第五章---擠出成型

1、第五章 擠出成型,5.1 概述,一、擠出成型,也稱擠壓模塑或擠塑，即借助螺桿或柱塞的擠壓作用，使受熱熔化的塑料在壓力推動下，強行通過口模而成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法。,擠出法幾乎能成型所以熱塑性塑料和某些熱固性塑料。,5.1 概述,生產(chǎn)的制品：管材、板材、薄膜、線纜包覆物及塑料與其它材料的復(fù)合材料等。,5.1 概述,擠出制品占熱塑性塑料制品的40～50％，此外還可以用于塑化造粒、著色和共混等。,二、擠出成型分類,1.按塑

2、化方式分：,（1）干法：靠加熱,（2）濕法：僅用于硝酸纖維素和少數(shù)醋酸纖維素等。用溶劑將塑料充分軟化。,5.1 概述,2.按加壓方式分：,（1）連續(xù)式：,螺桿式擠出機,單螺桿,雙螺桿,借助螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓力和剪切力，使物料充分塑化和混合均勻，通過型腔（口模）而成型。,,5.1 概述,（2）間歇式：,柱塞式擠出機,借助柱塞壓力，將事先塑化好的物料擠出口模而成型。,5.2 擠出設(shè)備,擠出設(shè)備一般是由擠出機、機頭和口模、輔機等幾部分組成的。,

3、5.2.1 螺桿擠出機,擠出機由擠出裝置（螺桿和料筒）、傳動機構(gòu)和加熱冷卻系統(tǒng)等主要部分組成。,一、單螺桿擠出機,單螺桿擠出機是由一根阿基米德螺桿在加熱的料筒中旋轉(zhuǎn)構(gòu)成的。大小一般用螺桿直徑來表示。,5.2.1 螺桿擠出機,5.2.1 螺桿擠出機,1.傳動裝置,帶動螺桿轉(zhuǎn)動的部分。通常由電動機、減速箱和軸承等組成。,在擠出過程中，要求螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，不隨螺桿負荷的變化而變化，以保證制品質(zhì)量均勻一致。,但在不同的場合下，又要求螺桿能變速，以

4、達到一臺設(shè)備能適應(yīng)擠出不同塑料或不同制品的要求。,傳動部分采整流子電動機、直流電動機等裝置達到無級變速。螺桿轉(zhuǎn)速為：10～100轉(zhuǎn)/分鐘。設(shè)有良好的潤滑系統(tǒng)和迅速制動的裝置。,5.2.1 螺桿擠出機,2.加料裝置,供料一般采用粒料、粉料和帶狀料等幾種。,裝料設(shè)備通常使用錐形加料斗，其容積至少能容納1小時的用料。,5.2.1 螺桿擠出機,料斗底部有截斷裝置，以便調(diào)整和切斷料流。側(cè)面有視孔和標(biāo)定計量的裝置。有些料斗帶有減壓或加熱裝置

5、、攪拌器、自動上料或加料裝置。,5.2.1 螺桿擠出機,5.2.1 螺桿擠出機,3.料筒,擠出機的主要部件之一。,為一金屬圓筒，一般用耐溫耐壓、強度較高、堅固耐磨、耐腐的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼筒制成。塑料的塑化和加壓過程都在其中進行。外部設(shè)有分區(qū)加熱和冷卻裝置。加熱：電阻、電感或其它方式。冷卻：風(fēng)冷或水冷。,5.2.1 螺桿擠出機,5.2.1 螺桿擠出機,4.螺桿,擠出機的關(guān)鍵部件，直接關(guān)系到擠出機的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率。,通過

6、螺桿的轉(zhuǎn)動，對塑料產(chǎn)生擠壓作用，塑料在料筒中才能產(chǎn)生移動、增壓和從摩擦取得部分熱量，塑料在移動過程中得到混合和塑化，粘流態(tài)的熔體在被壓實而流經(jīng)口模時，取得所需形狀而成型。,5.2.1 螺桿擠出機,由于塑料品種很多、性質(zhì)各異，因此為適應(yīng)加工不同塑料的需要，螺桿的種類很多，結(jié)構(gòu)上也有差異，以便能對塑料產(chǎn)生較大的輸送、擠壓、混合和塑化作用。,表示螺桿結(jié)構(gòu)特征的基本參數(shù)有直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺桿與料筒的間隙等。,5.2

7、.1 螺桿擠出機,（1）螺桿的直徑（D）長徑比（ L/D ）,5.2.1 螺桿擠出機,① 螺桿直徑（D）,根據(jù)所制制品的形狀、大小及需要的生產(chǎn)率來決定的。一般45～150mm，螺桿直徑增大，加工能力提高，擠出機的生產(chǎn)率與螺桿直徑D的平方成正比。,5.2.1 螺桿擠出機,② 長徑比（L/D）,螺桿工作部分有效長度與直徑之比。通常為18～25。,L/D大，能改善物料溫度分布，有利于塑料的混合和塑化，并能減少漏流和逆流，提高擠出機的生產(chǎn)能

8、力。,L/D大，螺桿適應(yīng)能力強，能用于多種塑料的擠出。,5.2.1 螺桿擠出機,但L/D過大，使塑料受熱時間增長而降解； 螺桿自重增加，自由端撓曲下垂， 引起料筒與螺桿間擦傷，使制造 加工困難，增大功率消耗。,過短的螺桿，容易引起混煉的塑化不良。,（2）螺旋角（?）,螺紋與螺桿橫斷面的夾角。,5.2.1 螺桿擠出機,隨?增大，擠出機的生產(chǎn)能力提高，但剪切作用和擠壓力減小,

9、通常在10～30?之間。等距螺桿：螺距等于直徑， ?＝17 ?41’,5.2.1 螺桿擠出機,（3）壓縮比,螺桿加料段最初一個螺槽容積與均化段最后一個螺槽容積之比。表示塑料通過螺桿全長范圍時被壓縮的倍數(shù)。壓縮比愈大，塑料受到的擠壓作用愈大,螺槽淺時，能對塑料產(chǎn)生較高的剪切速率，有利于料筒壁和物料間的傳熱，物料混合和塑化的效率高，但生產(chǎn)率降低。螺槽深時，情況相反。,5.2.1 螺桿擠出機,因此，熱敏性塑料，宜用深螺槽螺桿（如PVC）

10、；熔體粘度高，熱穩(wěn)定性較高的塑料，宜用淺螺槽螺桿（如PA）。,（4）螺桿的結(jié)構(gòu)形式,5.2.1 螺桿擠出機,①漸變型：等距不等深,5.2.1 螺桿擠出機,②漸變型：等深不等距,5.2.1 螺桿擠出機,③突變型,5.2.1 螺桿擠出機,④魚雷頭螺桿,5.2.1 螺桿擠出機,（5）螺桿各段的功能,物料沿螺桿前移時，經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度等的變化，這種變化在螺桿全長范圍內(nèi)是不同的，根據(jù)物料的變化特征，將螺桿分為以下三段：,① 加（送）料段,

11、將料斗供給的料送往壓縮段。,塑料在移動過程中，一般保持固體狀態(tài)，由于受熱而部分熔化。,5.2.1 螺桿擠出機,擠出結(jié)晶聚合物最長，硬性無定形聚合物次之，軟性無定形聚合物最短。,螺槽容積可以保持不變。,② 壓縮段（遷移段、過渡段）,壓實物料，使物料由固體轉(zhuǎn)為熔融體，并排除物料中的空氣。,為適應(yīng)將物料壓實，將氣體推回加料段和物料熔化時體積減小等特點，本段應(yīng)對塑料產(chǎn)生較大的剪切作用和壓縮，通常使螺槽容積逐漸縮減，縮減的程度由塑料的壓縮率決定。

12、,5.2.1 螺桿擠出機,③ 均化段（計量段）,將熔融的物料，定容（定量）定壓地送入機頭使其在口模中成型。,螺槽容積恒定不變。,為避免物料因滯留在螺桿頭端面死角處引起分解，螺桿頭部常設(shè)計成錐形或半圓形。有些螺桿的均化段是一表面完全平滑的桿體，稱為“魚雷頭”，但也有刻上凹槽或銑刻成花紋的。,5.2.1 螺桿擠出機,5.2.1 螺桿擠出機,魚雷頭具有攪拌和節(jié)制物料、消除流動脈沖現(xiàn)象的作用，并能增大物料的壓力，降低料層厚度，改善加熱狀況，且

13、能進一步提高螺桿塑化效率。,5.2.1 螺桿擠出機,5.機頭和口模,機頭的作用是將處于旋轉(zhuǎn)運動的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運動，使塑料進一步塑化均勻，并將熔體均勻而平穩(wěn)地導(dǎo)入口模，賦予必要的成型壓力，使塑料易于成型和取得制品密實。,口模為具有一定截面形狀的通道，塑料熔體在口模中流動時取得所需形狀，并被口模外的定型裝置和冷卻系統(tǒng)冷卻硬化而成型。,5.2.1 螺桿擠出機,機頭與口模的組成部件包括過濾網(wǎng)、多孔板、分流器、模芯、口模和機頸等部件。,

14、（1）圓孔口模,擠出塑料圓棒、單絲和造粒。具有圓形出口的橫截面。,典型的一維流動，同心圓上的軸向流速是相同。,（2）扁平口模,擠出法生產(chǎn)平膜和片材。,5.2.1 螺桿擠出機,出口具有狹縫形的橫截面。,具有分配腔,,直管式口模：聚烯烴、聚酯,魚尾形口模：無死角，熔體粘度 高，熱穩(wěn)定性差,衣架式口模：停留時間一致，硬 PVC,5.2.1 螺桿擠出機,（3）環(huán)形口模,擠出管子、管狀薄膜、吹塑用

15、型坯、涂布電線。,出口具有環(huán)形截面。,由口模套和芯模組成，有,,支架式,直角式,螺旋芯模式,儲料缸式,5.2.1 螺桿擠出機,（4）異形口模,異型制品（型材）：從任一口模（異形口模）擠出而得到具有不規(guī)則截面的半成品。,有中空和開放式兩大類。,5.2.1 螺桿擠出機,二、雙螺桿擠出機,指在一根兩相連孔道組成∞截面的料筒內(nèi)由兩根相互嚙合或相切的螺桿組成的擠出裝置。,5.2.1 螺桿擠出機,雙螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計的差別：,（1）嚙合還是非嚙合；,（2

16、）對嚙合螺桿：同向轉(zhuǎn)動還是反向轉(zhuǎn)動；,（3）螺桿是圓柱形還是錐形；,（4）壓縮比的實現(xiàn)是靠：螺紋高度或?qū)С蹋?根徑由小變大或外 徑由大變?。?螺紋頭數(shù)變化。,（5）螺桿是整體的還是組合的。,5.2.1 螺桿擠出機,螺桿類型：,（1）Colombo螺桿：,螺桿分為三段，每一段有一混合室。加料段的外徑和

17、螺距最大；壓縮段次之；均化段為最小。同一段中，螺桿是等徑等距的。,5.2.1 螺桿擠出機,（2）錐形雙螺桿,向外反向轉(zhuǎn)動。從加料段到計量段，螺桿的外徑和根徑均勻地由大到小變化。螺桿各部分的長度、螺紋頭數(shù)、螺槽數(shù)、螺棱寬度、螺棱形狀等均有變化。,5.2.1 螺桿擠出機,（3）組合型雙螺桿,由不同數(shù)目的具有不同功能的螺桿元件按一定要求和順序裝到帶導(dǎo)鍵或三角形芯軸上組合而成的?？梢赃B續(xù)輸送、塑化、均化、加壓、排氣。,5.2.1 螺

18、桿擠出機,（4）非嚙合型雙螺桿,類似兩根平行單螺桿在料筒中轉(zhuǎn)動，但兩根螺桿反向轉(zhuǎn)動并相切。分為單階和雙階兩種形式。,5.2.1 螺桿擠出機,5.2.1 螺桿擠出機,三、擠出機的輔助設(shè)備,1.原料輸送、干燥等預(yù)處理設(shè)備；,2.定型和冷卻設(shè)備，如定型裝置、水冷卻裝置、空氣冷卻裝置；,3.用于連續(xù)地、平穩(wěn)地將制品接出的可調(diào)速牽引裝置；,4.成品切斷和輥卷裝置；,5.控制設(shè)備等。,5.2.1 螺桿擠出機,四、擠出機的一般操作方法,1.開車前準(zhǔn)

19、備的工作；,2.機器運行開始的工作；,3.停車時的工作；,4.清理設(shè)備。,注意：電、熱、機械轉(zhuǎn)動、笨重部件裝卸等。,5.3 單螺桿擠出原理,5.3.1 固體輸送,以固體對固體的摩擦力靜平衡為基礎(chǔ)。,假設(shè)：,（1）物料與螺槽和料筒內(nèi)壁所有邊緊密接觸，形成固體塞或固體床，并以恒定的速率移動；,（2）略去螺棱與料筒的間隙，物料重力和密度變化等的影響；,5.3.1 固體輸送,（3）螺槽深度是恒定的，壓力只是螺槽長度的函數(shù)，摩擦系數(shù)與壓力無關(guān)；,

20、（4）螺槽中固體物料像彈性固體塞一樣移動，受周圍的螺桿和料筒表面之間的摩擦力控制，只有物料與螺桿之間的摩擦力小于物料與料筒之間的摩擦力時物料才能沿軸向前進，否則物料將與螺桿一起轉(zhuǎn)動。,5.3.1 固體輸送,P：螺槽中體系的壓力；Ab、As：固體塞與料筒和螺桿間的壓力；fb、fs：摩擦系數(shù)；Fb、Fs：摩擦力。,5.3.1 固體輸送,固體輸送率Qs：,Rs、Rb：螺槽底部和頂部半徑；e:螺棱寬度；?a：平均螺旋角；i:螺紋頭數(shù)

21、。,5.3.1 固體輸送,,5.3.1 固體輸送,則：,N：螺桿轉(zhuǎn)數(shù)；?b：料筒表面處的螺旋角；Db：螺桿外徑；Hf：螺槽深度。,5.3.1 固體輸送,可見：固體輸送率與螺桿的幾何尺寸和移動角?有關(guān)。,通常?在0≤ ? ≤90゜范圍， ?＝0時，Qs為零，?－90゜時，Qs為最大。,5.3.1 固體輸送,因此，為了增大輸送量，可以采取以下措施：,（1）螺桿直徑不變時，增大螺槽寬度,（2）減小聚合物與螺桿的摩擦系數(shù)fs,（3）增

22、大聚合物與料筒的摩擦系數(shù)fb，如：料筒 內(nèi)開設(shè)縱向溝槽；錐形開槽料筒,（4）減小螺旋角?b，使 為最大,（5）從工藝角度上考慮送料段料筒和螺桿的溫度,5.3.2 固體熔化,塑料在擠出機中的塑化過程是很復(fù)雜的。,1.冷卻實驗和熔化機理,本色塑料,著色塑料（3～5％）,,,加熱,擠出,穩(wěn)態(tài),,停車,迅速冷卻,塑料凝固,,剝下塑料進行分析,5.3.2 固體熔化,由實驗觀察到在一個螺槽中固體物料的熔化過程

23、：,與料筒表面接觸的固體粒子，由于料筒的傳導(dǎo)熱和摩擦熱的作用，首先熔化，并形成一層薄膜，稱為熔膜。,這些不斷熔融的物料，在螺桿與料筒的相對運動下，不斷向螺紋推進面匯集，從而形成漩渦狀的流動區(qū)，稱為溶池。,5.3.2 固體熔化,在溶池的前邊充滿著受熱軟化和半熔融后粘結(jié)在一起的固體粒子和尚未完全熔結(jié)和溫度較低的固體粒子，統(tǒng)稱為固體床。,沿螺槽前移的過程中，固體床寬度逐漸減小，直至全部消失。,從熔化開始到固體床的寬度下降到零的總長度，稱為熔化

24、區(qū)的長度。一般的，熔化速率越高，熔化長度越短。,5.3.2 固體熔化,綜上可知：,塑料的整個熔化過程是在螺桿熔融區(qū)進行的，塑料的整個熔化過程直接反映了固相寬度沿螺槽方向變化的規(guī)律，這種變化規(guī)律，決定于螺桿參數(shù)、操作條件和塑料的物性等。,5.3.3 熔體輸送,一、簡化的流動方程,1.熔體在均化段輸送中的流動形式,（1）正流,沿著,,5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進,一、排氣式螺桿,可連續(xù)從聚合物中抽出揮發(fā)物、單體、低聚物、縮聚反應(yīng)物、

25、配料時的揮發(fā)組分、水分。,在料筒上設(shè)置一個或多個排氣孔。,二、屏障型螺桿,在壓縮段的螺紋旁再加一道輔助螺紋，將主螺紋的前緣分為熔體槽，后緣分為固體槽，實現(xiàn)熔體與固體的分離。,5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進,Mailefer螺桿,5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進,Barr螺桿,5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進,Kim螺桿,5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進,三、銷釘型螺桿,在靠近熔化段末端到計量段這一區(qū)間設(shè)置一組或幾組起混合作用的銷釘。,使料流發(fā)生攪動，

26、產(chǎn)生局部的高剪切以增進固體粒子的熔化；有利于內(nèi)壓力提高，保證螺槽被充滿和壓實。,缺點：產(chǎn)率減少，熔體溫度提高。,5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進,四、波型螺桿,螺槽根部是偏心的，偏心部位沿軸向按螺旋形移動。,軸向波型螺桿，帶有輔助螺紋。,5.4 單螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進,五、混合螺桿,1.分配混合元件：密集的銷釘、溝槽、凹穴等。,2.分散混合元件：剪切元件。,5.5 雙螺桿擠出原理,5.5.1 分類,R.Erdmerger從理論上將雙螺桿分為1

27、2類：,5.5.1 分類,1.橫向開口：指垂直螺棱方向，物料能越過螺棱，在一根螺桿的各個螺棱之間進行物料交換。,2.縱向開口：指自加料口到口模有一通道，物料從一根螺桿流往另一根螺桿。,3.非嚙合雙螺桿在縱、橫向都是開口的。,4.全嚙合、反向轉(zhuǎn)動的雙螺桿在縱、橫向都是閉合的，不考慮機械間隙，能形成封閉室。,5.5.1 分類,6.捏合盤在縱向、橫向都是開口的。,7.部分嚙合的雙螺桿，要區(qū)分縱向開口和橫向封閉系統(tǒng)與縱、橫向開口系統(tǒng)。,5.全嚙

28、合、同向轉(zhuǎn)動的雙螺桿是縱向開口、橫向封閉的。,5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機,封閉式反向轉(zhuǎn)動嚙合（CICT）型雙螺桿擠出機的螺桿幾何形狀：,5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機,特點：,兩根螺桿螺槽間的開口是很小的；,具有滾壓式嚙合，嚙合區(qū)的螺桿速度都在同一個方向；,進入嚙合區(qū)的物料有強制通過該嚙合區(qū)的傾向。,5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機,適用范圍：,CICT擠出機一般適合在低速下運行。,CICT擠出機的最大允許螺桿速度是機器正

29、位移輸送特性的良好指標(biāo)。,低的最大螺桿轉(zhuǎn)速：20～40r/min，型材擠出；高的最大螺桿轉(zhuǎn)速：100～200r/min，配料、連續(xù)化學(xué)反應(yīng)和特定聚合物加工。,5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機,假設(shè)螺槽被物料完全充滿而且無漏流，則CICT擠出機的理論最大產(chǎn)量為：,i: 平行螺紋數(shù)；?：C形室的體積；N：螺桿轉(zhuǎn)數(shù)。,實際上存在著漏流：,（1）螺棱漏流，Qf,（2）壓沿漏流，Qc,（3）側(cè)面漏流，Qs,（4）四面體漏流，Qt,則實際產(chǎn)

30、量為：,5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機,5.5.3 同向、嚙合型雙螺桿擠出機,有低速和高速兩種，低速同向轉(zhuǎn)動雙螺桿擠出機適于型材擠出；高速擠出機適于特定聚合物的加工作業(yè)。,一、封閉式嚙合型擠出機,封閉式嚙合螺桿（CICO）的幾何形狀：其中一根螺桿的螺紋插入另一根螺桿的螺槽而且緊密配合，即共扼螺桿輪廓。,5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機,特點：,兩根螺桿的螺槽之間存在著相當(dāng)大的開口；,具有滑動式嚙合，嚙合區(qū)螺桿的速度是相反的；,物料

31、呈8字形運動，同時沿軸向運動；,CICO型擠出機物料在進入嚙合區(qū)處產(chǎn)生高的壓力，因此必須在低速下運轉(zhuǎn)。,5.5.2 反向嚙合型雙螺桿擠出機,二、自潔式擠出機,高速同向擠出機（CSCO），具有封閉式匹配的螺紋輪廓，從一個螺槽到相鄰螺槽有頗大的開口。,具有封閉式自潔作用。,特點：,嚙合區(qū)不產(chǎn)生的壓力降，可以高速運轉(zhuǎn)：600r/min，不適于直接擠出型材，物料大部分按8字形運動。,5.5.3 非嚙合型雙螺桿擠出機,NOCT，反向轉(zhuǎn)動的非嚙合型

32、雙螺桿。其輸送與單螺桿相似，差別在于物料從一根螺桿到另一根螺桿。,主要用于共混、排氣和化學(xué)反應(yīng)。,5.6 擠出成型工藝與過程,通常的程序：,成型物料預(yù)處理,擠出造型,制品的定型與冷卻,制品的牽引與卷取（切割）,后處理,包裝,,,,,,一、成型物料預(yù)處理通常包括干燥、預(yù)熱、著色、混入各種添加劑和廢品的回收利用等。,水分：影響擠出過程的正常進行和制品的質(zhì)量。制品出現(xiàn)氣泡、表面晦暗、物理機械性能下降、甚至無法擠出。,控制含水量0.5％以下。

33、同時不含有任何可見雜質(zhì)。,5.6 擠出成型工藝與過程,二、擠出成型,擠出過程中螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、料筒壓力、溫度應(yīng)視具體情況而加以調(diào)整。,1.物料溫度：來源于料筒加熱器和螺桿對物料的剪切。,5.6 擠出成型工藝與過程,料溫升高：粘度降低，利于塑化； 熔體流量大，出料加快，機頭和口模溫度過 高，擠出物形狀穩(wěn)定性差，制品收縮率增加， 甚至制品發(fā)黃、出現(xiàn)氣泡。 擠出不能正常

34、進行。,溫度降低：熔體粘度大，機頭壓力增加，制品密實、 形狀穩(wěn)定性好，但離模膨脹嚴(yán)重，應(yīng)適當(dāng) 增大牽引速度。,料溫過低：塑化較差，功率消耗增加。,口模與模芯溫差過大：擠出制品出現(xiàn)向內(nèi)或向外翻或 扭歪情況。,5.6 擠出成型工藝與過程,2.增大螺桿的轉(zhuǎn)速：強化對物料的剪切作用，利于物料的混合和塑化，提高物料的壓力。,5.6 擠出成型工藝與過程,三、制品的定型與

35、冷卻,熱塑性塑料擠出制品，在離開機頭口模后，應(yīng)進行冷卻定型。,定型不及時，自身重力作用下，會發(fā)生形變。,大多數(shù)情況下定型與冷卻往往同時進行。,擠出管材和各種異型材時才有定型過程，擠出薄膜、單絲、線纜包覆物等不需定型。擠出板材和片材時，有時還通過一對壓輥壓平，也有定型和冷卻作用。,5.6 擠出成型工藝與過程,四、牽引（拉伸）和熱處理,制品從口模擠出后，產(chǎn)生離模膨脹，擠出物尺寸和形狀發(fā)生改變。重量增大、不引出、造成堵塞、生產(chǎn)停滯、破壞擠出連

36、續(xù)性，后面擠出物變形。,常用管材牽引設(shè)備：滾輪式、履帶式。牽引速度應(yīng)與擠出速度很快地配合，且速度均勻。一般牽引速度大于擠出速度，以消除離模膨脹。,有些制品需熱處理：如由狹縫扁平口模直接擠出片材經(jīng)拉伸而得的薄膜，以減小熱收縮率，提高尺寸穩(wěn)定性。,五、合格制品按要求進行切割或卷取,5.7 擠出成型的發(fā)展趨勢,1.大型化：單螺桿擠出機的L/D可達42；螺桿直徑可達300～420mm，甚至達750mm；多螺桿擠出機直徑可達600mm（臥式）

37、，300mm（立式），長度可達875mm。,2.高擠出速度：直徑65的擠出機螺桿轉(zhuǎn)速高達800～1000r/min。,3.多效能：以擠出機為主機，加上輔機，可生產(chǎn)多種制品。,4.自動化：擠出溫度及壓力等工藝條件采用PID （比例、積分、微分）測控等。,5.連續(xù)化：從粉料開始直到制品實現(xiàn)全自動化連續(xù)流水線。,5.8 幾種制品的擠出工藝,5.8.1 管材的擠出,擠出管材所用設(shè)備有擠出機、機頭、定型裝置、冷卻槽、牽引設(shè)備、切斷設(shè)備以及擴口設(shè)備

38、等。,1. 機頭和口模,大體上分為：,,偏移式：內(nèi)徑尺寸要求準(zhǔn)確的生產(chǎn),直通式：常用。,擠出機擠出的熔融塑料進入機頭由芯模及口模外套所構(gòu)成的環(huán)隙通道流出后即成為管狀物。,5.8.1 管材的擠出,5.8.1 管材的擠出,2.定型,擠出的管狀物首先應(yīng)通過定型裝置，使之冷卻變硬而定型。,定型方法：,（1）外徑定型：在管狀物外壁和定徑套內(nèi)壁緊密接觸的情況下進行冷卻而實現(xiàn)的。結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，為我國普遍采用。,（2）內(nèi)徑定型：是將定徑套的冷卻水

39、管從芯棒處伸進，必須使用偏移式機頭。用這種方法制得的管材內(nèi)壁比較光滑。,5.8.1 管材的擠出,5.8.1 管材的擠出,3.冷卻,可用的裝置有冷卻水槽和噴淋水箱兩種。,為防止管材冷卻過程中發(fā)生彎曲變形，采用沿管材圓周上均勻布置噴水頭對管材進行噴淋冷卻。,5.8.1 管材的擠出,4.牽引,常用牽引管材的裝置有滾輪式和履帶式兩種。,5.8.2.吹塑薄膜的擠出,塑料熔體由環(huán)隙形口模擠成管狀物后，即牽引裝置牽引上升（少數(shù)采用水平、向下）并同時

40、進行吹脹，至一定距離后，通過導(dǎo)向夾板而被牽引輥夾攏。,吹塑法廣應(yīng)用于生產(chǎn)聚乙烯和聚氯乙烯等塑料薄膜。,優(yōu)點：1.設(shè)備緊湊，單位產(chǎn)率所需的投資少； 2.在一定范圍內(nèi)可以方便調(diào)整薄膜的寬度和（或厚度）； 3.無邊緣影響，免除整邊裝置，減少廢料損失； 4.雙軸定向，強度較高。,5.8.2.吹塑薄膜的擠出,缺點：1.冷卻速度偏小，薄膜透明度差； 2.厚薄偏差較大。,一、擠出機,單螺桿擠出機，大小隨

41、所制薄膜的寬度和厚度而定。,產(chǎn)率受冷卻和牽引兩種速率控制。一種擠出機只適于生產(chǎn)少數(shù)幾種規(guī)格的產(chǎn)品。,二、機頭和口模,機頭類型,,轉(zhuǎn)向式的直角型：應(yīng)用較多,水平向的直通型：適于熔體粘度較大，熱敏性塑料。,5.8.2.吹塑薄膜的擠出,三、冷卻,應(yīng)控制較低的料溫。,冷卻方法：利用壓縮空氣通過風(fēng)向環(huán)向泡狀物各點直接吹送。還可以用冷凍空氣、二次風(fēng)環(huán)、芯棒內(nèi)冷等技術(shù)。,四、牽引,吹脹的泡狀物 ，在機頭的頂部，進入導(dǎo)向板并由牽引輥將其夾封，牽引而導(dǎo)至

42、卷裝置。,五、操作,注意吹脹比與牽引比相等，通用的吹脹比為2~3。,5.8.3 雙向拉伸薄膜的平擠,采用扁平機頭。,平擠的擠出物經(jīng)過冷卻，輾光等所取得的薄膜厚薄公差小，生產(chǎn)率高，應(yīng)用廣泛，但強度和透明度較差，但輔以拉伸（即平擠拉伸）的成型方法，取得雙軸定向，則薄膜性能較優(yōu)越。,塑料熔體由扁平機頭擠成厚片后，被送至不同轉(zhuǎn)速的一組拉伸輥上進行縱向拉伸，經(jīng)縱向拉伸的薄膜再送至拉幅機上作橫向拉伸，薄膜離開拉幅機后即進行冷卻和卷取。,5.8.3

43、雙向拉伸薄膜的平擠,1.擠出機,大小符合要求，保證物料塑化、溫度均勻，料流無脈動。,2.機頭和口模,采用中心進料窄縫形機頭。,3.厚片的冷卻,對結(jié)晶性聚合物（聚酯、PP等）立即實行急冷。,采用冷卻轉(zhuǎn)鼓進行冷卻。,口模與冷卻轉(zhuǎn)鼓最好順向排列。,厚片厚度為拉伸薄膜的12~16倍。,5.8.3 雙向拉伸薄膜的平擠,4.縱向拉伸,拉伸倍數(shù)等于兩拉伸輥的線速比。,拉伸輥溫度為80~120℃。,縱拉后的薄膜需冷卻：目的是使結(jié)晶迅速停止，固定取向結(jié)構(gòu)

44、；張緊厚片，避免回縮。,冷卻輥溫度控制在塑料的玻璃化溫度左右。,5.橫向拉伸,拉幅機,,預(yù)熱段：重新加熱到玻璃化溫度以上。,拉伸段：10?左右的張角,5.8.3 雙向拉伸薄膜的平擠,拉伸倍數(shù)為拉幅機出口寬度與縱拉后薄膜寬度之比。,在2.5~4之間。,6.熱定型和冷卻,溫度至少應(yīng)比聚合物最大結(jié)晶速率溫度大10℃。,緩沖段：防止熱定型段溫度直接影響拉伸段，使拉伸段溫度得到嚴(yán)格控制。,熱定型后需冷卻至室溫，以消除熱量。,7.切邊和卷取,8.操