塑料成型工艺学第五章

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。
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。
பைடு நூலகம் 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
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。
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。
为避免物料因滞留在螺杆头端面死角处引起分 解，螺杆头部常设计成锥形或半圆形。 有些螺杆的均化段是一表面完全平滑的杆体， 称为“鱼雷头”，但也有刻上凹槽或铣刻成花 纹的。
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
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。
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
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。
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
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， ＝17 〫41’
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
5.2.1 螺杆挤出机
（1）螺杆的直径（D）长径比（ L/D ）
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。
5.1 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
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。
5.2.1 螺杆挤出机
第五章 挤出成型
5.1 概述
一、挤出成型 也称挤压模塑或挤塑，即借助螺杆或柱塞的挤压 作用，使受热熔化的塑料在压力推动下，强行通 过口模而成为具有恒定截面的连续型材的一种成 型方法。
挤出法几乎能成型所以热塑性塑料和某些热固性 塑料。
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。
5.2.1 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
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。
5.2.1 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
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 槽螺杆（如PA）。 （4）螺杆的结构形式
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 ④鱼雷头螺杆
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。
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。