PESU塑料性能及螺杆设计
物理微发泡螺杆设计、性能测试及仿真研究
作者简介：Sai Yandamuri,男，硕士，项目工程师，主要从事先进成型技术的研究。
收稿日期：2023-02-02在塑料成型工艺中，物理微发泡注塑成型技术比较常见。
物理微发泡注塑成型有许多优点：（a ）能够减轻产品的重量，减少塑料使用量，降低成本。
（b ）无需保压阶段，从而缩短了生产周期，提高了生产率。
（c ）成型零件翘曲较少，无缩水痕，提高尺寸稳定性。
（d ）可以降低锁模力、注射压力等，更节能，为碳中和和碳达峰做出贡献。
现在运用物理微发泡技术的厂家也越来越多。
主流的厂家及技术如下：（1）Cellmould,威猛巴顿菲尔，仅适用于巴顿菲尔机器。
（2）Ku -Fizz,大众/齐默尔曼，适配不同的机器。
（3）MuCell,卓细，与大多数注塑机制造商合作。
（4）Plastinuum,由KIMW 开发，可作为附加系统用于不同的机器。
目前MuCell 应用的最为广泛[1]，与之合作的注塑机厂家最多。
市场上现有螺杆具有较短的塑化长度、两个止逆环和一个混合区，导致较低的塑化性能和较高的剪切力。
尤其对于快速塑化或使用剪切敏感材料的应用，与实体工艺相比，现有产品可能会有些不足。
伊之密德国研究所和中国研究院联合开发了自己的螺杆几何结构，以实现相同的发泡质量，而不存在现有产品的缺陷。
物理微发泡螺杆设计、性能测试及仿真研究Sai Yandamuri 1,张雨筱1，施小庆2，陈炽辉2(1.伊之密德国先进成型技术研究所，德国 阿尔斯多夫 52477；2.伊之密股份有限公司，广东 佛山 528306)摘要：自主设计的物理微发泡注塑成型FoamPro 螺杆，对比现有产品，通过多种材料的实验测试及仿真验证，有更高的塑化效率，相当的发泡效果，可用于商业化应用。
关键词：物理微发泡注塑成型；FoamPro 螺杆；更高的塑化效率；相当的发泡效果中图分类号：TQ330.41，TQ320.6文章编号：1009-797X(2023)12-0026-07文献标识码：B DOI:10.13520/ki.rpte.2023.12.0061 螺杆结构实验机器选用伊之密A5系列220 t 三板注塑机，螺杆直径53 mm 。
塑料注塑机注射螺杆的设计方法及原则研究
塑料注塑机注射螺杆的设计方法及原则研究2009-02-21 下午 09:30随着人们对高分子化合物认识的不断深化，塑料注塑机注射螺杆有了很大发展。
由于塑料注塑机注射螺杆的技术性能是实现优良注射塑化性能的关键，因此对于注射螺杆的合理设计显得尤为重要。
本文分析了塑料注塑机注射螺杆主要技术参数及主要结构与技术性能之间的关系，提出了注射螺杆主要技术参数确定的原则，做了比较详细的分析与研究。
塑料注塑机注射螺杆长径比塑料注塑机注射螺杆长径比是螺杆的一个十分重要的参数,对于常用的通用螺杆而言，尤为重要。
通用螺杆的长径比由13~14，提高到18，现已提高到20~22，甚至达到26。
1、塑料注塑机注射螺杆长径比与注射行程塑料注塑机注射行程表达了注射量的大小，是一个重要的技术参数。
注射过程中螺杆填充的物料量基本上是一个很不确定的因素。
注射时，螺杆轴向前移，物料流入螺槽，但不能充满螺槽，因为注射时间不足以满足完全填满螺杆沟槽所需的时间。
由于物料填充稀疏，空气易被吸入，此时空气若不能及时排出，会使塑化品质降低。
通常，计量行程的大小是决定空气能否进入储料缸的主要因素。
多种物料的研究表明，计量行程若大于3D，止回环后面会有夹气产生。
此时如果螺杆长径比小于18（满足3D的计量行程的螺杆长径比），即加料段固体开始熔融的长度太短，则会使固体向压缩段熔体转变时残留在熔体中的固体大量增加，在严重的情况下，甚至可造成输送停止。
因此要想获得超过3D的计量行程，必须增加螺杆的有效长度，使固体料在加料过程中能够有足够的熔融路径进行熔融，以减少熔体中固体含量，使熔体体积的组成与压缩段的体积流组成相匹配，从而实现计量所要求的熔融体积大于螺杆螺槽中的熔融体积。
一般情况下，螺杆长径比达到20~25，可满足计量行程大于3D的要求。
另外为了能够解决由于螺杆长径比的增加而引起的加料夹气问题，在螺杆设计上必须满足塑化时固体塞的速度大于固体床的速度。
现在，随着螺杆设计及加工的进步，一般塑料注塑机的注射行程由3D增加到4.5D~5D，有的甚至达到6.5D，螺杆的长径比也由18增加到20~25，甚至更大，从而提高了塑化机构的经济性。
pes材料
pes材料PES （PES，全称为Polyethersulphone）是一种高性能工程塑料，具有优异的物理性能和化学稳定性。
它具有很高的热稳定性，可在高温下使用，并保持良好的机械强度。
此外，PES还具有良好的电绝缘性能和耐热性。
由于其诸多特点，PES被广泛应用于电子、汽车、航空航天、医疗和食品包装等领域。
首先，PES具有优异的物理性能。
PES的热变形温度可达到200°C以上，比一般工程塑料高出很多。
这使得PES可以在高温环境下使用，不易熔化或变形。
同时，PES还具有出色的耐候性和耐腐蚀性，不易受到化学物质的侵蚀，具有长期的使用寿命。
其次，PES具有良好的机械强度。
PES具有高硬度和强度，同时又具有较高的韧性。
这使得PES在各种极端工况下都能保持良好的性能，不易发生断裂或失效。
此外，PES还具有优异的抗剥离性，能够有效防止零件的分层或脱落。
另外，PES具有良好的电绝缘性能。
PES具有较高的体积电阻率和相对介电常数，使其成为电子器件、电气设备和电缆等领域的重要材料。
有很多复杂的电子元件和电路需要材料来提供电绝缘和隔离功能，PES能很好满足这些要求。
最后，PES具有良好的耐热性。
PES在高温下仍能保持较好的性能。
这使得PES成为高温环境下制造零件和器件的理想材料。
例如，PES常用于汽车零件、航空航天装备和医疗设备等高温工况下的制造。
总之，PES作为一种高性能工程塑料，具有很多优点。
它具有优异的物理性能和化学稳定性，能够在高温环境下使用，并保持良好的机械强度。
此外，PES还具有良好的电绝缘性能和耐热性，可以满足各种领域的需求。
因此，PES被广泛应用于电子、汽车、航空航天、医疗和食品包装等行业中。
在未来，随着科学技术的不断发展，PES有望在更多领域展现其优越性能。
关于双螺杆用于做发泡聚乙烯及聚丙烯方面的资料汇总
关于双螺杆用于做发泡聚乙烯及聚丙烯方面的资料一、PE发泡1.硅烷交联可发泡聚乙烯材料的研究与应用通过先对聚乙烯进行接枝改性，再进行发泡成型，接枝改性用的是双螺杆，发泡成型用的是单螺杆。
材料：牌号产地熔指加工时的扭矩聚乙烯A 上海石化 1 7.3聚乙烯B 沙特阿拉伯 3 4.8聚乙烯C 齐鲁石化 6 3.8根据发泡后的结果分析，聚乙烯熔指在2.0～3.5g/10min是比较适合发泡的。
设备：采用双螺杆挤出机造粒机组，螺杆的长径比为40：l，采用水下磨面切粒的造粒方式。
双螺杆挤出工艺：区域一区二区三区四区五区六区七区八区温度120 160 175 185 190 135 135 120 螺杆转速的设定以控制料在螺杆中的停留时间不大于5 min单螺杆挤出工艺：区域一区二区三区四区五区六区七区八区温度160 185 190 150 120 110 90 85 前四段加热塑化，后四段发泡成型①聚乙烯流变性能对发泡的影响研究材料：HDPE 牌号陶氏 DMDA-8920设备：同向双螺杆共混仪德国HAAKE公司 Thermo Eurolab16型实验过程及工艺：先将HDPE与DCP共混挤出造粒。
工艺参数如下区域一区二区三区四区五区六区机头温度120 160 175 185 190 135 135 螺杆转速：40r/min然后加入发泡剂用双螺杆共混挤出发泡，挤出工艺如下区域一区二区三区四区五区六区七区八区九区机头温度150 160 170 175 180 185 190 195 200 140 螺杆转速：40r/min②回料聚乙烯发泡的研究这个主要是讲一下关于发泡母粒的制作，由于不允许发泡剂产生分解，其熔融温度控制在140℃左右，同样采用同向双螺杆挤出机共混挤出。
工艺参数及螺杆规格如下：区域一区二区三区四区五区六区机头温度130 135 140 140 145 140 135 螺杆转速40r/min螺杆参数D:20mm；L/D=25:1发泡母粒采用水冷拉条切粒。
聚砜简介
备注：
如果使用高温清洗料，当温度升高到350 ℃时，加入高温清洗料对料管进行清 洗，用量控制在3kg左右，然后加入HDPE将高温清洗料完全挤出，最后加入 聚砜材料将HDPE材料完全挤出，直到纯净的聚砜材料从射嘴中流出。立即开 始正常生产。
关机清洗步骤
停机30分钟之内
开机前至少对空注射3～5次。将料管内有降解风险的材料完全排出。
搭扣配合 确保无填充树脂的形变<5%，填充加强的树脂形变量<1% 避免尖角设计
修饰和装饰
墨滚传递印刷/丝网印刷 请确认墨水在高温时不会造成产品应力开裂 热压印 激光印刷 喷涂 抗刮伤，抗紫外线，特殊的颜色 真空金属喷镀 聚砜耐热性好，可使保护性涂层在短时及内固化
5800
高强度和高刚性
Udel® GF-120 , Veradel® AG-330, Radel® RG-5030
挤出等级，低流动性，透明
Udel® P-3500, Veradel® A-101(3100), Radel® R-
5500
聚砜的典型性质
1.8Mpa
聚砜与其他透明塑料相比，拥有绝佳的耐化学性和冲击韧性
残余应力测量
残余应力可使用特殊的试剂检测出来 大多数情况，产品需通过1分钟的测试： 乙醇：乙酸乙酯 25：75%（针对Udel） 100%乙酸乙酯（针对Veradel） 100%丁酮（针对Radel） 确定残余应力的步骤 1. 让部件冷却到室温，然后用异丙醇淋洗。 2. 将部件与选定试剂接触一分钟，然后用水淋洗。 3. 在强光下检查部件上是否有开裂或出现微裂纹的区域。毛 细裂缝可能会很难发现。 4. 如果部件没有开裂或出现微裂纹，说明其残余应力水平比 下面各表中选定试剂所对应的应力水平要低。换用下一个 试剂，然后重复步骤 2 和 3。
聚丙烯酰胺装置预研磨螺杆的技术改进
聚丙烯酰胺装置预研磨螺杆的技术改进范建闯;袁首盛【摘要】大庆炼化公司聚丙烯酰胺装置全套引进法国SNF公司技术与设备,装置设计采用均聚工艺生产阴离子型聚丙烯酰胺.预研磨设备处于生产线反应工艺和造粒工艺之间,其作用是初步粉碎胶体、向造粒机供料.螺杆是预研磨设备的主要部件,其运行状况直接影响到产品的质量[1].【期刊名称】《炼油与化工》【年(卷),期】2011(022)005【总页数】2页(P77-78)【作者】范建闯;袁首盛【作者单位】大庆炼化公司聚合物一厂,黑龙江大庆163411;大庆炼化公司聚合物一厂,黑龙江大庆163411【正文语种】中文大庆炼化公司聚丙烯酰胺装置全套引进法国SNF公司技术与设备，装置设计采用均聚工艺生产阴离子型聚丙烯酰胺。
预研磨设备处于生产线反应工艺和造粒工艺之间，其作用是初步粉碎胶体、向造粒机供料。
螺杆是预研磨设备的主要部件，其运行状况直接影响到产品的质量［1］。
以聚丙烯酰胺四线缓冲料箱的预研磨螺杆为例，从2008年12月到2009年4月，故障频发，其维修情况见表1。
预研磨螺杆在运行过程中的损伤主要来自轴向力和径向力。
轴向力产生于螺杆在推动和粉碎胶体时的反作用力，在进行细粉回掺工艺的预研磨中使螺杆受到了更大的轴向力。
轴向力主要作用在预研磨侧壁与螺杆端面接触部位，在此部位会造成预研磨侧壁磨损，使通过螺杆轴的孔径扩大，直至近似螺杆截面尺寸，造成螺杆直接顶在轴承上，导致轴承座破裂。
还会发生螺杆直接嵌在预研磨侧壁内，不能转动，直接造成链轮加速磨损、链条频繁断、轴头折断、动力部件损坏、基础底板开裂等系列问题，见图1。
径向力产生于动力机械通过链条对轴在径向的拉抻，主要作用在轴和轴承上，会造成轴和轴承磨损，见图2。
尼龙（Nylon），做为一种性能特殊的非金属材料，具有强度高、韧性好、弯曲而不变形、可抵抗反复冲击的优点；同时它的磨擦系数低、机械切削加工性能优良，所以可以选用优质尼龙做为预研磨螺杆挡板。
塑料挤出成型毕业设计论文
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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塑料注塑机螺杆类型详细全面分析
塑料注塑机螺杆类型详细全面分析注塑机螺杆类型注塑机螺杆分为：渐变型螺杆、突变型螺杆、通用型螺杆。
渐变型螺指螺槽深度由加料段深的螺槽向均化段的螺槽逐渐过度。
主要用于加工具有宽的软化温度范围，高粘度非结晶性塑料，如聚氯乙烯等。
突变型螺杆指螺杆槽深度由深变浅的过程是在一个较短的轴向距离内完在的。
主要用于加工粘度，熔点明显的结晶性塑料，如聚乙烯，聚丙烯等。
通用型螺杆，压缩段长度介于突变型螺杆与渐变型螺杆之间，但塑化质量和能耗比专用差。
以适应结晶性与非结晶塑料熔融塑料化的要求。
注塑螺杆长径比注塑机螺杆与挤出螺杆相比注射机螺杆长径比小。
国内注塑机螺杆长径比多在17—22之间，常采用20：1左右国外螺杆长径比多在20—33之间，常见长径比有20、25、30等多种。
注塑螺杆压缩比：注塑螺杆均化段螺槽较深，压缩比就小，反之压缩比就大。
螺槽深度大小选取，主要依据加工塑料的：比热容、导热性、稳定性、粘度、及塑化时的压力等因系来决定.、但也不能太深，太深会使螺杆因扭矩过大而扭断，或由于超载而停转。
注塑螺杆的压缩比通常为（1.5—3.5）：1压缩比高的螺杆应当在较慢转速下工作。
而压缩比小于3：1的螺杆可在较高转速下工作。
螺杆的基本参数一般螺杆分为三段即加料段，压缩段，均化段。
加料段——底经较小，主要作用是输送原料给后段，因此主要是输送能力问题，参数（L1，h1），h1=（0．12－0．14）D。
压缩段——底经变化，主要作用是压实、熔融物料，建立压力。
参数压缩比ε=h1／h3及L2。
准确应以渐变度A=（h1－h3）／L2。
均化段（计量段）——将压缩段已熔物料定量定温地挤到螺杆最前端、参数（L3，h3），h3=（0．05－0．07）D。
对整条螺杆而言，参数L／D－长径比L／D利弊：L／D与转速n，是螺杆塑化能力及效果的重要因素，L／D大则物料在机筒里停留时间长，有利于塑化，同时压力流、漏流减少，提高了塑化能力，同时对温度分布要求较高的物料有利，但大之后，对制造装配使用上又有负面影响，一般L／D为（18～20），但目前有加大的趋势。
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T
TO 至: 精英塑胶（珠海）有限公司
ATTN : 常经理
FM : 东莞市恒正机械有限公司
现将贵司生产PESU6的性能及生产中常见问题说明如下
PESU6聚醚砜：高性能塑料的注塑成型工艺，具有极佳的耐热性，可替代热固性塑料、金属和陶瓷
优点：1）收缩率小，无成型后收缩，2）无溢料，3）无常见的腐蚀或磨损问题
4）部件质量比周期时间更重要5）热稳定性良好6）滞留时间对机械性能无明显影响
区别：加工温度大，熔料温度330-3900C,模具表面温度最高可达130-1900C（模温不够可能会导至开裂，保压压力分布很重要，水和油都可将模具温度稳定控制在140-1900C,如温度控制设备设计合理，可在
2000C左右使用水作为温度控制介质)，在特定情况下也可采用电子温度控制方式。
熔料粘度高，需
较大的注射压力，与金属粘合性较好，需较大的脱模力。
必须谨慎处理。
加工事项：选用合适的设备和模具，加工前须预处理，因在加工过程中，即使微量的残余湿气也会产生不良，常见的有表面出现银色条纹和熔料起泡。
故一般应在干燥空气或真空干燥器中以130-1500C预热三至
四小时，并马上直接投入注塑成型设备中。
最大含湿度低于0.02%最好，因其产品具有优异的耐水解
性，干燥只是为了达到完美的表面质量
螺杆选择：可使用热塑性工程塑料常用的三区螺杆加工，螺杆的有效长度18-22D,螺距0.8-1.0D为宜，建议选择浅螺纹螺杆，屏障螺纹更理想，螺杆转速0.1-0.3米/秒（6-18米/分钟）
喷咀设计：开式射咀和闭式喷咀设计选流动性最佳的，闭式弹簧射咀其间隙0.05-0.05豪米,在热膨胀时，可确保两者在高温下保持足够的间距
选材：在选择料筒，螺杆，螺杆头，喷咀和螺杆联轴器的材质时，要稳定达到高温热塑性塑料的加工温度，并选用具备足够加热能力的发热圈，普通发热圈无法使料筒保持4000C，建议选用5.8W/cm2的陶瓷
发热圈，否则会造成加热时间过长，进而增大设备启动时材料降解的风险。
加工事项：在熔料温度高且停留时间长时，建议在进料区到喷咀之间采用更高的温度，在进料区的温度320-3600C之间。
如需缩短在料筒中的停留时间，料斗区应保持在60-900C的温度，为避免从打开的
喷咀中流出，可将喷咀温度调低至最后一个料筒加热区的温度低5-100C，或回缩螺杆。
但是，要注
意螺杆反转过大造成浮泡进而形成条纹。
黑点：料筒或热流道部分区域流速慢或有死角，造成局部降解。
再有加热或冷却时间过长造成
变色：适明变黄，玻璃纤维变棕，熔料温度较低，停留时间过长。
或熔料温度过高时会变色
起雾：加工时混入其它聚合物或存在其它残留聚物会有起雾现象，不同聚合物混合也有起雾现象。
清洗：料筒温度降至330-3500C，再连续冲洗，注意自燃。
拆出清洗注意螺杆变形，特别是氮化部份损坏
以上信息仅供参考。