螺杆专业知识
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螺纹元件实例
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谢谢！
（1）螺杆一般分：输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段5个段。 • 1、输送段，输送物料，防止溢料。 • 2、熔融段，此段通过热传递和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化。 • 3、混炼段，使物料组分尺寸进一步细化与均匀，形成理想的结构，具分布性 与分散性混合功能。 • 4、排气段，排出水汽、低分子量物质等杂质。 5、均化（计量）段，输送和增压，建立一定压力，使模口处物料有一定的致 密度，同时进一步混合，最终达到顺利挤出造粒的目的。 （2）分布（分配）与分散混合之段别 • 1、分布混合，使熔体分割与重组，使各组分空间分布均匀，主要通过分离， 拉伸（压缩与膨胀交替产生）、扭曲、流体活动重新取向等应力作用下置换 流动而实现。 • 2、分散混合，使组分破碎成微粒或使不相容的两组分分散相尺寸达至要求范 围，主靠剪切压力和接伸应力实现。
螺杆组合专题培训
主讲人：罗田元 2010/5/10
挤出机常识与工艺(温度、螺杆)
• 一.挤出机分类 • 产品代号 规格参数 • 说明：例如SHJ-Z40×25，指螺杆直径为40mm，长径比 •
• • • •
为25的双螺杆混合塑料挤出机。 1、“SH”类别代号，指双螺杆混合型（也有写：SHSJ， SJ指塑料挤出机） 2、“J”组别代号，指挤出机。 3、“Z”指辅助代号，指主要机组，另如是“F”指辅助机。 4、“40×25”指规格参数，指螺杆直径为40mm，长径 比为25。 5、最后一位为厂商识别序号，一般不出现，被省略
二、双螺杆混合挤出机的功能参数
• 1、“D”为直径，衡量产量大小的一个重要参数。 • 2、“L/D”，指长度与直径的比例，直接影响到塑化度，是衡量用途
• • • •
的标志，一般塑料改性，用30-40左右，常用36：1或30：1。 3、“H”，螺槽深度，指其容料空间之大小。 4、“e”螺棱厚度，工艺上体现在剪切之大小。 5、“6”螺杆与机筒之间隙，挤出机质量的一个重要参数，一般在0.32mm，越过5mm挤出机是警介线。 6、“N”主机转速，指其最高值，指一个加工调整范围，极大影响产 量及中高低速之划分。（国产机一般500-600r/min） 如：max:600r/min，中速：350r/min、低速230-240r/min、 高速450-600r/min。 7、“P”，电机功率及加热功率。
三、螺杆排列及其工艺设定
• ③混炼元件，有两大类，“K”系列与“M”系列（齿状） • “K”系列 • 表示法：如K45/5/56”，属于剪切块，带“Ｋ”指片状剪切块，“４５”指片 •
• •
• •
拼成的角度，“５”指共有５片， ”56”指长度为56MM ，螺棱宽度为 56/5=11.2mm ），其参数： A、方向，有正向和反向——反向，对物料的输送有阻碍作用，起到延长时 间，提高填充增大压力，大大提高混炼效果的作用。 B、角度，一般有“30°、45 ° 、60 ° 、90 °”之分，其作用与效果: a、正向时，增大交错角，将降低输送能力，延长停留时间，提高混炼效果， 但越易漏流。 b、反向时，增大角度，将减少聚合物之有效限制，但越易漏流。 C、螺棱宽度一般有7mm、11mm、11.2mm、14mm、 19mm等等，这是衡 量剪切大小和混合大小的一个最重要参数之一，宽度越大剪切越大混合越小； 宽度越小剪切越小混合越大。对于分布混合与分散混合而言，分布混合，随 宽度增大而有效性减少，分散混合随宽度增而有效性增大；宽度越小，物料 轴向有效流量和径向有效流量之比随之增大。
•
•
螺纹元件的分散、分配能力比较
• 1.同样长度不同错列角的分散能力是：
60>45>30>90(这里的数值表示错列角。) 分布能力是： 30>45>60>90 2.同样错列角同样长度不同啮合片厚度的： 分散能力是：厚片大于薄片 分布能力是：薄片大于厚片
三、螺杆排列及其工艺设定
• ①螺杆的分段及其功能
温度设定原则：
• • • • • • • •
• • • • •
①共混合金各组分熔点及其比列：以共混组分熔点为依据以连续相熔点为调整范围。 ②塑料的热性能，如熔融吸热放热、热降解历程及热氧化难易。 ③塑料各组分熔点范围内，流动性能及形态变化。 如PC/ABS（6：4），PC：熔点230度左右，分解点350度左右；ABS：熔点180~190度 左右，分解点245-290度左右——因此PC/ABS加工温度230-250度——考虑到其他助剂， 如相容剂，润滑剂的热稳定性等等 ⑶物料温度升高的来源： 1，螺杆的剪切和物料粒子间相互摩擦生热——大部分。 2，筒体的传热。 （2）各段螺杆排布与温度设定 螺杆组合的作用： ①输送物料 ②提供剪切——使加工物料获得物理变化和化学变化所需的能量使组分间分散和分布。 ③建压 物料颗粒熔融过程的分析： 聚合物自由输送与预热——全充满或部分充满固体塞——固体摩擦、耗散与固态密集 “海岛”结构的生成——固态稀疏“海岛”结构—— 成型挤出。
• •
螺杆组合实例
• 32/32 ，
• • • •
48/48，48/48，48/48，32/32，32/32， 32/32， K45/5/32， K60/4/32，K90/5/32，48/48，32/32，K45/5/32，K60/4/32，K90/5/32， 22/11L，48/48，48/48，48/48，32/32，K45/5/32，K45/5/32，K45/5/32， 22/22，22/22，K45/5/32，K45/5/32，K45/5/32，22/11L，48/48，48/48， 48/48，32/32，32/32，32/32，22/22，22/22。 此螺杆适合生产PA，PET，PPA，PC，PBT+GF； 35机，长径比为：36：1
螺杆转速的影响
• 转速越高，剪切越大，将分散相均匀分散于基体之中；剪切越大，分散相尺
• • • • • •
寸越细，但转速过大，摩擦大易引起热降解，同时停留时间变短，混合不均。 转速越低，剪切越小，分散不均匀，同时停留时间长，对易分解聚合物不利。 转速与螺杆结构都是与剪切分散有关，因此必须两者作为整体考虑。 ⑴加纤增强类， 影响到玻纤的长度和直径，影响到树脂与玻纤的分散包裹问题，从而影响增 强效果。 ⑵合金类， 必须考虑，转速剪切对树脂间的结构的生成和破坏问题。如PC/ABS合金， 属于类似海绵的“海岛”结构。 ⑶阻燃类， 必须考虑，阻燃剂的热性能，如熔融吸热放热、热降解历程及热氧化难 易。
三、螺杆排列及其工艺设定
• ②输送元件，螺纹式的 • 表示法：如“56/56”输送块，前一个”56”指导程为56MM,后一个”56”
• • • • • •
指长度为56MM。 大导程，指螺距为1.5D~2D 小导程，指螺距为0.4D左右。 其使用规律：随着导程增加，螺杆挤出量增加，物料停留时间减少， 混合效果降低。 A、选用大导程螺纹的场合，以输送为主的场合，利于提高产量；热 敏性聚合物，缩短停留时间，减少降解；排气处，选用（也有选用浅 槽），增大表面积，利于排气，挥发等。 B、选用中导程螺纹场合，以混合为主的场合，具不同的工作段逐渐 缩小的组合，用于输送和增压。 C、选取用小导程螺纹的场合，为一般是组合上逐渐减小，用于输送 段和均化计量段，起到增压，提高熔融；提高混合物化程度及挤出稳 定。
螺纹元件实例
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（1）螺杆一般分：输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段5个段。 • 1、输送段，输送物料，防止溢料。 • 2、熔融段，此段通过热传递和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化。 • 3、混炼段，使物料组分尺寸进一步细化与均匀，形成理想的结构，具分布性 与分散性混合功能。 • 4、排气段，排出水汽、低分子量物质等杂质。 5、均化（计量）段，输送和增压，建立一定压力，使模口处物料有一定的致 密度，同时进一步混合，最终达到顺利挤出造粒的目的。 （2）分布（分配）与分散混合之段别 • 1、分布混合，使熔体分割与重组，使各组分空间分布均匀，主要通过分离， 拉伸（压缩与膨胀交替产生）、扭曲、流体活动重新取向等应力作用下置换 流动而实现。 • 2、分散混合，使组分破碎成微粒或使不相容的两组分分散相尺寸达至要求范 围，主靠剪切压力和接伸应力实现。
螺杆组合专题培训
主讲人：罗田元 2010/5/10
挤出机常识与工艺(温度、螺杆)
• 一.挤出机分类 • 产品代号 规格参数 • 说明：例如SHJ-Z40×25，指螺杆直径为40mm，长径比 •
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为25的双螺杆混合塑料挤出机。 1、“SH”类别代号，指双螺杆混合型（也有写：SHSJ， SJ指塑料挤出机） 2、“J”组别代号，指挤出机。 3、“Z”指辅助代号，指主要机组，另如是“F”指辅助机。 4、“40×25”指规格参数，指螺杆直径为40mm，长径 比为25。 5、最后一位为厂商识别序号，一般不出现，被省略
二、双螺杆混合挤出机的功能参数
• 1、“D”为直径，衡量产量大小的一个重要参数。 • 2、“L/D”，指长度与直径的比例，直接影响到塑化度，是衡量用途
• • • •
的标志，一般塑料改性，用30-40左右，常用36：1或30：1。 3、“H”，螺槽深度，指其容料空间之大小。 4、“e”螺棱厚度，工艺上体现在剪切之大小。 5、“6”螺杆与机筒之间隙，挤出机质量的一个重要参数，一般在0.32mm，越过5mm挤出机是警介线。 6、“N”主机转速，指其最高值，指一个加工调整范围，极大影响产 量及中高低速之划分。（国产机一般500-600r/min） 如：max:600r/min，中速：350r/min、低速230-240r/min、 高速450-600r/min。 7、“P”，电机功率及加热功率。
三、螺杆排列及其工艺设定
• ③混炼元件，有两大类，“K”系列与“M”系列（齿状） • “K”系列 • 表示法：如K45/5/56”，属于剪切块，带“Ｋ”指片状剪切块，“４５”指片 •
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拼成的角度，“５”指共有５片， ”56”指长度为56MM ，螺棱宽度为 56/5=11.2mm ），其参数： A、方向，有正向和反向——反向，对物料的输送有阻碍作用，起到延长时 间，提高填充增大压力，大大提高混炼效果的作用。 B、角度，一般有“30°、45 ° 、60 ° 、90 °”之分，其作用与效果: a、正向时，增大交错角，将降低输送能力，延长停留时间，提高混炼效果， 但越易漏流。 b、反向时，增大角度，将减少聚合物之有效限制，但越易漏流。 C、螺棱宽度一般有7mm、11mm、11.2mm、14mm、 19mm等等，这是衡 量剪切大小和混合大小的一个最重要参数之一，宽度越大剪切越大混合越小； 宽度越小剪切越小混合越大。对于分布混合与分散混合而言，分布混合，随 宽度增大而有效性减少，分散混合随宽度增而有效性增大；宽度越小，物料 轴向有效流量和径向有效流量之比随之增大。
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螺纹元件的分散、分配能力比较
• 1.同样长度不同错列角的分散能力是：
60>45>30>90(这里的数值表示错列角。) 分布能力是： 30>45>60>90 2.同样错列角同样长度不同啮合片厚度的： 分散能力是：厚片大于薄片 分布能力是：薄片大于厚片
三、螺杆排列及其工艺设定
• ①螺杆的分段及其功能
温度设定原则：
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①共混合金各组分熔点及其比列：以共混组分熔点为依据以连续相熔点为调整范围。 ②塑料的热性能，如熔融吸热放热、热降解历程及热氧化难易。 ③塑料各组分熔点范围内，流动性能及形态变化。 如PC/ABS（6：4），PC：熔点230度左右，分解点350度左右；ABS：熔点180~190度 左右，分解点245-290度左右——因此PC/ABS加工温度230-250度——考虑到其他助剂， 如相容剂，润滑剂的热稳定性等等 ⑶物料温度升高的来源： 1，螺杆的剪切和物料粒子间相互摩擦生热——大部分。 2，筒体的传热。 （2）各段螺杆排布与温度设定 螺杆组合的作用： ①输送物料 ②提供剪切——使加工物料获得物理变化和化学变化所需的能量使组分间分散和分布。 ③建压 物料颗粒熔融过程的分析： 聚合物自由输送与预热——全充满或部分充满固体塞——固体摩擦、耗散与固态密集 “海岛”结构的生成——固态稀疏“海岛”结构—— 成型挤出。
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螺杆组合实例
• 32/32 ，
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48/48，48/48，48/48，32/32，32/32， 32/32， K45/5/32， K60/4/32，K90/5/32，48/48，32/32，K45/5/32，K60/4/32，K90/5/32， 22/11L，48/48，48/48，48/48，32/32，K45/5/32，K45/5/32，K45/5/32， 22/22，22/22，K45/5/32，K45/5/32，K45/5/32，22/11L，48/48，48/48， 48/48，32/32，32/32，32/32，22/22，22/22。 此螺杆适合生产PA，PET，PPA，PC，PBT+GF； 35机，长径比为：36：1
螺杆转速的影响
• 转速越高，剪切越大，将分散相均匀分散于基体之中；剪切越大，分散相尺
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寸越细，但转速过大，摩擦大易引起热降解，同时停留时间变短，混合不均。 转速越低，剪切越小，分散不均匀，同时停留时间长，对易分解聚合物不利。 转速与螺杆结构都是与剪切分散有关，因此必须两者作为整体考虑。 ⑴加纤增强类， 影响到玻纤的长度和直径，影响到树脂与玻纤的分散包裹问题，从而影响增 强效果。 ⑵合金类， 必须考虑，转速剪切对树脂间的结构的生成和破坏问题。如PC/ABS合金， 属于类似海绵的“海岛”结构。 ⑶阻燃类， 必须考虑，阻燃剂的热性能，如熔融吸热放热、热降解历程及热氧化难 易。
三、螺杆排列及其工艺设定
• ②输送元件，螺纹式的 • 表示法：如“56/56”输送块，前一个”56”指导程为56MM,后一个”56”
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指长度为56MM。 大导程，指螺距为1.5D~2D 小导程，指螺距为0.4D左右。 其使用规律：随着导程增加，螺杆挤出量增加，物料停留时间减少， 混合效果降低。 A、选用大导程螺纹的场合，以输送为主的场合，利于提高产量；热 敏性聚合物，缩短停留时间，减少降解；排气处，选用（也有选用浅 槽），增大表面积，利于排气，挥发等。 B、选用中导程螺纹场合，以混合为主的场合，具不同的工作段逐渐 缩小的组合，用于输送和增压。 C、选取用小导程螺纹的场合，为一般是组合上逐渐减小，用于输送 段和均化计量段，起到增压，提高熔融；提高混合物化程度及挤出稳 定。