挤出机选型
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26
2.3.2.6挤压系统其它部分
进料口 分流板及过滤网
多孔板（分流板）及过滤网
27
2.3.3挤出机加料系统
a.要求和不正常现象
28
加料系统形式 上料系统形式
29
14
其它型式的屏障元件
15
(c)分布混合元件 销钉螺杆
16
内凹式混合段
17
DIS螺杆
18
2.3.2.3排气挤出机的结构及工作原理
为什么要设计排气挤出机？
排气挤出机是在机筒上开设一个或多个排 气口，挥发物可由此逸出。因而，排气挤出机 能连续从聚合物中排除挥发物。这些挥发物主 要来自被挤出物料中的低聚物、反应生成物、 水分、溶剂等。
5
c.普通螺杆的主要参数及选择
(a)螺杆直径D (b)长径比L／D和螺杆分段 长径比 螺杆分段
6
(c)均化段的螺槽深度h3、压缩比ε和加料段 螺槽深度h1 均化段的螺槽深度h3 压缩比ε：是指螺杆最初一个导程螺槽的 容积和最终一个螺槽的容积之比。压缩 比的作用是压实物料，排除气体，产生 必要的挤出压力，保证熔体在螺杆出口 处有足够的致密度。
10
②提高机筒温度可以促使残余固态物料 熔融，但对于热敏性物料，这一方法也 受到一定的限制。并且制品的温度也会 随之提高，既加重了辅机冷却系统的负 担，又导致制品在冷却过程中产生较大 的内应力；
11
③增大长径比以提高生产能力和挤出质 量，这一办法对提高产量和质量虽能产 生一定效果，但长径比过大，对螺杆、 机筒加工制造、安装以及螺杆的强度又 带来一系列的困难。
2.3.1.2高聚物的种类和性质 不同聚合物对挤出机的型式、螺杆的 结构和几何参数有不同的要求。 2.3.1.3 原材料组成和产品种类 原材料组成不同要求螺杆具有不同的 混炼效果。产品种类不同也要求螺杆具 有不同的结构。
1
2.3.2挤出机的挤压系统
2.3.2.1普通单螺杆的结构 a普通螺杆的主要形式 (a)等距变深螺杆 ①等距渐变，一种整体渐变，另一种是 加料段和均化段是等深螺槽，在比较长 的熔融段上，螺槽深度是逐渐变浅的。 ②等距突变螺杆
12
b.新型螺杆
(a)分离型螺杆 （因固液相分离 而得名） 结构特点；优点:
促进物料彻底熔融，使挤出 过程稳定进行；提高生产能 力，降低功率消耗，螺杆对 机头的适应性强；排气功能 好，扫膛现象少。
13
(b)分散混炼元件 直槽屏障混炼元件
在进料槽中，熔料与塑化不良 的固体料进行热交换，促进固 体料的熔融，在出料槽中，物 料的环流运动也同样使熔料进 一步混合和均化。物料进入若 干条进料槽，即被分成若干股 小料流，从进料槽越过屏障间 隙进入出料槽后，很快又汇合 在一起，这种环流运动，分合 运动，促进了物料在屏降元件 中的塑化和混炼。
20
21
ห้องสมุดไป่ตู้2
2.3.2.4双螺杆挤出机的结构及工作原理
定义：在一个挤出机内有两根螺杆的挤 出机称为双螺杆挤出机。 结构：双螺杆挤出机也由挤压系统、传 动系统、加热冷却系统、控制系统、加 料系统组成。
23
分类：双螺杆挤出机按两根螺杆的相对位
置，可以分为啮合型与非啮合型
按照双螺杆挤出机两根螺杆的转动方向，可以分为同 向旋转和异向旋转。 按照两根螺杆轴线的相互关系，可分为平行双螺杆、 锥形双螺杆。
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3
(b)等深变距螺杆 (c)变深变距螺杆
等距变深螺杆
4
b.普通螺杆形式的确定
普通螺杆形式的确定，主要根据被加工物料的 物理性能和进入螺杆时物料的具体情况而定。 如对非结晶型高聚物，采用等距渐变螺杆(从 Tg-Tf范围较宽）；在经过较长的一段距离后才 能全部熔融。结晶型高聚物软化温度范围较窄， 采用等距突变螺杆(3—5D)，到了熔融温度时， 很快熔化变成粘流状态。对橡胶加工来说，其 螺杆的长度一般较小，为了达到压实物料和塑 化物料的目的，多用等距变深螺杆。
24
双螺杆特点及应用
平行同向双螺杆挤出机，螺杆采用积木式结构， 增加了许多混炼元件，多用于材料的共混、填充。 锥形双螺杆挤出机，螺槽容积逐渐变小，剪切适 中，多用于硬质PVC门窗型材、管材的加工。
25
2.3.2.5螺杆料筒的腐蚀及材质选择
聚合物基材中加入的填料磨蚀； 有些聚合物在加工中对设备有腐蚀性， 如含氟聚合物和含氯聚合物； 吸湿性聚合物，在挤出的高温和高压下 释出水分形成的高压蒸汽对螺杆、料筒 形成腐蚀。 螺杆和机筒使用最多的是40Cr表面镀铬 和38CrM0Al氮化钢。
7
(d)螺纹导程t，螺旋升角φ和螺纹头数i (e)螺纹断面形状的螺杆头部结构 螺纹断面形状 螺杆头部结构
8
2.3.2.2新型螺杆
a普通螺杆存在的问题及其解决办法 高速挤出塑化不良 挤出时产量的波动
9
普通螺杆的解决方法
①提高螺杆转速的同时减小螺槽深度， 用增加剪切作用来保证物料塑化和均匀 化，同时使产量不致下降。但这一办法 对不能承受高剪切的物料是不可取的， 而螺槽深度h3减小，使正流流量减少， 从而也减少挤出量，这与提高转速以提 高生产能力是相矛盾的，而且转速提高 也会加大挤出时压力波动，以至影响挤 出质量；
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除去吸湿性聚合物中的水分是排气式挤出机的 普遍用途。大多数聚合物要求水分小于0.2％， 以便正常挤出。在某些聚合物中要求含水率更 低，如PMMA＜0.1％、PA＜0.1％、ABS＜0.1 ％、CA＜ 0.05％、 PBT＜ 0.05％ 以及PC＜ 0.02％。
许多聚合物在室温和相对湿度(R.H)50％下有一平衡含 湿量。该平衡含湿量高于挤出要求的最大容许含湿百 分率。吸湿聚合物的某些相对湿度平衡含湿量值为： ABS：1.5％，PMMA：0.8％。此外，废旧塑料造粒特 别需要排气挤出机。
2.3.2.6挤压系统其它部分
进料口 分流板及过滤网
多孔板（分流板）及过滤网
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2.3.3挤出机加料系统
a.要求和不正常现象
28
加料系统形式 上料系统形式
29
14
其它型式的屏障元件
15
(c)分布混合元件 销钉螺杆
16
内凹式混合段
17
DIS螺杆
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2.3.2.3排气挤出机的结构及工作原理
为什么要设计排气挤出机？
排气挤出机是在机筒上开设一个或多个排 气口，挥发物可由此逸出。因而，排气挤出机 能连续从聚合物中排除挥发物。这些挥发物主 要来自被挤出物料中的低聚物、反应生成物、 水分、溶剂等。
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c.普通螺杆的主要参数及选择
(a)螺杆直径D (b)长径比L／D和螺杆分段 长径比 螺杆分段
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(c)均化段的螺槽深度h3、压缩比ε和加料段 螺槽深度h1 均化段的螺槽深度h3 压缩比ε：是指螺杆最初一个导程螺槽的 容积和最终一个螺槽的容积之比。压缩 比的作用是压实物料，排除气体，产生 必要的挤出压力，保证熔体在螺杆出口 处有足够的致密度。
10
②提高机筒温度可以促使残余固态物料 熔融，但对于热敏性物料，这一方法也 受到一定的限制。并且制品的温度也会 随之提高，既加重了辅机冷却系统的负 担，又导致制品在冷却过程中产生较大 的内应力；
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③增大长径比以提高生产能力和挤出质 量，这一办法对提高产量和质量虽能产 生一定效果，但长径比过大，对螺杆、 机筒加工制造、安装以及螺杆的强度又 带来一系列的困难。
2.3.1.2高聚物的种类和性质 不同聚合物对挤出机的型式、螺杆的 结构和几何参数有不同的要求。 2.3.1.3 原材料组成和产品种类 原材料组成不同要求螺杆具有不同的 混炼效果。产品种类不同也要求螺杆具 有不同的结构。
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2.3.2挤出机的挤压系统
2.3.2.1普通单螺杆的结构 a普通螺杆的主要形式 (a)等距变深螺杆 ①等距渐变，一种整体渐变，另一种是 加料段和均化段是等深螺槽，在比较长 的熔融段上，螺槽深度是逐渐变浅的。 ②等距突变螺杆
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b.新型螺杆
(a)分离型螺杆 （因固液相分离 而得名） 结构特点；优点:
促进物料彻底熔融，使挤出 过程稳定进行；提高生产能 力，降低功率消耗，螺杆对 机头的适应性强；排气功能 好，扫膛现象少。
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(b)分散混炼元件 直槽屏障混炼元件
在进料槽中，熔料与塑化不良 的固体料进行热交换，促进固 体料的熔融，在出料槽中，物 料的环流运动也同样使熔料进 一步混合和均化。物料进入若 干条进料槽，即被分成若干股 小料流，从进料槽越过屏障间 隙进入出料槽后，很快又汇合 在一起，这种环流运动，分合 运动，促进了物料在屏降元件 中的塑化和混炼。
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ห้องสมุดไป่ตู้2
2.3.2.4双螺杆挤出机的结构及工作原理
定义：在一个挤出机内有两根螺杆的挤 出机称为双螺杆挤出机。 结构：双螺杆挤出机也由挤压系统、传 动系统、加热冷却系统、控制系统、加 料系统组成。
23
分类：双螺杆挤出机按两根螺杆的相对位
置，可以分为啮合型与非啮合型
按照双螺杆挤出机两根螺杆的转动方向，可以分为同 向旋转和异向旋转。 按照两根螺杆轴线的相互关系，可分为平行双螺杆、 锥形双螺杆。
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(b)等深变距螺杆 (c)变深变距螺杆
等距变深螺杆
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b.普通螺杆形式的确定
普通螺杆形式的确定，主要根据被加工物料的 物理性能和进入螺杆时物料的具体情况而定。 如对非结晶型高聚物，采用等距渐变螺杆(从 Tg-Tf范围较宽）；在经过较长的一段距离后才 能全部熔融。结晶型高聚物软化温度范围较窄， 采用等距突变螺杆(3—5D)，到了熔融温度时， 很快熔化变成粘流状态。对橡胶加工来说，其 螺杆的长度一般较小，为了达到压实物料和塑 化物料的目的，多用等距变深螺杆。
24
双螺杆特点及应用
平行同向双螺杆挤出机，螺杆采用积木式结构， 增加了许多混炼元件，多用于材料的共混、填充。 锥形双螺杆挤出机，螺槽容积逐渐变小，剪切适 中，多用于硬质PVC门窗型材、管材的加工。
25
2.3.2.5螺杆料筒的腐蚀及材质选择
聚合物基材中加入的填料磨蚀； 有些聚合物在加工中对设备有腐蚀性， 如含氟聚合物和含氯聚合物； 吸湿性聚合物，在挤出的高温和高压下 释出水分形成的高压蒸汽对螺杆、料筒 形成腐蚀。 螺杆和机筒使用最多的是40Cr表面镀铬 和38CrM0Al氮化钢。
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(d)螺纹导程t，螺旋升角φ和螺纹头数i (e)螺纹断面形状的螺杆头部结构 螺纹断面形状 螺杆头部结构
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2.3.2.2新型螺杆
a普通螺杆存在的问题及其解决办法 高速挤出塑化不良 挤出时产量的波动
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普通螺杆的解决方法
①提高螺杆转速的同时减小螺槽深度， 用增加剪切作用来保证物料塑化和均匀 化，同时使产量不致下降。但这一办法 对不能承受高剪切的物料是不可取的， 而螺槽深度h3减小，使正流流量减少， 从而也减少挤出量，这与提高转速以提 高生产能力是相矛盾的，而且转速提高 也会加大挤出时压力波动，以至影响挤 出质量；
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除去吸湿性聚合物中的水分是排气式挤出机的 普遍用途。大多数聚合物要求水分小于0.2％， 以便正常挤出。在某些聚合物中要求含水率更 低，如PMMA＜0.1％、PA＜0.1％、ABS＜0.1 ％、CA＜ 0.05％、 PBT＜ 0.05％ 以及PC＜ 0.02％。
许多聚合物在室温和相对湿度(R.H)50％下有一平衡含 湿量。该平衡含湿量高于挤出要求的最大容许含湿百 分率。吸湿聚合物的某些相对湿度平衡含湿量值为： ABS：1.5％，PMMA：0.8％。此外，废旧塑料造粒特 别需要排气挤出机。