双螺杆元件对乙烯基酯聚酯复合材料中纳米粘土分散的影响——基于田口正交数组法的研究

摘要整理

本研究采用MINITAB-V16软件设计实验方案，系统研究了双螺杆挤出机中螺杆元件对Cloisite-15A在乙烯基酯树脂中分散性能的影响。实验设计考虑了两个主要因素：Cloisite-15A含量（1、2、3、4 wt%）和螺杆元件类型（第1型：55 mm揉搓元件；第2型：90 mm揉搓元件）。采用超声处理与双螺杆挤出相结合的工艺将Cloisite-15A分散于乙烯基酯树脂中。基于田口L8正交数组设计方法，研究了上述因素对拉伸强度和硬度的影响。方差分析（ANOVA）结果表明，采用揉搓螺杆数量更多的第2型螺杆元件处理时，Cloisite-15A在乙烯基酯树脂中的分散效果最佳。信噪比（S/N）分析显示，在230 rpm、10次通过的工艺条件下，Cloisite-15A含量对第2型螺杆处理的凝胶涂料的拉伸强度和硬度影响最大。概率图分析表明，在95%置信区间内，所有响应值沿正态概率图趋势均匀分布。灰色关联分析（GRA）用于识别最优工艺参数组合，以获得最佳力学性能。最优工艺条件为：Cloisite-15A含量4 wt%，采用第2型螺杆，230 rpm转速，10次通过。扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析表明，在4 wt% Cloisite-15A含量条件下，凝胶涂料中不存在团聚现象，纳米粘土实现了良好的剥离。

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