挤出机过滤网对塑料挤出成型的影响
高分子加工思考题解答
第一章绪论1．高分子材料分为哪几类？（高分子材料是一定配合的高分子化合物（由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂组成）在成型设备中，受一定温度和压力的作用熔融塑化，然后通过模塑制成一定形状，冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。
分为塑料、橡胶、纤维三类）2．塑料、橡胶、纤维分类？3．名词解释：工程塑料通用塑料特种塑料化学纤维合成纤维4．生产塑料制品的完整工序有哪五个？原料准备、成型、机械加工、修饰和装配5. 热塑性高分子材料和热固性高分子材料得物理性质及加工性能比较（见讲义）。
第二章高分子材料成型原理1．高分子材料的熔融性能热传递三种方式：热传导、对流、辐射聚合物的加热与冷却都不易由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低，使物料熔体烧焦的可能性不大2．聚合物的流动和流变性能拉伸流动和剪切流动，各类型流体的流动曲线，影响高聚物熔体粘度的因素，粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系，熔体流动速率熔体流动速率——在规定的温度、压力（2160×9.81×10-3N）下，每10min内通过国标指定尺寸（书P76装料筒直径φ9.55±0.025mm, 出料口直径φ2.095±0.005mm）毛细管的试样总质量（克数）单位：克/10分钟3．聚合物熔体的弹性流动缺陷：管壁上的滑移，端末效应，离模膨胀，弹性对层流的干扰，熔体破裂，鲨鱼皮，产生原因熔体破裂——当挤出速率逐渐增加，挤出物表面将出现不规则现象（畸变、支离和断裂），甚至使内在质量受到破坏。
离模膨胀——被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大，称为离模膨胀鲨鱼皮——挤出物周边具有周期性的皱褶波纹。
4．高分子材料的成型性能聚合物的聚集态:结晶态、玻璃态、高弹态、粘流态等聚集态可挤压性、可模塑性、可纺性、可延性概念5．成型过程中的取向作用拉伸取向（薄膜双向拉伸后，拉伸后的薄膜在拉伸方向上的拉伸强度和抗蠕变性能会提高。
6．高分子材料的降解与交联交联、交联度熟化降解——高分子材料化学键的断链、交联、主链化学结构改变、侧基改变以及上述四种作用的综合交联——线性大分子链之间以新的化学键连接、形成三维网状或体型结构的反应。
挤出机和挤出成型工艺
挤出成型工艺和挤出机1.挤出成型工艺1.1 挤出成型工艺：在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态持续通过口模（即机头）成型的方式称挤出成型或挤塑。
是塑料重要的成型方式之一。
1.2 挤出成型的特点：①设备本钱低，制造容易，投资少，上马快。
②生产效率高，挤出机的单机产量较高，产率一般在几千克～5吨/小时。
③持续化生产。
能制造任意长度的薄膜、管、片、板、棒、单丝、异型材和塑料与其他材料的复合制品等。
④生产操作简单，工艺控制容易，易于实现自动化。
占地面积小，生产环境清洁，污染少。
⑤能够一机多用。
挤出机也能进行混合、造粒。
1.3 挤出成型可分为两个阶段：第一阶段是使固态塑料变成粘性流体（即塑化），并在加压情形下，使其通过特殊形状的口模，而成为截面与口模形状相仿的持续体。
第二阶段则是用适当的处置方式使挤出的持续体失去塑性状态而变成固体，即取得所需制品。
1.4 挤出成型工艺分类：干法（熔融法）—通过加热使塑料熔融成型①塑化方式湿法（溶剂法）—用溶剂将塑料充分软化成型（CN、CA及纺丝）持续式：螺杆式挤出机，借助螺杆旋转产生的压力和剪切力，使物料充分塑化和均匀混合，通过口模而成型，可进行连续生产。
②加压方式间歇式：柱塞式挤出机，借助柱塞压力，将事先塑化好的物料挤出口模而成型。
仅用于粘度特别大，流动性极差的塑料。
如：PTFE，成型温度下，粘度为1010～1014泊（一般熔融塑料的粘度范围为102～108泊）；HUMWPE等。
柱塞可提供很大的压力，但形状不能太复杂，不能加分流梭。
间歇式生产。
2. 挤出设备塑料的挤出，绝大多数都是热塑性塑料，而且又是采用持续操作和干法塑化的。
故在设备方面多用螺杆式挤出机。
螺杆式挤出机有单、双（或多螺杆）之分。
大部份用单螺杆挤出机，只是粉料，RPVC 95%以上都用双螺杆挤出机。
2.1 单螺杆挤出机2.1.1 单螺杆挤出机的组成：由传动系统、加料系统、挤压系统、机头和口模和加热与冷却系统等组成。
挤出复合工艺谈
挤出复合工艺谈（上）挤出复合概述1.挤出复合及其优缺点挤出复合是将热熔性树脂，如PE、EVA、EAA等，由塑料挤出机熔融塑化后经T型模头挤出在一种基材上，同时与另一基材复合贴压在一起，冷却后制成复合薄膜的一种方法。
实际中，往往也把挤出涂布归为挤出复合，并不特别列出。
挤出涂布是将热熔性树脂连续均匀地挤出，在一种基材上直接冷却收卷成复合薄膜，不与另一基材贴合的工艺。
挤出复合目前主要有三种方式：单层挤出复合，串联挤出复合，共挤出复合。
与其他复合方式相比，挤出复合有其独特的优点，也有一定的缺点。
挤出复合的优点如下：(1)复合速度快，适合大批量生产；(2)可自由选择基材；(3)加工成本较低，省去了一道热封膜生产工序，黏合剂使用量极少；(4)可任意设定挤压厚度；(5)可一次性连线生产多达9层的复合材料。
挤出复合的缺点如下：(1)初期设备投资较大；(2)在升温、更换挤出树脂时，损耗较大；(3)生产控制、质量控制较困难；(4)所用LDPE等原料的耐热性低，复合制品有异味；(5)产品平整度较差。
2.挤出复合发展趋势挤出树脂和挤出复合设备的发展推动了挤出复合工艺的发展。
(1)挤出复合用黏结性树脂和热封合树脂不断改进和发展，极大地扩大了挤出复合产品的品种和性能。
(2)随着包装产品向多品种、少批量的方向发展，节约资源、提高效率已成为趋势，挤出复合设备向自动化、数字化、智能化方向发展。
如快速自动调节的模头，厚度自动测量装置，遥控生产控制系统等。
(3)共挤出复合技术不断发展。
共挤出复合可以生产特殊的功能性薄膜，可减少生产流程，一次性生产出多层薄膜，且无须溶剂和AC剂，可降低成本，减少昂贵树脂的用量。
总之，共挤出复合的发展适应了缩短生产周期、节省资源、增加附加值的需求。
(4)连线生产设备不断发展。
综合性的生产线越来越多，比如挤出复合与印刷相组合、与湿法复合相组合、与底涂上光相组合等，可以一次性生产结构非常复杂的产品，尤其适用于生产液体包装、医药包装、高阻隔产品包装、调味料包装、牙膏包装等。
塑料挤出成型过程中存在的质量问题及解决方法
塑料挤出存在问题及解决方法第一节塑料挤出的基本原理塑料加工业是一项综合性很强的技术型产业。
它涉及到高分子化学，高分子物理，界面理论，塑料机械，塑料加工模具，配方设计原理及工艺控制等方面。
挤出理论主要研究塑料在挤出机内的运动情况与变化规律。
挤出机中塑料在一定外力作用下，于不同温度范围内出现的高聚物的三种物理状态，与螺杆结构，塑料性能，加工条件之间的关系。
从而进行合理工艺控制。
以达到提高塑料制品产量与质量的目的。
塑料高分子材料，在恒定的压力下受热时，于不同温度范围内，出现玻璃态，高弹态，粘流态三种物理状态。
一般塑料的成型温度在粘流温度以上。
第二节聚烯烃管道挤出成型工艺控制挤出成型工艺的控制参数包括成型温度，挤出机工作压力，螺杆转速，挤出速度和牵引速度，加料速度，冷却定型等。
1．原材料的预处理聚烯烃是非吸水性材料，通常水分含量很低，可以满足挤出的需要，但当聚烯烃含吸水性颜料，如炭黑时，对湿度敏感。
另外，在使用回料及填充料时，含水量会增大。
水分不但导致管材内外表面粗糙，而且可能导致熔体中出现气泡。
通常应对原料进行预处理。
一般采用干燥处理，也可加相应的具有除湿功能的助剂。
如消泡剂等。
PE的干温度一般在60-90度。
在此温度下，产量可提高10%--25%。
2．温度控制挤出成型温度是促使成型物料塑化和塑料熔体流动的必要条件。
对物料的塑化及制品的质量和产量有着十分重要的影响。
塑料挤出理论温度窗口是在粘流温度和降解温度之间。
对于聚烯烃来说温度范围较宽。
通常在熔点以上，280度以下均可加工。
要正确控制挤出成型温度，必先了解被加工物料的承温限度与其物理性能的相互关系。
找出其特点和规律，才能选择一个较佳的温度范围进行挤出成型。
因此，在各段温度设定应考虑以下几个方面：一是聚合物本身的性能，如熔点，分子量大小和分布，熔体指数等。
其次考虑设备的性能。
有的设备，进料段的温度对主机电流的影响很大。
再次，通过观察管模头挤出管坯表面是否光滑。
挤出机对塑料产品质量的影响和解决措施
１２
２０１６．１２
圃
塑料成型工艺试题
1、挤出成型——是将物料送入加热的机筒与旋转着的螺杆之间进行固体物料的输送、熔融压缩、熔体均化，最后定量、定速和定压地通过机头口模而获得所需的挤出制品。
2、聚合物成型机械——所有能对高聚物原料进行加工和成型制品的机械设备。
3、注射量——是指注射机在注射螺杆（或柱塞）作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。
4、锁模力——是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。
5、吹胀比——吹胀后膜管的直径与环形口模直径之比。
6、螺杆长径比——指螺杆工作部分长度L（螺杆上有螺纹部分长度，即由加料口后壁至螺纹末端之间的长度）与螺杆外径D之比，用表示。
7、挤出胀大巴拉斯效应，当高聚物熔体从小孔、毛细管或狭缝中挤出时挤出物在挤出模口后膨胀使其横截面大于模口横截面的现象。
聚合物熔体在流动中产生高弹形变，在出口端，高弹形变回复引起挤出物膨胀。
8、螺杆的压缩比——通常将加料段一个螺槽的溶剂与计量段一个螺槽容积之比称为螺杆的压缩比。
9、塑化——注射成型的准备过程，是指物料在料筒内受热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程。
10、中空吹塑成型—将挤出或注射成型的塑料管坯或型坯趁热于半熔融的类橡胶状时，置于各种形状的模具中，并即时在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使其紧贴于模腔壁上成型，经冷却脱模后即得中空制品。
11、注射成型—将塑料（一般为粒料）在注射成型机的料筒内加热熔化，当呈流动状态时，在柱塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移支，进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的闭全模具内，经过一定时间冷却定型后，开启模具即得制品。
1、聚合物的加工性能包括：可挤压性，可模塑性，可纺性，可延性。
2、，挤出设备有_螺杆_式挤出机和柱塞式挤出机两大类，前者为连续式挤出，后者为间歇式挤出。
3、热固性塑料的注射过程包括塑化、注塑充模和固化三个大阶段。
4. 挤出机的机头口模和定型装置是管材挤出的关键部件。
5、高聚物只有在张力作用下才能产生银纹，且其方向总是与银纹面垂直。
塑胶挤出成型工艺及模具结构分解
5、连接部分 机头与挤出机用螺钉及法兰连接 6、分流器 使塑料熔体分流变成薄环状以平稳地进入成型区， 同时进一步塑化． 7、分流器支架 支撑分流器及芯棒 8、定径套 通过冷却，使从机头口模挤出的塑件横截面稳定下来， 并进行精整，从而获得精度更高的横截面形状和尺寸
3.3.2 管材挤出机头主要零件的结构尺寸和工艺参数
1 口模
确定口模内径和定型段长度
（1） 口模的内径D 由于管材离开口模后压力降低，体积膨胀；同冷 却和牵引收缩等原因使塑件外径不等于口模内径 d
s
确定口模的内径D方法：
D=k
（2） 定型段长度L1
口模与型棒的平直部分的长度成为定型段 定型段长度过长会使料流阻力过大，过短起不到定型作用 A 按管材外径确定L1 Ｂ 按管材壁厚确定L1 L1=ｎｔ
L1=(0.5～３）ds
２ 芯棒
确定芯棒外径、型棒成型段长度、 压缩段长度，压缩角
（１） 芯棒的外径
d D 2 (0.83 ~ 0.94)t
Ｌ１‘≥Ｌ１
（２） 芯棒成型段长度Ｌ１‘ （３） 芯棒压缩段段长度Ｌ２
Ｌ２＝（１.５～２.５）Ｄ０ （４） 压缩角β 低粘度塑料，β＝４５～６０°
挤出材料 聚烯烃 聚氯乙烯
定型套内径 (1.02-1.04)DS (1.00-1.02)DS
定型套长度 10DS 10DS
（2） 真空法外定径 真空定型套与机头口模不能联接在一起，应有 20～100mm距离。
１） 定径套内的真空度一般要求53～66kPa,真空孔径在 0.6～１.２mm范围内,与塑料熔体粘度和管壁厚有关,度大 或管壁厚度大时,孔径取大值,反之取小值 2） 真空定径套内径见表3-6 3） 真空定径套的长度一般应大于其他类型定径套长度
挤出成型工艺参数的控制
挤出成型工艺参数的控制1 温度的控制挤出成型的三要素是温度T、压力P、流率Q。
由于PVC在140℃开始分解，180℃分解加速，同时放出HCI气体使塑料变色，即由白变黄、玫瑰红、棕、直至黑色，因此，必须严格控制成型温度。
在挤出成型过程中，温度是挤出得以进行的重要条件，为防止PVC 加热时产生降解或分解，必须严格控制内摩擦剪切热及外加热器加热，并减少温度的波动，特别是径向温差(TD方向)的波动，因为，物料流动方向(MD方向)温度波动和TD方向的温差波动，会使型材产生残余应力，各点强度不均匀表面灰暗无光泽等缺陷。
为降低温差的波动，应尽力使加热冷却系统工作稳定，挤出机螺杆转速平稳。
2 压力的控制压力P也是挤出成型的重要参数之一，压力的建立是物料得以经历物理变化，得到均匀密实的熔体并最终成型的重要条件。
有实验测试证明，每一压力测试点的压力随着时间的变化也发生周期性的波动，这种波动对型材质量同样有不利的影响。
因此，生产中应尽量减少、消除这种波动，努力使螺杆转速稳定，加热冷却系统平稳，螺杆、料筒、分流板、过滤网设计合理，尽量使流体流动呈流线型，减少突变。
3 流率的控制流率Q的波动对型材质量有着显著的影响，它会造成挤出速度不均匀，从而影响型材的几何形状和尺寸。
流率的波动与螺杆转速的稳定与否、温控系统的性能、加料情况有密切关系。
对操作者而言，重点应考虑加料的连续性，避免间歇加料。
同时，注意料斗的“架桥”现象发生。
挤出成型中，产量与挤出流率是密切相关的，流率必须与牵引速度相适应，相匹配。
4 牵引速度的控制牵引速度直接影响型材的壁厚和截面尺寸的精确性，它的波动会导致型材截面尺寸的变化，通常牵引速度比挤出速率稍快些。
在调整参数时应参考挤出机特性曲线，使挤出机的挤出处于最佳工作点，追求最佳质量与效益。
如只提高螺杆转速而其它工艺条件不改变，则塑化质量降低，型材内壁粗糙，强度不高。
栾军型材车间2003年1月16日。
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挤出机过滤网对塑料挤出成型的影响
在挤出机的挤出过程中，熔融物料通过过滤网被输送给模具。
过滤网使物料得到过滤，并能改进物料的混合效果。
但是，过滤网也能使工艺过程产生波动，导致背压和熔融物料温度上升，有时还会减少．
挤出机的过滤网被固定在一个多孔或槽的保护板上，这样可以使挤出机和模具之间形成密封。
干净的过滤网所产生的压力较小，可能只有50～
100lb/in2(1lb=0.4536Kg,1in=25.4mm)。
随着压力的增加，过滤网上所截留的树脂中的杂质数量就变多，从而阻塞过滤网。
过滤网会影响熔融物料的温度
当更换阻塞的过滤网时，压力会突然下降，熔融物料的温度也可能会下降，从而造成产品的尺寸发生变化。
为了保持产品的同一尺寸，可以调整挤出机的螺杆转速，也可以调整挤出机的线性速度。
在挤出圆形产品时，这些变化可能不会导致严重的问题，但在挤出扁平或者外形不规则的产品时，熔融物料温度的变化可能会影响产品的外形尺寸。
比如，在一个扁平模具里，较冷的熔融物料可能使片材中心偏薄，而使周边偏厚。
这种情况可以通过对模具的自动或手动调整得到校正。
在过滤网变换器后面，配备一个能够保证熔融物料稳定地进入模具的齿轮泵，可以防止上述问题的发生。
但是，熔融物料在过滤网更换后所发生的温度变化仍然需要通过对模具的调整来解决。
同时，由于齿轮泵容易被坚硬的杂质损坏，因此，齿轮泵也需要得到精细的过滤网的保护。
有些硬质PVC加工商不愿使用过滤网的原因是，过滤网会使PVC熔融物料温度升高而易发生降解，这样就需要热稳定性更好的物料，从而增加了材料的成本。
若使用PVC专用的过滤网变换器，也会增加成本。
所以大多数硬质PVC加工商要么回避使用过滤网，要么使用不带变换器的粗过滤装置，只过滤较大颗粒的杂质。
如何选择过滤网
钢丝是挤出机最常用的金属过滤网材料。
不锈钢虽然比较昂贵，但可用于某些PVC 生产线或其他场合以避免出现生锈。
镍合金过滤网被应用于避免被氟聚合物或者PVDC所腐蚀的场合。
一般情况下，过滤网筛眼（或者说每英寸的金属丝数目）为20～150或更多。
20筛眼的过滤网比较粗；40～60筛眼的过滤网比较细；80～150筛眼的过滤网则很精细。
大多数过滤网的筛眼都呈方格编织，每个方向的金属丝数目相同。
荷兰式编织法是在水平方向采用粗金属丝，并规定为双数，比如，32x120根/in(1in=25.4mm)。
用荷兰式编织法制得的过滤网不需要在过滤装置内设置并联筛网就能起到精细过滤作用。
筛眼数目相同的过滤网的孔径是根据金属丝的直径来确定的，没必要完全一致。
比如，由行距为24in、直径为0.02in的金属丝做成的20筛眼的过滤网，其每侧的开孔为
0.01in；而由行距为30in、直径为0.01in的金属丝做成的20筛眼过滤网，其每侧的开孔稍大，为0.04in。
这是因为细金属丝的过滤不够细，而且更容易阻塞(1in=25.4mm)。
一般情况下，过滤装置的安装方式是：最粗糙的滤网对着保护板，而最细的滤网则面对挤出机。
比如，从保护板到挤出机的滤网排列方式可能是20筛眼/40筛眼/60筛眼，因为这种布置结构可以防止滤网被堵，并能将杂质“吹入”保护板的开孔内。
如果最细的滤网为80或更多的筛眼，为了防止该滤网被熔融物料的旋转运动或大的杂质阻塞，则可以将一个粗糙滤网放到前面（比如20/100/60/20筛眼的排列）。
因为这种装置类型从两边看相同，所以为了保证它们不会被颠倒，有时也采用对称的布置方式（20筛眼/60筛眼/100筛眼/60筛眼/20筛眼）。
有些加工商故意将滤网装颠倒，让粗滤网先过滤上游表面较大颗粒杂质。
他们认为，这种方法可容许更多侧面熔融物料通过，并使保护板上游表面的物料较少发生分解。
有关过滤网注意事项
由于钢丝滤网容易生锈，所以在储藏时要避免潮湿，否则铁锈将会出现在挤出物里。
更为严重的是，生锈滤网很容易发生断裂并使所过滤出的杂质漏过，因此，要将滤网装入塑料袋或者防锈纸中储藏。
当正在挤压PVC材料时，切不可将裸露的滤网放置在挤出机头部。
这是因为机头模具附近空气中的盐酸会对其产生腐蚀。
挤出PVC时的最佳做法是，在模头上方安装一个排烟橱，并且一定要使备用滤网远离此处放置，甚至可将其用袋装好后放置在冷柜内。
吹扫、清洁保护板时很容易出现反卷现象，使密封面受到破坏，并使滑动面不相匹配，从而产生泄露。
这样，不但会造成清洗工作费时，而且泄露的熔融物料可能会影响热电偶数值，还会损坏加热器，有时甚至可能导致着火。
对于单排气、两级挤出机而言，如果过滤网处的背压变大，那么其第二段产量将会减少，但其第一段的产量不会受到影响。
当背压大约增至
2500lb/in2(1lb=0.4536Kg,1in=25.4mm)时，来自第一段的熔融物料就开始徐徐泄露入排气孔。
为了避免此类现象发生，一定要在压力处于较低时就更换滤网。
另外，过滤装置后面的齿轮泵也有抑制熔融物料泄露入排气孔的作用。
如果滤网过滤到大片杂物（比如纸片），它会突然完全失效，这样就会使挤出机的压力迅速达到峰值。
所以，为了防止上述情况发生，必须要有诸如安全隔膜、安全销或与压力表相连的报警等安全系统。