塑料成型工艺学第五章

•
•5.2.1 螺杆挤出机
•（3）压缩比 •螺杆加料段最初一个螺槽容积与均化段最后一 个螺槽容积之比。 •表示塑料通过螺杆全长范围时被压缩的倍数。 压缩比愈大，塑料受到的挤压作用愈大
•螺槽浅时，能对塑料产生较高的剪切速率，有 利于料筒壁和物料间的传热，物料混合和塑化 的效率高，但生产率降低。 •螺槽深时，情况相反。
塑料成型工艺学第五章
2020年5月30日星期六
•5.1 概述 •生产的制品：管材、板材、薄膜、线缆包覆 物及塑料与其它材料的复合材料等。
•
•5.1 概述
•挤出制品占热塑性塑料制品的40～50％，此外 还可以用于塑化造粒、着色和共混等。 •二、挤出成型分类 •1.按塑化方式分： •（1）干法：靠加热 •（2）湿法：仅用于硝酸纤维素和少数醋酸纤 维素等。 •用溶剂将塑料充分软化。
•
•5.2.1 螺杆挤出机 •④鱼雷头螺杆
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•（5）螺杆各段的功能
•物料沿螺杆前移时，经历着温度、压力、粘度 等的变化，这种变化在螺杆全长范围内是不同 的，根据物料的变化特征，将螺杆分为以下三 段： •① 加（送）料段
•将料斗供给的料送往压缩段。
•塑料在移动过程中，一般保持固体状态，由于 受热而部分熔化。
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•挤出结晶聚合物最长，硬性无定形聚合物次之 ，软性无定形聚合物最短。 •螺槽容积可以保持不变。
•② 压缩段（迁移段、过渡段）
•压实物料，使物料由固体转为熔融体，并排除 物料中的空气。
•为适应将物料压实，将气体推回加料段和物料 熔化时体积减小等特点，本段应对塑料产生较 大的剪切作用和压缩，通常使螺槽容积逐渐缩 减，缩减的程度由塑料的压缩率决定。
•传动部分采整流子电动机、直流电动机等装置 达到无级变速。 •螺杆转速为：10～100转/分钟。 •设有良好的润滑系统和迅速制动的装置。
•2.加料装置
•供料一般采用粒料、粉料和带状料等几种。
•装料设备通常使用锥形加料斗，其容积至少能 容纳1小时的用料。
•
•5.2.1 螺杆挤出机 •料斗底部有截断装置，以便调整和切断料流。 •侧面有视孔和标定计量的装置。 •有些料斗带有减压或加热装置、搅拌器、自动 上料或加料装置。
•
•5.1 概述
•2.按加压方式分： •（1）连续式：
•单螺杆 •螺杆式挤出机
•双螺 杆 •借助螺杆旋转产生压力和剪切力，使物料充分 塑化和混合均匀，通过型腔（口模）而成型。
•
•5.1 概述 •（2）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。
•
•5.2 挤出设备
•5.2.1 螺杆挤出机
•1.传动装置
•带动螺杆转动的部分。通常由电动机、减速 箱和轴承等组成。
•在挤出过程中，要求螺杆转速稳定，不随螺 杆负荷的变化而变化，以保证制品质量均匀 一致。
•但在不同的场合下，又要求螺杆能变速，以 达到一台设备能适应挤出不同塑料或不同制 品的要求。
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•
•5.2.1 螺杆挤出机 •因此，热敏性塑料，宜用深螺槽螺杆（如PVC ）； •熔体粘度高，热稳定性较高的塑料，宜用浅螺 •槽（螺4）杆螺（杆如的PA结）构。形式
•
•5.2.1 螺杆挤出机 •①渐变型：等距不等深
•
•5.2.1 螺杆挤出机 •②渐变型：等深不等距
•
•5.2.1 螺杆挤出机 •③突变型
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•3.料筒 •挤出机的主要部件之一。 •为一金属圆筒，一般用耐温耐压、强度较高、 坚固耐磨、耐腐的合金钢或内衬合金钢的复合 钢筒制成。 •塑料的塑化和加压过程都在其中进行。 •外部设有分区加热和冷却装置。 •加热：电阻、电感或其它方式。 •冷却：风冷或水冷。
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•4.螺杆 •挤出机的关键部件，直接关系到挤出机的应用 范围和生产率。
•通过螺杆的转动，对塑料产生挤压作用，塑料 在料筒中才能产生移动、增压和从摩擦取得部 分热量，塑料在移动过程中得到混合和塑化， 粘流态的熔体在被压实而流经口模时，取得所 需形状而成型。
•挤出设备一般是由挤出机、机头和口模、辅机 等几部分组成的。 •5.2.1 螺杆挤出机 •挤出机由挤出装置（螺杆和料筒）、传动机构 和加热冷却系统等主要部分组成。
•一、单螺杆挤出机
•单螺杆挤出机是由一根阿基米德螺杆在加热的 料筒中旋转构成的。大小一般用螺杆直径来表 示。
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•③ 均化段（计量段）
•将熔融的物料，定容（定量）定压地送入机头 使其在口模中成型。 •螺槽容积恒定不变。
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•但L/D过大，使塑料受热时间增长而降解；
•
螺杆自重增加，自由端挠曲下垂
，
•
引起料筒与螺杆间擦伤，使制造
•
加工困难，增大功率消耗。
•过短的螺杆，容易引起混炼的塑化不良。
•
•5.2.1 螺杆挤出机 •（2）螺旋角（）
•螺纹与螺杆横断面的夹角。 •随增大，挤出机的生产能力提高，但剪切作 用和挤压力减小 •通常在10～30〫之间。 •等距螺杆：螺距等于直径， ＝1பைடு நூலகம் 〫41’
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•（1）螺杆的直径（D）长径比（ L/D ） •① 螺杆直径（D） •根据所制制品的形状、大小及需要的生产率 来决定的。 •一般45～150mm，螺杆直径增大，加工能力提 高，挤出机的生产率与螺杆直径D的平方成正 比。
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•② 长径比（L/D） •螺杆工作部分有效长度与直径之比。 •通常为18～25。 •L/D大，能改善物料温度分布，有利于塑料的 混合和塑化，并能减少漏流和逆流，提高挤出 机的生产能力。 •L/D大，螺杆适应能力强，能用于多种塑料的 挤出。
•
•5.2.1 螺杆挤出机
•由于塑料品种很多、性质各异，因此为适应加 工不同塑料的需要，螺杆的种类很多，结构上 也有差异，以便能对塑料产生较大的输送、挤 压、混合和塑化作用。
•表示螺杆结构特征的基本参数有直径、长径比 、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆与 料筒的间隙等。
•
•5.2.1 螺杆挤出机