挤出理论
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从挤出机结构来考虑： a.增加螺槽深度是有利的，但会受到螺杆扭矩
的限制。其次，降低塑料与螺杆的摩擦系数也是有 利的。再者，增大塑料与料筒的摩擦系数，也可以 提高固体输送速率，但要注意会引起物料停滞甚至 分解，因此料筒内表面还是要尽量光洁。 b.采用最佳螺旋角(17.41°)。
从挤出工艺角度来讲：
控制加料段料筒和螺杆的温度是关键，因为静摩 擦系数是随温度而变化的。
特点
① 当固体塞表面温度一旦达到熔点Tm或黏流温 度(Tf)，熔膜就形成，延迟区开始 ② 当机筒内表面与固体塞之间出现熔膜厚，固体 摩擦理论失效 ③ 若冷却机筒加料段，可延缓熔膜形成，从而在 加料段形成很高的压力，有利于提高固体输送
效率和稳定挤出
33
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 4、熔融理论——延迟熔融理论模型
2、挤出过程的物态变化 热塑性塑料的三态变化
热塑性塑料在恒定压力、 不同温度下存在着三种物 理状态：玻璃态、高弹态、 粘流态 当温度升高到 高分子材料 的分解温度Td时，材料开 始分解或降解，故不存在 气态
6
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
（1）玻璃态（glassy state）:T<Tg
在此状态下，高聚物呈较刚硬的固体，在外力 作用下，变形量很小，而且形变为普弹形变， 因为在此状态的变形只限于塑料内部分子键角、 键长的变化
骤冷试验切片的典型熔融断面
机械与汽车工程学院
35
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
4、熔融理论——Tadmor熔融理论的物理模型 热源
①机筒加热 ②熔膜流动过程中产生的黏性耗散热 在熔融过程中，一般认为熔融主要产生在熔膜 与固相的分界面上，而新的熔膜不断进入熔池。 熔膜始终很薄，可以把熔膜的运动当成流体在两 块无限大平板间的运动。
在此状态的塑料成型，一般只采用一些机械加 工的方法，如车、铣、刨等，但机械加工精度 很差。
玻璃化温度：Tg
7
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
（2）高弹态（elastic state)：Tg<T<Tf
在此状态的高聚物为柔软而具有弹性的固体，在此 状态下高聚物的形变可达原长的5～10倍，这是因为 卷曲的形态转化为延伸的形态， 但分子与分子结构 上总的排列依然不变。 若要将高弹的塑料加工 成制品，可采用热压、热弯、 热拉伸和真空吸塑 、气压成型等加工方法，一些化 工企业用塑料管道、塔器、贮藏的外壳一般均采用 加热至高弹态的成型的方法，冰箱内胆、塑料天花 板、包装盒（快餐盒、食品盒）也是采用这种方法 粘流温度 Tf
17
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
3、加料段固体输送理论
经典固体输送理论的建立 1956 年 ， 根 据 固 体 磨 擦 静 力 平 衡 分 析 ， Darnell和mol首先建立了完整的固体摩擦输送 理论 1970年，C. I. Chuang提出了粘性牵附理论 1971年，W. Tedder（特德）又提出能量平 衡的固体输送理论
8
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 （3）粘流态（viscous flow state）T<Tf
聚合物发生了相态变化，有固态变成液体，处于 黏流态的高聚物在外力作用下，发生的形变为不 可恢复的永久形变，而且形变大小随时间的变化 而增大。一个很小的外力，只要足够长的时间就可 以达到任意的形变。 主要因为在此状态下，外力作用时，材料的分子 间可以发生相对运动，同时同一分子链又有分子 链段的运动，分子之间的相对位移是一种永久的 形变，即粘性形变。而分子链的运动是一种既有 粘性形变，又有弹性形变的粘弹性运动
螺杆三段：加料段;压缩段;计量段
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
在挤出成型加工中，我们希望，物料变化的三个区 域与螺杆的三段一一对应、完全吻合，这样能达到 最大的产量和最佳的质量
15
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
在实际生产中，往往这三个区和这三个段不能完全 吻合 要对挤出过程的机理进行研究
V1-螺杆转动速度 V2-固体塞沿螺槽方向速度
V3-绝对速度 VL-V3的轴向分量
V L=
固体输送段生产率计算：
固体输送率Q=VL×F
F:垂直于VL的螺槽流道截面积
加料段固体输送理论
固体塞输送速率Q与螺杆几何尺寸的关系：
tan tan Q Db nH f Db H f tan tan
受力情况： Fs — 螺杆对固
体塞的摩擦力，推力；
Fb — 料筒对固体塞的摩擦 力，阻力。 Fbz — Fb 在Z 轴方向上的分力。 当Fbz=Fs=0时，物料不发生 流动的基本条件：Fbz>Fs 任何移动； Fbz<Fs，螺杆带动物料转动 而不移动。
如果物料与螺杆之间的摩擦力很大,Fbz<Fs， 螺杆带动物料转动而不移动,此时挤出量为零； 因为移动角θ=0，物料不向前移动，不进料； 如果物料与螺杆之间的摩擦力很小,Fbz>Fs 而对料筒的摩擦力很大，此时物料移动速度很 大，即移动角θ=（接近）90°。这是固体输送 理论的上限。 一般情况是在0—90°范围，挤出过程要控 制物料与螺杆，机筒的摩擦力为定值，否则引 起移动角变化，造成产率波动。
量就会明易降低，因此，螺杆和机筒磨损太大时，生产 很不经济； ⑦ 螺纹升角对生产率影响是很复杂的，因为螺纹升角 与Qd、Qp及QL 均成正比。一般说来，当螺纹升角在 25～ 30°时，挤出量最大。但确定螺纹升角，主要还是要考虑 螺杆的制造方面的问题； ⑧ 在其它条件不变时，生产率Q将随螺杆直径和螺杆转速n 的提高而提高。 58
19
基本假设
固体输送理论是以固体对固体的摩擦力静平衡为
基础建立起来的，推导时假设：
① 物料是被压实的固体塞、充满整个螺槽； ② 固体塞所受压力仅为螺槽流道长度的函数； ③ 摩擦因数f一定，作用于固体的摩擦力符合库伦定律
F=f ·P；
④ 忽略固体塞密度变化，物料重力的影响；
⑤ 加料螺槽截面为矩形，且槽深不变。
57
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
④ 对比于Qd和Qp，可见计量段螺槽深度h3对挤出量Q 的影 响较复杂，如h3增加一倍，Qd 增加一倍，但Qp却增加至8 倍；因此，在确定h3时应考虑这一点。 ⑤ Qp 和QL 越大，挤出量越小，但计量段长度L3增加可以减 少Qp和QL，故有利于挤出量的提高；
⑥漏流QL正比于δ0的三次方，显然δ0 增加一点，挤出
找出物料性质、工艺参数、设备参数与三个区 域长度的关系
从而使物料的三区与螺杆的三段吻合
16
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
3、加料段固体输送理论
固体输送理论的研究内容 主要是研究物料在加料段的输送机理 以及影响物料输送的各种因素 固体输送理论的研究目的 以便改进螺杆设计，提高输送效率和稳定性
重点 介绍经典的Darnell-mol固体摩擦理论
18
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
3、加料段固体输送理论
Darnell和mol通过实验观察和理论分析，认为： 物料在加料段向前运动的作用力来自相对运动 所产生的摩擦力 物料与螺杆
物料与机筒 对固体塞进行运动分析和受力分析就可得出物料 的输送方程
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 1.挤出成型基本热机械历程 2.挤出过程的物态变化 3.加料段固体输送理论 4.压缩段熔融理论 5.均化段熔体输送理论
3
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
1、挤出成型基本热机械历程
聚合物成型热机械历程
固体（原料） 熔体（液体） 固体（制品）
5
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
9
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
在此状态，可采用注射成型、挤出成型、压延成 型、吹塑成型、压制成型等加工方法，绝大多数 的塑料制品都是在黏流态流动成型的 结晶型塑料的高弹态并不明显，没有明确的黏流 温度，而是当温度高于熔融温度Tm时，则开始融 化，完全熔化时则进入黏流态 Tm （或Tf ）～Td 高分子材料的成型加工温度范 围越宽，成型加工越容易 严格的温度转变点是不存在的，均是有一个范 围，而且与应力的大小、作用时间和速度有关
特点
④ 由于延迟区内熔膜较薄，其剪切力较大，故 延迟区所耗功率和所产生的转距及轴向力在 整根螺杆中占的份额较大 ； ⑤ 由于熔膜中物料的速度远大于固体床的速 度，在熔膜中流率已能占到1/4左右，所以固 体床的速度将有所减小。
34
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
4、熔融理论——Tadmor熔融理论模型
为了适应挤出过程中物态的变化，通常把挤出螺 杆也划分并加工成三段，分别为加料段、压缩段
和计量段，三段参数各不相同。课 —三段式螺杆螺杆的基本参数
品
12
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 挤出螺杆的分段及基本参数
3.物料三区 根据物料运动和状态变化分为： • 固体输送区——固体物料输送； • 熔融区——物料升温，压实，排气，塑化； • 熔体输送区——混合，定压，计量输送。
机械与汽车工程学院
56
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
流率（Q）：
讨论
① 正流Qd与螺杆直径 D、螺槽深度h3和螺杆杆转数n成正比， 而与压力梯度无关 ② 压力流Qp ，正比于螺槽深度h3的三次方和压力之差，与螺 槽长度L3和黏度1成反比 ③ 漏流QL ，正比于δ0的三次方和压力之差（P2－P1）和螺槽 长度 L3、黏度μ2 和螺棱宽度e成反比
机械与汽车工程学院
54
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
计量段螺槽中的流动
正流（Qd）：是由物料受机筒的摩擦拖曳引起的， 产生沿螺槽向机头方向的运动，实质是拖曳流动，起 挤出物料作用
55
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
压力流（Qp）：其流动方向与正流相反，是由机头、 分流板和滤网等阻力元件产生的压力引起的回流 横流（Qx）：其螺纹方向垂直的流动．使物料在螺槽 内产生翻转运动，形成环流。有利于物料的塑化和均 化 漏流（QL）：一种在螺棱和机筒形成的间隙中沿螺杆 轴线分流板和滤网等对熔体的反压造成的流动。由于间 隙很小，故在正常情况下，漏流较之正流小很多
36
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
பைடு நூலகம்
37
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
5、熔体输送理论 研究的意义
亦称流体动力学理论，是研究在单螺杆计量 段如何保证物料的彻底塑化，并使之能定压、定 量和定温地从机头挤出，以获得稳定的产量和高 质量的挤出制品
53
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
假设：
进入计量段的物料己全部熔融塑化 熔体为等温牛顿流体，其黏度和密度不变 熔体流动是稳定的层流 熔体是不可压缩的 视螺槽为矩形，螺槽的曲率忽略 沿整个螺槽的速度分布不变。
2
Hf −螺槽深度 Db−螺杆外径 n −螺杆转速 Φ −螺杆外径处的螺旋角 θ −物料的移动角
提高固体输送率的措施：
1. 移动角θ tgφ· tgθ Q∝ tgθ+ tgφ 若θ↑，即Q↑。 ∴ Q∝ θ
影响移动角θ的因素： 螺杆结构参数，摩擦因数，压力。
2. 摩擦系数 f
在螺杆结构参数确定，以及工艺参数 设定后，移动角只与摩擦因数有关。
a. 提高螺杆光洁度；涂F4即PTFE b. 在料筒上开设纵向槽沟，提高物 料与机筒之间的摩擦因数； c. 降低螺杆温度，通冷却水； d. 根据摩擦因数与温度的关系，适 当提高加工温度。 控制螺杆和机筒温度，高聚物与 金属的摩擦系数是温度的函数， 不同物料不同温度下的摩擦系数 可通过实验得到。
总结：为获得最大的固体输送速 率
4、熔融理论——延迟熔融理论模型
概述
聚合物材料在固体输送段内随着固体塞温度的升高， 其与机筒内壁接触的表面首先达到熔点Tm或黏流温度 (Tf)，产出聚合物熔体，随着固体床继续向前推进，熔体 开始聚集在固体床表面形成一层薄薄的熔膜，由于膜较 薄,螺棱的推进面还不足以将其刮下形成熔体池
32
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 4、熔融理论——延迟熔融理论模型
10
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
挤出过程的物料的形态变化
物料在挤出过程中，根据其运动和状态变化可分 为三个区域： 固体输送区： 物料呈固态，物料 在向前运动中被压实。 熔融区： 物料开始熔融至完全熔融。 熔体输送区 已熔物料的混合、搅拌、并定压、定量输送
11
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 挤出螺杆的分段及基本参数
的限制。其次，降低塑料与螺杆的摩擦系数也是有 利的。再者，增大塑料与料筒的摩擦系数，也可以 提高固体输送速率，但要注意会引起物料停滞甚至 分解，因此料筒内表面还是要尽量光洁。 b.采用最佳螺旋角(17.41°)。
从挤出工艺角度来讲：
控制加料段料筒和螺杆的温度是关键，因为静摩 擦系数是随温度而变化的。
特点
① 当固体塞表面温度一旦达到熔点Tm或黏流温 度(Tf)，熔膜就形成，延迟区开始 ② 当机筒内表面与固体塞之间出现熔膜厚，固体 摩擦理论失效 ③ 若冷却机筒加料段，可延缓熔膜形成，从而在 加料段形成很高的压力，有利于提高固体输送
效率和稳定挤出
33
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 4、熔融理论——延迟熔融理论模型
2、挤出过程的物态变化 热塑性塑料的三态变化
热塑性塑料在恒定压力、 不同温度下存在着三种物 理状态：玻璃态、高弹态、 粘流态 当温度升高到 高分子材料 的分解温度Td时，材料开 始分解或降解，故不存在 气态
6
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
（1）玻璃态（glassy state）:T<Tg
在此状态下，高聚物呈较刚硬的固体，在外力 作用下，变形量很小，而且形变为普弹形变， 因为在此状态的变形只限于塑料内部分子键角、 键长的变化
骤冷试验切片的典型熔融断面
机械与汽车工程学院
35
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
4、熔融理论——Tadmor熔融理论的物理模型 热源
①机筒加热 ②熔膜流动过程中产生的黏性耗散热 在熔融过程中，一般认为熔融主要产生在熔膜 与固相的分界面上，而新的熔膜不断进入熔池。 熔膜始终很薄，可以把熔膜的运动当成流体在两 块无限大平板间的运动。
在此状态的塑料成型，一般只采用一些机械加 工的方法，如车、铣、刨等，但机械加工精度 很差。
玻璃化温度：Tg
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第二节 单螺杆挤出成型基本原理
（2）高弹态（elastic state)：Tg<T<Tf
在此状态的高聚物为柔软而具有弹性的固体，在此 状态下高聚物的形变可达原长的5～10倍，这是因为 卷曲的形态转化为延伸的形态， 但分子与分子结构 上总的排列依然不变。 若要将高弹的塑料加工 成制品，可采用热压、热弯、 热拉伸和真空吸塑 、气压成型等加工方法，一些化 工企业用塑料管道、塔器、贮藏的外壳一般均采用 加热至高弹态的成型的方法，冰箱内胆、塑料天花 板、包装盒（快餐盒、食品盒）也是采用这种方法 粘流温度 Tf
17
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
3、加料段固体输送理论
经典固体输送理论的建立 1956 年 ， 根 据 固 体 磨 擦 静 力 平 衡 分 析 ， Darnell和mol首先建立了完整的固体摩擦输送 理论 1970年，C. I. Chuang提出了粘性牵附理论 1971年，W. Tedder（特德）又提出能量平 衡的固体输送理论
8
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 （3）粘流态（viscous flow state）T<Tf
聚合物发生了相态变化，有固态变成液体，处于 黏流态的高聚物在外力作用下，发生的形变为不 可恢复的永久形变，而且形变大小随时间的变化 而增大。一个很小的外力，只要足够长的时间就可 以达到任意的形变。 主要因为在此状态下，外力作用时，材料的分子 间可以发生相对运动，同时同一分子链又有分子 链段的运动，分子之间的相对位移是一种永久的 形变，即粘性形变。而分子链的运动是一种既有 粘性形变，又有弹性形变的粘弹性运动
螺杆三段：加料段;压缩段;计量段
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
在挤出成型加工中，我们希望，物料变化的三个区 域与螺杆的三段一一对应、完全吻合，这样能达到 最大的产量和最佳的质量
15
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
在实际生产中，往往这三个区和这三个段不能完全 吻合 要对挤出过程的机理进行研究
V1-螺杆转动速度 V2-固体塞沿螺槽方向速度
V3-绝对速度 VL-V3的轴向分量
V L=
固体输送段生产率计算：
固体输送率Q=VL×F
F:垂直于VL的螺槽流道截面积
加料段固体输送理论
固体塞输送速率Q与螺杆几何尺寸的关系：
tan tan Q Db nH f Db H f tan tan
受力情况： Fs — 螺杆对固
体塞的摩擦力，推力；
Fb — 料筒对固体塞的摩擦 力，阻力。 Fbz — Fb 在Z 轴方向上的分力。 当Fbz=Fs=0时，物料不发生 流动的基本条件：Fbz>Fs 任何移动； Fbz<Fs，螺杆带动物料转动 而不移动。
如果物料与螺杆之间的摩擦力很大,Fbz<Fs， 螺杆带动物料转动而不移动,此时挤出量为零； 因为移动角θ=0，物料不向前移动，不进料； 如果物料与螺杆之间的摩擦力很小,Fbz>Fs 而对料筒的摩擦力很大，此时物料移动速度很 大，即移动角θ=（接近）90°。这是固体输送 理论的上限。 一般情况是在0—90°范围，挤出过程要控 制物料与螺杆，机筒的摩擦力为定值，否则引 起移动角变化，造成产率波动。
量就会明易降低，因此，螺杆和机筒磨损太大时，生产 很不经济； ⑦ 螺纹升角对生产率影响是很复杂的，因为螺纹升角 与Qd、Qp及QL 均成正比。一般说来，当螺纹升角在 25～ 30°时，挤出量最大。但确定螺纹升角，主要还是要考虑 螺杆的制造方面的问题； ⑧ 在其它条件不变时，生产率Q将随螺杆直径和螺杆转速n 的提高而提高。 58
19
基本假设
固体输送理论是以固体对固体的摩擦力静平衡为
基础建立起来的，推导时假设：
① 物料是被压实的固体塞、充满整个螺槽； ② 固体塞所受压力仅为螺槽流道长度的函数； ③ 摩擦因数f一定，作用于固体的摩擦力符合库伦定律
F=f ·P；
④ 忽略固体塞密度变化，物料重力的影响；
⑤ 加料螺槽截面为矩形，且槽深不变。
57
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
④ 对比于Qd和Qp，可见计量段螺槽深度h3对挤出量Q 的影 响较复杂，如h3增加一倍，Qd 增加一倍，但Qp却增加至8 倍；因此，在确定h3时应考虑这一点。 ⑤ Qp 和QL 越大，挤出量越小，但计量段长度L3增加可以减 少Qp和QL，故有利于挤出量的提高；
⑥漏流QL正比于δ0的三次方，显然δ0 增加一点，挤出
找出物料性质、工艺参数、设备参数与三个区 域长度的关系
从而使物料的三区与螺杆的三段吻合
16
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
3、加料段固体输送理论
固体输送理论的研究内容 主要是研究物料在加料段的输送机理 以及影响物料输送的各种因素 固体输送理论的研究目的 以便改进螺杆设计，提高输送效率和稳定性
重点 介绍经典的Darnell-mol固体摩擦理论
18
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
3、加料段固体输送理论
Darnell和mol通过实验观察和理论分析，认为： 物料在加料段向前运动的作用力来自相对运动 所产生的摩擦力 物料与螺杆
物料与机筒 对固体塞进行运动分析和受力分析就可得出物料 的输送方程
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 1.挤出成型基本热机械历程 2.挤出过程的物态变化 3.加料段固体输送理论 4.压缩段熔融理论 5.均化段熔体输送理论
3
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
1、挤出成型基本热机械历程
聚合物成型热机械历程
固体（原料） 熔体（液体） 固体（制品）
5
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
9
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
在此状态，可采用注射成型、挤出成型、压延成 型、吹塑成型、压制成型等加工方法，绝大多数 的塑料制品都是在黏流态流动成型的 结晶型塑料的高弹态并不明显，没有明确的黏流 温度，而是当温度高于熔融温度Tm时，则开始融 化，完全熔化时则进入黏流态 Tm （或Tf ）～Td 高分子材料的成型加工温度范 围越宽，成型加工越容易 严格的温度转变点是不存在的，均是有一个范 围，而且与应力的大小、作用时间和速度有关
特点
④ 由于延迟区内熔膜较薄，其剪切力较大，故 延迟区所耗功率和所产生的转距及轴向力在 整根螺杆中占的份额较大 ； ⑤ 由于熔膜中物料的速度远大于固体床的速 度，在熔膜中流率已能占到1/4左右，所以固 体床的速度将有所减小。
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第二节 单螺杆挤出成型基本原理
4、熔融理论——Tadmor熔融理论模型
为了适应挤出过程中物态的变化，通常把挤出螺 杆也划分并加工成三段，分别为加料段、压缩段
和计量段，三段参数各不相同。课 —三段式螺杆螺杆的基本参数
品
12
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 挤出螺杆的分段及基本参数
3.物料三区 根据物料运动和状态变化分为： • 固体输送区——固体物料输送； • 熔融区——物料升温，压实，排气，塑化； • 熔体输送区——混合，定压，计量输送。
机械与汽车工程学院
56
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
流率（Q）：
讨论
① 正流Qd与螺杆直径 D、螺槽深度h3和螺杆杆转数n成正比， 而与压力梯度无关 ② 压力流Qp ，正比于螺槽深度h3的三次方和压力之差，与螺 槽长度L3和黏度1成反比 ③ 漏流QL ，正比于δ0的三次方和压力之差（P2－P1）和螺槽 长度 L3、黏度μ2 和螺棱宽度e成反比
机械与汽车工程学院
54
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
计量段螺槽中的流动
正流（Qd）：是由物料受机筒的摩擦拖曳引起的， 产生沿螺槽向机头方向的运动，实质是拖曳流动，起 挤出物料作用
55
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
压力流（Qp）：其流动方向与正流相反，是由机头、 分流板和滤网等阻力元件产生的压力引起的回流 横流（Qx）：其螺纹方向垂直的流动．使物料在螺槽 内产生翻转运动，形成环流。有利于物料的塑化和均 化 漏流（QL）：一种在螺棱和机筒形成的间隙中沿螺杆 轴线分流板和滤网等对熔体的反压造成的流动。由于间 隙很小，故在正常情况下，漏流较之正流小很多
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第二节 单螺杆挤出成型基本原理
பைடு நூலகம்
37
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
5、熔体输送理论 研究的意义
亦称流体动力学理论，是研究在单螺杆计量 段如何保证物料的彻底塑化，并使之能定压、定 量和定温地从机头挤出，以获得稳定的产量和高 质量的挤出制品
53
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
假设：
进入计量段的物料己全部熔融塑化 熔体为等温牛顿流体，其黏度和密度不变 熔体流动是稳定的层流 熔体是不可压缩的 视螺槽为矩形，螺槽的曲率忽略 沿整个螺槽的速度分布不变。
2
Hf −螺槽深度 Db−螺杆外径 n −螺杆转速 Φ −螺杆外径处的螺旋角 θ −物料的移动角
提高固体输送率的措施：
1. 移动角θ tgφ· tgθ Q∝ tgθ+ tgφ 若θ↑，即Q↑。 ∴ Q∝ θ
影响移动角θ的因素： 螺杆结构参数，摩擦因数，压力。
2. 摩擦系数 f
在螺杆结构参数确定，以及工艺参数 设定后，移动角只与摩擦因数有关。
a. 提高螺杆光洁度；涂F4即PTFE b. 在料筒上开设纵向槽沟，提高物 料与机筒之间的摩擦因数； c. 降低螺杆温度，通冷却水； d. 根据摩擦因数与温度的关系，适 当提高加工温度。 控制螺杆和机筒温度，高聚物与 金属的摩擦系数是温度的函数， 不同物料不同温度下的摩擦系数 可通过实验得到。
总结：为获得最大的固体输送速 率
4、熔融理论——延迟熔融理论模型
概述
聚合物材料在固体输送段内随着固体塞温度的升高， 其与机筒内壁接触的表面首先达到熔点Tm或黏流温度 (Tf)，产出聚合物熔体，随着固体床继续向前推进，熔体 开始聚集在固体床表面形成一层薄薄的熔膜，由于膜较 薄,螺棱的推进面还不足以将其刮下形成熔体池
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第二节 单螺杆挤出成型基本原理 4、熔融理论——延迟熔融理论模型
10
第二节 单螺杆挤出成型基本原理
挤出过程的物料的形态变化
物料在挤出过程中，根据其运动和状态变化可分 为三个区域： 固体输送区： 物料呈固态，物料 在向前运动中被压实。 熔融区： 物料开始熔融至完全熔融。 熔体输送区 已熔物料的混合、搅拌、并定压、定量输送
11
第二节 单螺杆挤出成型基本原理 挤出螺杆的分段及基本参数