单螺杆挤出机挤出工艺实验

单螺杆挤出实验

一、实验目的与要求

了解单螺杆挤出机的基本结构及各部分的作用，掌握挤出成型基本操作；通过实验，理解挤出成型原理，分析挤出工艺参数对塑料制品产量和性能的影响。

二、实验重点与难点

1，挤出成型基本操作和挤出成型原理。

2，挤出工艺参数对塑料制品产量和性能的影响。

三、提问及互动设计

1，单螺杆挤出机结构和挤出成型加工原理。

2，介绍挤出机牌号的含义。

3，要求学生根据高分子物理和聚合物共混原理对具体的聚合物设定挤出工艺参数。

4，讨论影响制品性能和产量的因素。

四、实验讲解

1，挤出机各部分的结构和作用

1）传动装置。由电动机、减速机构和轴承等组成。具有保证挤出过程

中螺杆转速恒定、制品质量的稳定以及保证能够变速作用。

2）加料装置。无论原料是粒料、粉状和片状，加料装置都采用加料斗。

加料斗内应有断料流、标定量料和卸除余料等装置。

3）料筒。料筒是挤出机的主要部件之一，塑料的混合、塑化和加压过

程都在其中进行。挤压时料筒内的压力可达55MPa,工作温度一般为

180-250℃，因此料筒是受压和受热的容器，通常由高强度、坚韧耐

磨和耐腐蚀的合金钢制成。料筒外部设有分区加热和冷却的装置，

而且各自附有热电偶和自动仪表等。

4）螺杆。螺杆是挤出机的关键部件。通过螺杆电转动，料筒内的物料

才能发生移动，得到增压和部分热量。螺杆的几何参数，如直径、

长径比、各段长度比例以及螺槽深度等，对螺杆的工作特性均有重

大影响。

5）口模和机头。机头是口模和料筒之间的过渡部分，其长度和形状随

所用塑料的种类、制品和形状、加热方式及挤出机的大小和类型而

定。机头和口模结构的好坏，对制品的产量和质量影响很大，其尺

寸根据流变学和实践经验确定。

2，实验步骤

1）工艺参数控制

温度控制：塑料的挤出成型温度包括料筒、机头和口模等温度控制，这些温度控制与物料粘度的高低，对温度的敏感性和高聚物聚集态等有关，一

般来讲，低粘度物料的机头和口模温度低，高粘度物料的机头和口模温度高，

流动性好。

转速控制：对于挤出加工来说，螺杆转速加大，则剪切速率增加，热塑性塑料熔体大体都是非牛顿型假塑料流体，其粘度随剪切速率的增加而下降，

流动性提高挤出产量也随之提高。但是过大的剪切速率熔体粘度过低，会造

成生产操作上的困难，同时低粘度熔体在螺杆反压作用下倒流、漏流量明显

增加，在一定程度上又影响了产量，又是，甚至会出现螺杆在高转速下打滑

现象，因此应该把螺杆转速控制在一定范围内。此外，在生产过程中，应尽

量保持螺杆转速稳定，避免时快时慢。否则，将会因物料熔融粘度变化过大

而造成出料不均，影响正常生产。

2）开、停机操作

检查挤出机的各部分，确认设备正常，接通电源，设定挤出温度参数，加热。

当各部分达到指定温度后，再保温20-30分钟，检查机头连接螺栓是否松动，并趁热拧紧，防止漏料。

开动挤出机，调节转速。挤出平稳，继续加料，调整各部分工艺参数，维持正常操作。

观察挤出物料形状和外观质量，挤出物均匀、光滑时的各段温度等工艺条件，记录一定时间内的挤出量，计算产率，重复加料挤出。

实验完毕，关闭主机和电源。如果停机时间较长，对热稳定性较差的塑料一定要将料筒内的塑料全部挤出，以免下次开机时，因升温和保温时间长

而引起热分解，必要时，对机头、螺杆和多孔板应拆卸清洁，对于热稳定性

好的物料可以带料停机。

3，实验报告

1）列出实验用挤出机的技术参数。

2）报告实验所用原料及操作工艺条件，计算挤出产率。

3）讨论：结合试样性能结果，分析产物性能与物料、工艺条件及实验设备操作的关系。影响挤出物均匀性的主要原因有哪些？怎样影响？如何控制？4，实验注意事项

1）实验前应充分预习，了解原料品种、规格，提出温度控制范围，了解挤出工艺。

2）熔体被挤出之前，任何人不得在机头、口模的正前方。挤出过程中，严防金属杂质、小工具等物落入进料口。

3）按操作程序开机，注意启动挤出机时，转速要缓慢上升，同时注意进料情况。

4）操作时分工负责，协调配合，注意观察现象，详细记录，并进行分析，如发现异常现象，根据分析原因采取适当处理方法。