双螺杆挤出工艺的非同热模拟和安全分析,用于合成基于聚合物的高能热塑性弹性体的甘基化
Junming Yuan1, Yan Liu1, Jinying Wang1
1School of Environment and Safety Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China.
这项研究模拟了基于glycidyl azide聚合物的能量热塑性弹性体 (GAP-ETPE) 的双螺丝挤出. 制元件的90°偏移角度确保了GAP-ETPE合成的最高安全性和最佳混合.
科学领域:
- 聚合物科学与工程 聚合物科学与工程
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 能量热塑性弹性体 (ETPE) 对于先进的应用至关重要.
- 基于甘酸聚合物 (GAP) 的ETPE合成需要精确控制挤出参数.
- 了解热量和流量特性对于安全和高效的生产至关重要.
研究的目的:
- 通过双螺杆反应挤出来研究GAP-ETPE合成期间的温度变化和流量特征.
- 执行挤出过程的非异热模拟和安全分析.
- 优化螺丝元件设计,以提高安全性和混合效率.
主要方法:
- 材料特性包括GAP-ETPE的机械灵敏度,粘度和DSC.
- 使用Gambit.使用3D建模交织的协同旋转输送和制元件.
- 使用FLUENT 19.0软件进行非异热数值模拟.
- 对不同分层角度的温度,压力和剪切应力场的分析.
主要成果:
- 制元件的最高温度略高于输送元件的最高温度,但平均流通道温度更高.
- 制元件的90°偏移角度产生最小的压力差,表明最高的安全性.
- 与45°和60°角相比,90°制元件显示出更高的分散和混合能力.
- 计算的点火响应时间大约为6秒.
结论:
- 90°的偏移角度是最佳的安全和混合在GAP-ETPE双螺丝挤出.
- 模拟结果为设计更安全,更高效的高能材料挤出机提供了关键数据.
- 该研究为工业规模生产GAP-ETPE提供了理论基础.
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