挤_出_管_材
PPR管材挤出
课题名称：PP-R管材挤出工艺系别：专业：高分子材料应用技术班级：学生姓名：指导教师：目录一、前言 (4)二、聚丙烯 (4)2.1PP的发展形势及其应用 (4)2.1.1PP及其管材简介 (5)2.1.2PP的加工特性及现状 (5)2.1.3PP的性质及应用 (6)四．挤出成型工艺流程 (6)4.1挤出成型原理 (6)4.2挤出成型工艺的生产过程 (7)4.3挤出成型工艺参数 (7)五、结束语 (8)六、参考文献 (9)摘要PP-R管又叫三型聚丙烯管。
是欧洲90年代初开发应用的新型塑料管道产品。
采用无规共聚聚丙烯经挤出成为管材，本文主要设计了PP-R管材挤出生产工艺。
根据当今PP-R管材行业的发展前景和应用，结合实际，详细说明了PP-R管材的配方设计、挤出生产工艺流程等方面。
关键词：PP-R管材挤出成型工艺、配方设计、挤出生产工艺流程、后处理AbstractPp-r pipe and three type polypropylene pipe. Is Europe in the early 90 s development and application of new plastic pipe products. With random copolymerization polypropylene extrusion as pipe material, this paper designed the pp-r pipe extrusion production process. According to today's prospects for development and applicationof pp-r pipe industry, combined with the actual, detailing the pp-r pipe material formulation design, production process flow and parameters determination of devolatilization and waste. To select the extrusion machine, made clear calculation. Workshop production organization and management, and the economic estimate of this project planning. Finally determined the annual output of 20000 t of pp-r pipe extrusion molding process, the formula design is feasible and workshop management and production organization is perfect.Keywords：Pp-r pipe material extrusion molding process formulation design production process and post-processingPP-R管材的挤出成型一、前言挤出成型是塑料成型加工的重要成型方法之一。
挤出成型管材工艺
操作要点
慢速开车，空转，听有否异常声， 慢速开车 ，空转，听有否异常声，电流表是 否超荷。 否超荷。 如一切正常，可少量加料，待管坯挤出后， 如一切正常 ，可少量加料，待管坯挤出后， 方可正常加料，将速度调至正常（30~40转 方可正常加料，将速度调至正常（30~40转 /分钟，有增大的趋势）。 分钟，有增大的趋势） 若管材有弯曲、厚薄不均等缺陷时，应调整。 若管材有弯曲、厚薄不均等缺陷时，应调整。 厚处降温，紧螺栓；反则反之。 厚处降温，紧螺栓；反则反之。
挤出成型管材工艺
定义：挤出成型又叫挤塑、挤压、挤出模 塑。是借助螺杆或柱塞的挤压作用, 塑。是借助螺杆或柱塞的挤压作用,使塑化 均匀的塑料强行通过口模而成为具有恒定 截面的连续制品。 挤出成型是借助螺杆的挤压作用, 挤出成型是借助螺杆的挤压作用,使塑化均 匀的塑料强行通过机头（口模）而成为连 续的制品，如管材、板材、丝、薄膜、电 线电缆等。挤出成型是塑料成型加工的重 要方法之一。根据对塑料的加压方式不同， 可分为连续式和间歇式；按塑料的塑化方 式不同可分为干法和湿法两种。
双螺杆挤出的特点
和单螺杆挤出机相比，双螺杆挤出机的特点是： 1、较高的固体输送能力和挤出产量； 2、自洁能力； 3、混合塑化能力高； 4、较低的塑化温度，减小分解可能； 5、结构复杂，成本高。
挤出前的准备工作
1、根据管材要求，选择适当机头（口模），并将其 安装好。包括分流器、芯模、口模、过滤板、网 等。 2、初步调整口模、芯模同心，并使机头、冷却定径、 初步调整口模、芯模同心，并使机头、冷却定径、 牵引、切割等装置一致。 牵引、切割等装置一致。 3、将应加热的部件加热，开通料斗底部冷却水。 将应加热的部件加热，开通料斗底部冷却水。 4、当达到要求的温度时，趁热将各部分拧紧，以防 当达到要求的温度时，趁热将各部分拧紧， 漏料。 漏料。 检查各部分运动是否正常、漏流、堵塞等。
挤出管材
6、分流锥 7、芯棒支架
8、模体
9、过滤板
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二、设计要点
1. 压缩比ε
压缩比——分流器支架出口处截面积与芯棒口模间的 截面积之比 ε=3～10
低粘度物料：4～10
高粘度物料：3～6
另一种方法：取分流器支架直径与口模直径之比
UPVC：D/d=1.4～1.6
PE：D/d=1.4～2
大管取小值；小管取大值
适用于小机口头径体管、调材节（螺外钉定、连径接）螺；钉P等VC塑料
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直通机头
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大口径管材挤出机头示意图
1- 机头体上部; 2- 机头体下部; 3- 机颈; 4- 分流锥; 5- 分流梭; 6- 过渡芯模
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分流梭断面图
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挤出成型模具
管材挤塑成型机头
1、橡皮片堵 头
2、定径套
3、口模
4、芯棒 5、调节螺栓
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一、典型管材挤出生产流程: 挤出机 机头 定径装置 冷却装置 牵引装置
印商标装置 切割装置 扩口 堆放和转储 装置等
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二、挤出机
挤出机型号的选择应考虑原材料及管材直径。
单螺杆挤出机规格选择：
选用PVC粒料时，管材横截面积与挤出机螺杆截面积之比约 为0.25~0.40即可；
选用PE、PP等流动性好的塑料，管材横截面积与挤出机螺杆 截面积之比可大些，可在0.35~0.4之间。
口模直径有关
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拉伸比——环形截面积与管材截面积之比
D2 d 2 I D管2 外 D管2 内
式中：D—口模直径 d—芯棒直径 D管外—管材外径
D管内—管材内径 I—拉伸比
UPVC：1.00～1.08； SPVC： 1.10～1.35 LDPE： 1.20～1.25； HDPE：1.10～1.20 ABS： 1.00～1.10； PA： 1.40～3.00 考虑胀大和定径收缩 口模直径： D C D管外
挤出成型的类型
一、塑料管材的挤出管材挤出装置由挤出机、机头口模、定型装置、冷却水槽、牵引及切割或卷取装置等组成，其中挤出机的机头口模和定型装置是管材挤出的关键部件。
(1)机头和口模机头是挤出管材的成型部件，大体上可分直通式、直角式和偏移式三种，其中用得最多的是直通式机头，图8一26所示的是直通式挤管机头，机头包括分流器、分流器支架、管芯、口模和调节螺钉等几个部分。
图8一26管材挤出工艺示意图1-螺杆 2一机筒 3一多孔板 4一接口套 5一机头体 6一芯棒 7一调节螺钉8一口模 9一定径套 10一冷却水槽 11一链子 12-塞子 13一牵引装置 14一夹紧装置15-塑料管子分流器又称鱼雷头，如图8一27所示。
薪流态塑料经过多孔板而到达分流器，塑料熔体逐渐形成环形，同时料层变薄，有利于塑料的进一步均匀塑化。
分流器与多孔板之间的空腔起着汇集料流的作用。
空腔的距离不宜过小，以防管材挤出不均匀，质量不稳定;距离太大则料流的停留时间太长，易发生塑料分解。
分流器支架的作用是支撑分流器及管芯。
在小型挤出机中，分流器和分流器支架为一个整体。
为支撑分流器，支架上有分料筋，塑料流过时被分料筋分开再汇合，有可能形成熔接痕，因此分料筋要制成流线型。
管芯(型芯)是挤出管材内表面的成型部件，随管子型样不同而有不同的形式，一般为流线型，以便砧流态塑料的流动。
薪流态塑料经过分流器支架后进人管芯与口模之间，管芯经过一定的收缩成为平直的流道。
图8一27分流器与管芯示意图1一芯棒 2一分流器支架 3一分流器在管材挤出过程中，机头压缩比表示豁流态塑料被压缩的程度。
机头压缩比是分流器支架出口处流道环形面积与口模及管芯之间的环形截面积之比。
压缩比太小不能保证挤出管材的密实，也不利于消除分料筋所造成的熔接痕;压缩比太大则料流阻力增加。
机头压缩比按塑料性质在3一10的范围内变化。
口模结构如图8一28所示。
口模的平直部分与管芯的平直部分构成管子的成型部件，这个部分的长短影响管材的质量。
挤出管材
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(2)真空外定径
真空外定径即真空吸附定径，是管材生产 的重要定径方法。管材外观质量好、尺寸 精度高、壁厚均匀性好、产品内应力小。 此种方法的主要优点是，在管内无浮塞， 只须维持大气压力即可。 真空度一般要求在53～66kPa。真空孔径 在0.6～1.2mm范围内选取，它与塑料 粘性和管壁厚度有关。
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滚轮式：这种装置由2~5对上下牵引滚轮组成， 下面的轮子为主动轮，上面的轮子为从动轮，可 以上下调节。由于滚轮和管子之间是点或线接触， 往往牵引力不足。一般用来牵引管径为100毫米 以下的管子。主动轮多为钢轮，从动轮外面包一 层橡胶，
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履带式牵引装置：它由两条或多条单独可调的履带组成，
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冷却水槽因上下层 水温不同，管材有可能弯 曲；大管受浮力大，也易 弯曲。冷却长度与冷却水 温、管子给定的温度、管 子的壁厚，牵引速度和塑料的种类有关，几乎完全 凭经验确定.一般要求冷却后管子的平均温度为30⁰C. 结晶型聚合物冷却水槽的长度一般为PVC的两倍.
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真空定径套与机头相距约20~50mm，套内分为三 段。 真空定径套的长度通常比其他类型的定径套要长些。 尤其适用于厚壁管材，但对直径较大的管材不适用。
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(3)内定径
内定径是固定管材内径尺寸的一种定径方法。此 种定径方法特别适用于侧向供料或直角挤管机头。 该定径装置定径芯模与挤管芯模相连，在定型芯 模内通入冷却水。当管坯通过定径芯模后，便获 得内径尺寸准确、圆柱度较好的塑料管材。 这种定型方法，现时很少使用，因为管材的标准 化系列多以外径为准。但内径公差要求严格, 用于压力输送的管道，是这种定径方法的唯一应 用，同时内定径管壁的内应力分布较合理.
挤管模具配模公式
挤管模具配模公式
挤管模具配模公式是用来计算挤管模具尺寸的公式。
挤管模具是用于挤出圆管、方管、矩形管等管材的模具。
以下是一些常用的挤管模具配模公式：
1. 圆管模具配模公式
对于圆管模具，其配模公式为：
D = D0 - (2 × t)
其中，D 表示挤出后的管材外径，D0 表示挤出前的管
材外径，t 表示管壁厚度。
2. 矩形管模具配模公式
对于矩形管模具，其配模公式为：
A =
B × h
其中，A 表示挤出后的管材截面积，B 表示挤出后的矩形管宽度，h 表示挤出后的矩形管高度。
3. 方管模具配模公式
对于方管模具，其配模公式类似于矩形管模具配模公式，即：
A =
B × h
其中，A 表示挤出后的管材截面积，B 表示挤出后的方管边长，h 表示挤出后的方管高度。
这些配模公式仅适用于简单的挤管模具。
在实际应用中，挤管模具的配模需要考虑许多因素，如材料特性、挤出速度、挤出压力等。
因此，在实际操作中，需要根据实际情况进行调整和优化。
不锈钢管挤压工艺
不锈钢管挤压工艺
不锈钢管挤压工艺是一种将不锈钢管材料通过挤压加工技术制成各种形状的工艺。
该工艺可以制造出具有高强度、高耐腐蚀性、高精度和美观的不锈钢管产品，广泛应用于建筑、机械、汽车、航空航天等领域。
下面是不锈钢管挤压工艺的详细步骤：
1.准备材料：首先需要准备好不锈钢板材或者不锈钢棒材，根据需要进行切割成适当长度。
2.加热处理：将不锈钢材料放入加热炉中进行加热处理，使其达到适宜的变形温度。
3.进料：将加热好的不锈钢材料送入挤压机中，通过推压机器的柱塞或者滑块使其变形成为所需形状。
4.定径：在挤出过程中，需要对挤出口进行定径处理，以保证生产出来的产品尺寸精确。
5.冷却处理：在挤压完成后，需要对产品进行冷却处理，以便使其达到
稳定状态，并且保证其性能和质量。
6.切割：将冷却好的不锈钢管材料进行切割，根据需要进行加工成为所需形状和尺寸。
总之，不锈钢管挤压工艺是一种高效、精确、可靠的加工技术，可以生产出各种形状和尺寸的不锈钢管产品。
这种工艺具有高效率、高精度、高质量等优点，是不锈钢制品行业中必不可少的一种技术。
热缩套管的生产流程
热缩套管的生产流程
热缩套管的生产流程分五个步聚，通常依次是母料造粒、管材挤出、辐照交联、管材扩张、印字包装。
首先是要母料造粒，母料造粒是按设定配方的原材料进行取料，然后再经过密炼机混炼制造出相对应的热缩套管所需要母料粒子。
其次是管材挤出，管材挤出就是把上述母料投入密炼机，按特定工艺挤出合格的管材，挤出过程中管子的壁厚、偏壁情况等都会对热缩套管的质量都有较大影响。
其三是辐照交联（简称为辐照），辐照交联工艺算是热缩套管制造中最关键的工艺，管材挤出好后，需要使用电子加速器进行辐照、将管材内部高分子材料交联度加大，使它成为一个网一样结构，也就是链段和链段之间都有化学键相链接，存在较强相互作用力。
辐照交联的度要合适才能制造出合格热缩套管，辐照交联度过大，管子就无法扩张，交联度过小，管子也扩张不起来，或者是不能扩张到较大的倍数，十分容易裂开，并且制造而成热缩套管的收缩力也不够，回缩效果不好。
其四是管材扩张。
辐照交联后的热缩套管再通过扩张机，管的链段发生伸曲的阻力会变很大，回缩的内应力难以克服这种阻力，所以在自然状态下，就保持扩张后形状。
最后是印字包装。
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(4)结构紧凑 在满足强度条件下，机头结构应紧凑，其形状 应尽量做得规则而对称，使传热均匀，装卸方便 和不漏料。 (5)选材要合理 由于机头磨损较大，有的塑料又有较强的腐蚀 性，所以机头材料应选择耐磨、硬度较高的碳钢 或合金钢，有的甚至要镀铬，以提高机头耐腐蚀 性。
此外，机头的结构尺寸还和制品的形状、加热 方法、螺杆形状、挤出速度等因素有关。设计者 应根据具体情况灵活应用上述原则。
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(3)正确的断面形状 机头的成型部分的设计应保证物料挤出后具有 规定的断面形状，由于塑料的物理性能和压力、 温度等因素的影响，机头的成型部分的断面形状 并非就是制品的相应的断面形状，二者有相当的 差异，设计时应考虑此因素，使成型部分有合理 的断面形状。由于制品断面形状的变化与成型时 间有关，因此控制必要的成型长度是一个有效的 方法。 离模膨胀 拉伸比
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成型区
成形区即口模，其作用不仅是把熔体流形成所需要 的形状和尺寸，而且使通过分流器支架及分流锥的 不平稳的流动使之渐趋平稳并通过一定长度的通道 成形为所需要的形状。 但由于熔体在受压下流经口模，出口后必然要膨涨 (有的部位也可能收缩)，因此口模的尺寸和形状与 成品不同.
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挤出机头作用
1. 使熔融物料的螺旋运动 2. 将物料压实。 3. 使物料进一步塑化均匀。 4. 成型制品。 直线运动。
作用 ——支撑分流器及芯棒
分流筋形状
要求 ——流线型、不得有大的拐角、有利于熔接线的消除 ——收缩角＜扩张角
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扩张角：β≤60°
收缩角：θ＜30° UPVC：θ≈10°
分流筋宽度b
b≤9～12 mm
分流筋长度l
l≤30～80 mm
分流筋高度s
s≤10～25 mm
分流筋数量n
n=4～8
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4.口模
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三、直通式机头特点
1.优点 ⑴ 结构简单，成本低； ⑵ 中心进料，易于物料均匀分配；
⑶ 应用广泛。
2.缺点
⑴ 体积大，重量大；
⑵分流筋多，熔接线多。
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模具零件的连接讨论
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调节管材壁厚的方式
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四、减小熔接线影响的措施
1.形成原因 2.措施 ⑴ 安装绕机头轴线旋转的部件 ⑵ 分流筋表面喷涂不粘材料 ⑶ 将流道加长 ⑷ 加热分流筋 ⑸ 使流过分流筋的物料迅速得到压缩 ⑹ 芯棒上带多头螺旋沟槽 ⑺ 采用阻尼筋或多孔板
3、压力消耗少，产量高，产量可达到挤出量的80%。
4、机构紧凑，连接合理，更换方便。
5、采用优质模具钢制造。
6、采用不锈钢或铜的水环定径套。
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3.特点
⑴ 充分发挥挤出机的生产能力； ⑵ 节省占地面积； ⑶ 熔体流速慢； ⑷ 结构较复杂。 4.设计要点 带流量调节的分配流道设计 5.应用 小直径薄壁管材
3
4
二、挤出机
挤出机型号的选择应考虑原材料及管材直径。
单螺杆挤出机规格选择：
选用PVC粒料时，管材横截面积与挤出机螺杆截面积之比约 为0.25~0.40即可； 选用PE、PP等流动性好的塑料，管材横截面积与挤出机螺杆 截面积之比可大些，可在0.35~0.4之间。
螺杆直径 管材直径 45 10~45 65 90 120 50~180 150 200
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波纹管机头
1.结构 结构形式与一般机头基本相同，只是口模部分很长。 2.成型原理
用吹胀法成型波纹
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(2)足够的压缩比 为使制品密实和消除因分流器支架造成的结合 缝，根据制品和塑料种类不同，应设计足够的压 缩比。
压缩比：是指模具体 内熔料流道空腔中， 进料端最大截面积与 口模处环形空腔截面 积之比。压缩比一般 取4 ~10，如果熔料粘 度较高，取压缩比在 2.5~6
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压缩区
压缩区主要是通过截面的变化使熔体受剪切作用， 进一步塑化。如图中的压缩区入口截面积大于其出 口的截面积。此两截面积之比即为压缩区的压缩比。 压缩比小即剪切力小，熔体塑化不均匀，容易招致 融合不良；而压缩比过大则残留应力大，易产生涡 流和表面粗糙的缺陷。 通过模腔内流道几何形状与尺寸的变化，产生必要 的成型压力．将分流部分流出物料进行导流并压实
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综合了直向式和横向式的优点。物料 经改变方向消除了横向机头一次变向所 造成的不均匀现象。占地面积小。
结构复杂，没有分流器支架，芯模可以 加热，定型长度也不长。大小口径管材 均适用。挤出阻力大
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螺旋管材机头结构图
1.进料口 2.固定螺钉 3.模体 4.热电偶 5.调节螺钉 6.压环 7. 口模 8.固定螺钉 9.芯模 10.螺旋槽 11.径向孔 12.模底座 13.通气杆 14. 连接体
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挤出成型模具
管材挤塑成型机头
1、橡皮片堵 头 2、定径套 3、口模 4、芯棒 5、调节螺栓 6、分流锥
7、芯棒支架
8、模体
9、过滤板
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二、设计要点
1. 压缩比ε
压缩比——分流器支架出口处截面积与芯棒口模间的 截面积之比 ε=3～10 低粘度物料：4～10 高粘度物料：3～6 另一种方法：取分流器支架直径与口模直径之比
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直通机头与螺旋机头比较
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3.特点
⑴ 出料均匀； ⑵ 总压力损失小； ⑶ 产量高，能耗低； ⑷ 机头中热耗散少； ⑸ 无熔接线。 4.应用
直径＞400mm的聚烯烃类管材
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蓝式、螺旋式模具
模具特点： 1、熔体流动速度达到预期的力学均匀性、热均匀性。
2、无须芯模支架，使生产中常发生的流纹消失。
D管内—管材内径
UPVC：1.00～1.08； LDPE： 1.20～1.25； ABS： 1.00～1.10； 考虑胀大和定径收缩 口模直径： D C D管外
SPVC： 1.10～1.35 HDPE：1.10～1.20 PA： 1.40～3.00
式中： C—系数 PVC： 0.95～1.05； PO： 0.90～1.05
DT—筛孔套直径
聚烯烃类耐压管材
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直角式挤管机头
结构特点是内部不设分流器支架，熔体在机头中 包围芯棒流动成型，因此只产生一条分流痕迹。
这种机头最突出的优点是：挤出机机筒容易接近 芯棒上端，芯棒容易被加热；与它配合的冷却装 置可以同时对管材的内外径进行冷却定型，所以 定型精度较高：流动阻力较小，料流稳定，出料 均匀，生产率高，产品质量好。但结构复杂，制 造困难，生产占地面积较大。 PP PE
作用 ——成型管材外表面
定型长度L1
经验公式： L1≈3D D ——管材外径
国外资料： L1=（10～30）h
国内资料： L1=（30～40）h
h ——管材壁厚
UPVC：（18～33）h PE： （14～22）h PA： （13～23）h
PPVC：（15～25）h PP： （14～22）h
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口模直径D
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5.芯棒
作用——导流、成型管材内表面 收缩角β β≤24°； PO可稍大 定型长度 与口模定型长度相等
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芯棒直径d1
经验公式：
压缩区(段)长度L2 壁厚调节
目的：管材壁厚均匀 调节螺钉数量： S=4～8
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6 分流器头部与过滤板端面距离L５ 一般取L５＝10～20mm或稍小于0.1D0（D0为挤出机螺杆2的 直径）。
20~65 30~120
80~300 120~400
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双螺杆挤塑机用于生产塑料管材时，其直径可控制 在螺杆直径的45％～450％。
双螺杆挤出机型号 管材定径直径/mm
SJZ-45
SJZ-55
SJZ-65 32~300
SJZ-80 60~400
110~120 20~250
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管材生产是挤出成型最重 要的方法之一 。
一、挤出管材工艺流程 二、挤出机 三、挤管机头： 结构类型 四、挤管辅机
工艺参数确定 定径套尺寸
冷却定型装置: 定径方法
冷却水槽或水箱
牵引装置 切割装置 扩口装置
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一、典型管材挤出生产流程: 挤出机 机头 定径装置 冷却装置 牵引装置 印商标装置 切割装置 扩口 堆放和转储 装置等
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定型部分
导流部分
分流部分
入流部分
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直通式管机头
一、基本结构和工作原理 1.基本结构 2.工作原理
结构简单、料流阻力小、芯模加热困难、 口模、芯棒、分流器、分流器支架、 定型段较长、熔合纹难消除 机头体、调节螺钉、连接螺钉等 适用于小口径管材（外定径）； PVC塑料
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大口径管材挤出机头示意图
1- 机头体上部; 2- 机头体下部; 3- 机颈; 4- 分流锥; 5- 分流梭; 6- 过渡芯模
影响口模直径的因素：
① 挤出胀大 →管材截面变大 ② 牵引拉伸 →管材截面变小
③ 冷却收缩 →管材截面变小 ④ 定径方式
→外定径时的真空度、定径套内径与
口模直径有关
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拉伸比——环形截面积与管材截面积之比
D2 d 2 I 2 2 D管外 D管内
式中：D—口模直径
d—芯棒直径 I—拉伸比
D管外—管材外径
挤出模具是管材成型的关 键部件！
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图7-1 管材模结构设计 1一橡皮塞；2一定径套；3一口模；4一芯模； 5一调节螺钉；6一分流锥； （动画） 返回 7一芯模支架；8一模体；9一栅板
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分流区
分流区的作用是使从螺杆推出的熔体经过栅板，使 螺旋状流动的熔体转变为直线流动。栅板还可以起 过滤作用，把未完全熔化的料挡在栅板外，使之继 续熔化，防止它进入机头引起阻塞。通过栅板后的 熔体，经分流锥使之初步形成中空的管状流而后进 入压缩区。