4.2 分散混合
分散混合的目的是把少组分的固体颗粒和液相分散开来，成为最终粒子或允许的更小颗粒或液滴，并均匀地分布到多组分中。如图5. 所示为分散混合的过程，ⅰ-使聚合物和添加剂粉碎、ⅱ-使粉状和粒状固体添加剂渗入聚合物中、ⅲ-分散、ⅳ-分布均化。
图5. 分散混合过程
1.聚合物 2、3-任何粒状和粉状固体添加剂
分散混合过程是：1、在流场产生的粘性拖曳下，将大块的固体添加剂破碎为较小的粒子；
2、聚合物在剪切热和传导热的作用下熔融塑化，粘度逐渐降低至粘流态时的粘度；
3、较小粒子克服聚合物的内聚力，渗入到聚合物中；
4、较小粒子在流场剪应力的作用下，进一步减小粒径，直到最终粒子大小；
5、固相最终粒子在流场作用下，产生分布混合，混合均匀；
6、聚合物和活性填充剂之间产生力-化学作用。
5.混色技术分析及问题的解决
从混合机理，我们可以知道，混合主要包括分布混合和分散混合。分布混合的作用是把色母或色粉粒子均匀地分布到聚合物熔体的各个部分。分散混合的作用是通过剪切，把色母或色粉的粒子进一步细化，使其均匀分布到熔体中。
销钉混色头——分布混合
销钉混色头是典型分布混合，其主要作用是分割料流，增加界面，改变料流方向，使流束重新排列，通过多次分流、汇合、改变流动方向达到分布混合的目的。
屏障混色头——分散混合
屏障混炼头通过屏障棱和机筒的间隙对熔体产生高剪切，提高塑化效果，阻止未塑化好的物料通过。另一方面它可以通过高剪切分散色粉或色母，是典型的分散混合；同时它也有一定的分布混合的作用，物料通过屏障段时由一股变为几股，因而增加了界面；几股物料流出出料槽后又汇合在一起，利于位置的交换；进料槽和出料槽中的物料因机筒运动而产生涡旋，不断改变流动方向，有利于分布混合有益。其混色及塑化效果都比较好。
要达到好的混色效果，必须是先分散混合再分布混合，把分散混合和分布混合结合起来。因为通过分散混合充分打散色粉或色母，使其粒子充分小，再通过分布混合来把色粉或色母粒子均匀的分布到熔体中，达到好的混色效果。如上所述，销钉头可以达到很好分布混合，屏障头可以达到很好的分散混合。所以把销钉头和屏障头结合起来，可以达到很好的混色效果。
震德cj800m5打工具箱第一种混色设计方案是采用销钉过胶头，螺杆采用不带混炼头的螺杆，如图6.所示为其采用的销钉过胶头。其设计为3排销钉，每排16个。如工具箱
图6. 销钉过胶头
图1. 所示，其混色效果比较差。原因是没有分散混合元件，色粉和色母不能充分散开，销钉过胶头只能达到分布混合的作用，其只能把未充分分散开的色粉或色母分布到熔体中，所以导致混色效果不佳。另外销钉只有三排也不利于很好的分布混合。
第二种混色方案采用带屏障头的螺杆 销钉过胶头，屏障头如图7.所示。从工具箱图
图7. 屏障头
我们发现其混色效果比第一种方案要好很多。原因是屏障头作为分散混合元件，把色粉或色母充分分散开，然后通过销钉过胶头将分散开的色粉或色母均匀的分布的熔体中。达到比较好的混色效果。这也证实了前面理论分析“先分散混合再分布混合可以达到好的混色效果”。但是从图可以看到，其混色还是存在一定的问题。笔者认为是销钉过胶头的排数太少，不能提供充分的分布混合，也可能是屏障头没有充分分散开色粉或色母。
为了解决工具箱的混色问题，根据以上的理论和实验的分析，我对螺杆进行了优化设计（主要提高塑化效果，这里不详述），特别是对混炼头重新设计，方案还是采用屏障头（分散混合） 销钉头（分布混合）的方案如图8.所示。但是屏障头采用了“双屏障头”的结构，采用这种结构的屏障头，首先熔体被分成6股通过第一段屏障段，第一次被剪切分散，接着熔体到达两屏障段中间的过渡段时，位置相互置换；位置置换后的熔体又被分成6股通
图8. 新的螺杆混色组件
过第二段屏障段，第二次被剪切分散后分6股出来进行第二次位置置换。所以这种结构的屏障头可以提供更好的分散混合（两次剪切），同时也提供了好的分散混合（2次把料流分成6股，2次6股料流进行位置置换）。销钉过胶头的设计也增加了销钉的排数，由3排增加到5排，加强了分布混合的效果。如图9.所示为用新的螺杆及混色组件成型的工具箱。与前两次方案的工具箱对比，用新的螺杆及混色组件成型的工具箱外观最漂亮，混色问题完全解决。
图9
(全文完)
作者：占国荣