浅谈高聚物在线动态混合技术及核心装备-（中篇）

高分子材料合成和加工大部分是在熔体状态下进行的，还有一部分是在溶液状态生产的，混合技术及装备就是针对各种状态的物料实现定比例混合功能的生产工艺，本文只关注高分子材料生产过程的混合技术，其它物料的混合技术不做讨论。

现有应用于高分子材料工业的混合技术有三类：反应釜机械搅拌、螺杆挤出机混合和在线混合。今天的文章主要针对这三种混合技术的混合原理及差异进行分别介绍。

一、反应釜机械搅拌

图1 反应釜机械搅拌

通常，*少有一种组分是液态，其他组分定量加入，在反应器内通过搅拌达到混合均匀。这种混合方式适用于物料粘度不太高的工况，一般用于原料段的各组分添加，可用于间歇式生产，或者通过连续计量添加实现连续生产。大部分搅拌设备起到混合的作用，各组分可能是物理混合，也可以参与聚合反应。

二、螺杆挤出机混合

图2 螺杆挤出混合方式

螺杆挤出，特别是啮合型双螺杆挤出机，可以实现多组分的混合，有些螺杆头部配置了混炼段，也是为了提高物料的混合均匀性。螺杆挤出一般适用于两种或者以上的塑料粒子（固态），通过重量计量的方式喂入螺杆挤出机，在螺杆内实现物料的混合。

螺杆挤出适用于聚合物的粒子（切片）与其他改性组分的混合成型加工，一般用于各种高分子加工成型，其应用极为广泛，工艺也相对成熟。其主要缺点是，需要将聚合物材料加工成粒子（切片），并经挤出机重新加热熔融，能耗较高。

三、在线混合

在聚合物熔体流动状态下，将两种以上的高粘度液态物料在物料输送管路中实现混合的设备，称之为在线混合设备。可分为静态混合器和动态混合器两种，亦有企业将二者结合使用。

1、静态混合器

图3 静态混合器原理图

静态混合器可以安装于聚合物熔体管道中，或者螺杆挤出机出口端，通过多段折流来实现物料的混合。静态混合器已经有成熟的商品供应，从很小产量的挤出系统，到大型化纤生产装置都有成熟的静态混合器商品供应。

静态混合器的主要缺点，由于采用多级折流来实现混合，为了实现更好的混合效果，就需要增加混合的级数，造成静态混合器长径比相对较长，结构比较大，管道阻力大，需要高的泵送压力。同时，管程长，内部存在一定的死角，聚合物容易变性，对物料的品质造成负面影响。

2、动态混合器

为了克服静态混合器在线混合存在的各种弊端，针对一些特殊的工况，近年来，陆续有不同的动态混合设备出现，其基本原理相似。

图4 郑州沃华vowamixer®动态混合器

目前，市场上定型的动态混合产品供应不多；相对于静态混合，动态混合技术具有更多的优势：

⑴混合更充分，折流次数更多；

⑵可改变间隙和转速，使得混合的效果和剪切的强度可调整；

⑶有动力输入，降低泵送压力；

⑷管程短，减少物料积存时间，工艺控制更方便。

动态混合器的主要应用场景有哪些？将会在下次的文章中为大家详细介绍。请您持续关注我们。

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