雷尔连续混炼机的笛卡尔坐标润滑理论流动模型212
14·4法雷尔连续混炼机的柱坐标润滑理论流动模型212
参考文献216
第15章连续混炼机的实验研究217
15·1概述217
15·2连续混炼机中聚合物的分布217
15·3停留时间分布219
15·4连续混炼机中的分散混合220
15·5不同聚合物的共混220
参考文献221

第16章往复式单螺杆混炼机222
16·1概述222
16·2技术研发简介222
16·3现代往复式单螺杆混炼机226
16·4流场建模227
16·5组合模块化机器的理论230
16·6实验研究232
参考文献234

第17章反应挤出236
17·1概述236
17·2发展史236
17·3聚烯烃控制降解238
17·4在聚烯烃上接枝反应单体238
17·5卤化脂肪族碳氢聚合物239
17·6乙烯·乙烯醋酸共聚物的酯交换反应240
17·7热塑性弹性体的交联反应240
17·8内酰胺的阴离子聚合反应241
17·9聚氨酯的聚合反应242
17·10三氧杂环己烷的开环聚合反应242
17·11内酯的阴离子聚合反应243
17·12聚醚酰亚胺的聚合反应243
17·13丁二烯·苯乙烯嵌段共聚物243
17·14内酰胺·内酯嵌段共聚物244
17·15最后评价244
参考文献244

第18章脱挥及脱水248
18·1概述248
18·2早期挤出脱挥248
18·3双螺杆挤出脱水和脱挥的发展史249
18·4脱挥的建模251
18·5脱挥的实验研究252
参考文献253

第19章比较与结论性评价255
19·1概述255
19·2流动机理255
19·3停留时间分布256
19·4机器特征257
19·5应用257
19·6不同机器的商业成就258
参考文献259