高分子材料成形工艺 挤出成形解析
挤出成型—挤出设备(高分子成型课件)
④螺纹升角θ：物料形状：Ａ细粉30º Ｂ粒状15º Ｃ球状、柱状17º。螺 纹升角θ 一般取17º41′（易加工，对产量影响不大）。 ⑤螺纹宽度：0.08～0.12D，截面通常为梯形，靠近螺槽底部较宽，其根部 应用圆弧过渡。
2 挤出系统——是最主要的系统，它由料筒、螺杆、多孔板和过滤网组成。 （4）过滤装置
多孔板和过滤网设置：机筒和机头连接处，多孔板支撑过滤网（2~3层的 铜丝网或不锈钢丝网）。 作用：物料离开计量段时，避免有杂质未熔冷料进入机头口模，并减少螺 杆带来的旋转作用。 （5）机头与口模 ü机头：口模与料筒之间的过渡部分。其作用为使物料由挤出时旋转运动 →直线运动，并产生成型压力，保证制件密实使物料进一步均匀塑化，均 匀平稳导入口模。 ü口模：具有一定截面形状的通道，使熔体从口模中流出时获得所需形状 ，是用螺栓/其它方法固定在机头上。 ü机头还设有校正和调整装置（定位螺钉），能调整和校正模芯与口模的 同心度、尺寸和外形。
2 按螺杆转速分： 普通（100r/min）、高速（300r/min）超高速（300-1500r/min）三种挤出机
一、挤出机的分类和组成
（一） 挤出机分类
3 按按螺杆数目分： 单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机（如三 螺杆、四螺杆、五螺杆、…等） 4 按照可否排气： 非排气型挤出机（目前普遍）和排气型挤出机 5 按装配结构分： 整体式和分开式挤出机
二、挤出机组的辅机设备
1 辅机设备 定形装置、冷却装置、牵引装置、切割装置和卷取装置
2 辅机设备型号的表示
辅机型号：主机和辅机是匹配使用的。 一般在主机型号的第 三项后加“F”，然后在加设备汉字的第一个拼音字母表示， 最后是 辅机型号的主参数。
高聚物加工工程6.1 挤出成型-1
• （二）加料装置 • 多采用锥形加料斗，要能容纳一小时的用料。 • 还包括一些附属设备。 • （三）料筒 • 金属圆筒，耐温、耐压，强度高，坚固耐磨、耐腐蚀。
长度为直径的15~30倍。外部有加热、冷却系统。
•
• （四）螺杆 挤出机最主要的部件，直接关系到挤出机的应用范围和生产 率。 螺杆的作用是通过螺杆的转动对塑料产生挤压作用，塑料才 能在料筒中移动、增压并在摩擦的过程中获得部分热量。 塑料在移动过程中得到混合和塑化，处于粘流态的熔体被压 实后经口模流出取得所需的形状而成型。
• （三）熔体输送
• 从压缩段进入均化段的物料是具有恒定密度的粘流态物 料，物料的流动已成为粘性流体的流动，物料不仅受到 旋转螺杆的挤压作用，同时受到由于机头口模的阻力所 造成的反压作用，物料的流动情况很复杂。但是，均化 段熔体输送理论在挤出理论中研究得最早，而且最为充
分和完善。
• Q1代表送料段的送料速率； • Q2代表压缩段的熔化速率； • Q3代表均化段的挤出速率； • 若Q1< Q2< Q3，挤出机处于供料不足的操作状态； • 若Q1≥Q2≥Q3 ；这样均化段就成为控制区域，操作
（6-3）
（6-4）
由式（6-2）和式（6-4）可得到加料段的固体送料量和螺杆 几何尺寸的关系：
（6-5）
• 加料段的送料量与螺杆的几何尺寸和外径处的螺 旋角（前近角）θ有关。
• 通常θ在0- 90°之间。 • θ=0时，Q为零； • θ=90°时，Q最大。
• 为了增加输送量，可以采取：
• （ⅰ）在螺杆直径不变时，增大螺槽深度；
• 在加工聚乙烯塑料时，如果将固体输送段的机筒温度调整 到接近110℃，而将螺杆温度调整到50℃左右，这时螺杆将 有可能获得最大的固体输送能力；
知识点六 挤出成型
知识点六挤出成型挤出成型是一种广泛应用于塑料、橡胶等高分子材料加工的重要工艺。
它通过将原材料加热熔融，并在挤出机的作用下，使其通过特定形状的模具，从而获得具有连续截面形状的制品。
挤出成型的原理相对较为简单，但实际操作中却涉及到众多复杂的因素。
首先，原材料被加入到挤出机的料筒中。
料筒内部通常设置有加热装置，将物料加热至熔融状态。
与此同时，螺杆在电机的驱动下旋转，对物料进行搅拌、混合和输送。
螺杆是挤出机的核心部件之一，其设计和参数对于挤出过程的稳定性和产品质量有着至关重要的影响。
螺杆的螺距、螺槽深度以及旋转速度等因素都会影响物料的输送、塑化和挤出量。
在挤出过程中，物料在螺杆的推动下逐渐向前移动，并在机头处汇聚。
机头是连接挤出机和模具的部分，其作用是将物料均匀地分配到模具的各个部位。
模具则决定了最终产品的形状和尺寸。
挤出成型的优点众多。
其一，它具有较高的生产效率，可以实现连续化生产，大大提高了产量。
其二，能够生产出各种复杂截面形状的制品，如管材、板材、棒材、薄膜等，满足了不同领域的需求。
其三，挤出成型的工艺相对较为简单，易于操作和控制，生产成本相对较低。
然而，挤出成型也并非完美无缺。
在生产过程中，可能会出现诸如挤出不均匀、制品表面粗糙、尺寸偏差等问题。
这些问题往往与原材料的性质、挤出机的参数设置、模具的设计以及加工工艺等因素有关。
为了获得高质量的挤出制品，需要对各个环节进行严格的控制和优化。
在原材料的选择方面，要确保其质量稳定、性能符合要求。
对于挤出机的参数设置，需要根据不同的材料和产品要求进行调整，例如螺杆的转速、加热温度等。
模具的设计和制造精度也直接影响着制品的质量，需要精确计算和加工。
此外，挤出成型后的制品还需要进行适当的后处理，如冷却、牵引、切割等。
冷却过程的均匀性对于制品的性能和尺寸稳定性有着重要影响。
牵引速度的控制则关系到制品的拉伸程度和尺寸精度。
在实际应用中，挤出成型在塑料管材生产中发挥着重要作用。
4 《 高分子材料加工工艺》高分子材料加工工艺塑料挤出成型
• （2）分类 • ①按照螺杆结构特点分类 ◆ 平行双螺杆挤出机 ◆ 锥形双螺杆挤出机
第一节 挤出成型概论
• 3、双螺杆挤出机的结构与分类：
• （2）分类 • ②按照螺杆相对位置（啮合方式）分类
◆ 全啮合（A=Rs+Rb） （原理依据） ◆ 非啮合（A≥2 Rb ） （体现不出双螺杆的优点） ◆ 部分啮合（ Rs+Rb ≤ A≤ 2 Rb ） （实际使用）
• 六. 挤出工艺流程
• 七、挤出机的分类
• 挤出机的分类：随着挤出机用途的增加，出现了各种 挤出机，分类方法很多。 • 1、 按螺杆数目的多少，可以分为单螺杆挤出机和多 螺杆挤出机； • 2、 按可否排气，分为排气挤出机和非排气挤出机； • 3、 按螺杆的有无，可分为螺杆挤出机和无螺杆挤出 机； • 4、 按螺杆在空间的位置，可分为卧式挤出机和立式 挤出机。
第一节 挤出成型概论
五. 挤出成型设备的组成
1、主机
• 挤压系统：主要由料筒和螺杆组成。塑料通过挤压系 统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立的压 力下，被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。 • 传动系统：它的作用是给螺杆提供所需的扭矩和转速。 • 加热冷却系统：其功用是通过对料筒（或螺杆）进行 加热和冷却，保证成型过程在工艺要求的温度范围内 完成。
• 3、控制系统（检测和控制）
• 挤出机的控制系统：它由各种电器、仪表和执行机构 组成。根据自动化水平的高低，可控制挤出机的主机、 辅机的拖动电机、驱动油泵、油（汽）缸和其它各种 执行机构按所需的功率、速度和轨迹运行，以及检测、 控制主辅机的温度、压力、流量，最终实现对整个挤 出机组的自动控制和对产品质量的控制。
十、挤出工艺过程
高分子材料挤出成型工艺详解-推荐
高分子材料挤出成型工艺一、概述挤出成型是高分子材料加工领域中变化众多、生产率高、适应性强、用途广泛、所占比重最大的成型加工方法。
挤出成型是使高聚物的熔体(或粘性流体)在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，所得的制品为具有恒定断向形状的连续型材。
挤出成型工艺适合于所有的高分子材料。
塑料挤出成型亦称挤塑或挤出模塑，几乎能成型所有的热塑性塑料，也可用于热固性塑料，但仅限于酚醛等少数几种热固性塑料，且可挤出的热固性塑料制品种类也很少。
塑料挤出的制品有管材、板材、捧材、片材、薄膜、单丝、线缆包裹层、各种异型材以及塑料与其他材料的复合物等。
目前约50%的热塑性塑料制品是挤出成型的。
此外挤出工艺也常用于塑料的着色、混炼、塑化、造粒及塑料的共混改性等，以挤出为基础，配合吹胀、拉伸等技术则发展为挤出--吹塑成型和挤出--拉幅成型制造中空吹塑和双轴拉伸薄膜等制品。
可见挤出成型是塑料成型最重要的方法。
橡胶的挤出成型通常叫压出。
橡胶压出成型应用较早，设备和技术也比较成熟，压出是使胶料通过压出机连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程，广泛用于制造轮胎胎面、内胎、胶管及各种断面形状复杂或空心、实心的半成品，也可用于包胶操作，是橡胶工业生产中的一个重要工艺过程。
在合成纤维生产中，螺杆挤出熔融纺丝，是从热塑性塑料挤出成型发展起来的连续纺丝成型工艺，在合成纤维生产中占有重要的地位。
挤出成型工艺特点挤出成型工艺特点：：♣连续成型，产量大，生产效率高。
♣制品外形简单，是断面形状不变的连续型材。
♣制品质量均匀密实，尺寸准确较好。
♣适应性很强：几乎适合除了PTFE 外所有的热塑性塑料。
只要改变机头口模，就可改变制品形状。
可用来塑化、造粒、染色、共混改性，也可同其它方法混合成型。
此外，还可作压延成型的供料。
挤出成型的基本原理挤出成型的基本原理：：1、塑化塑化：：在挤出机内将固体塑料加热并依靠塑料之间的内摩擦热使其成为粘流态物料。
《高分子材料成型加工基础》课件——项目三-挤出成型
三.辅助设备:
• 前处理设备:预热. 干燥 • 控制生产的设备:各种控制仪表
四. 挤出机的一般操作法:
• 处理挤出物的设备:冷却定型. 牵引.切割.卷取
① 开机前准备: ② 料最好先干燥、必要时须预热 ③ 换上新的多孔板及滤网，检查并装上机头 ④ 检查电器及机械,在传动部分加足润滑油
⑤ 开电热预热：先预热机头、后机身，同时料 斗座通水冷却
● 3.螺杆: ● 挤出机的改进主要在螺杆上 ● (1)螺杆直径(D)与长径比(L/D): ● D↑:挤出机大,产量高(产量∝D2) ● L/D: L为有效长度 ● L/D↑:利于塑化, ↑产量,适应性强
(2)螺杆各段的作用:
• ①加料段: • 加料口(2~10D) • 使塑料受热前移、
压实物料
使塑料密实、排气 ● 热:外加热、 内摩擦热，物料由固体→熔体 ● 完全塑化后经机头挤出成型、冷却定型或拉、吹胀为最终制品
二.塑料在挤出成型中的受热:
● 热量来源：外加热与摩擦热 ● 加料段:
固体物料,螺槽深,温差大,外加热为主 ● 均化段:
熔体,螺槽浅,温差小,摩擦热为主 ● 压缩段:
介于以上两段之间 ● 故挤出机必须分段控温
一.挤出成型的塑料
● 几乎所有热塑性料和某些热固性料：如PVC、PE、PP、PS、PA、ABS、PC等及 PF、UF（脲醛树脂）等
二.挤出成型的制品
● 管、板、单丝、膜、电线、棒、异型材、中空制品（瓶等）等
三.挤出成型特点
生产连续化 生产效率高：挤出制品单机产
量比注塑制品大一倍以上
适应范围广 经济效益好：设备成本低、投资收效快
一.挤出成型设备（挤出生产线或挤出机组） ● ——以塑料异型材为例
高分子成型加工原理 第五章挤出成型
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。
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。
5.2.1 螺杆挤出机
鱼雷头具有搅拌和节制物料、消除流动脉 冲现象的作用，并能增大物料的压力，降低料 层厚度，改善加热状况，且能进一步提高螺杆 塑化效率。
5.2.1 螺杆挤出机
5.机头和口模
机头的作用是将处于旋转运动的塑料熔体 转变为平行直线运动，使塑料进一步塑化均匀， 并将熔体均匀而平稳地导入口模，赋予必要的 成型压力，使塑料易于成型和取得制品密实度。
由口模套和芯模组成，有 直角式 螺旋芯模式
储料缸式
5.2.1 螺杆挤出机
（4）异形口模 异型制品（型材）：从任一口模（异形口模） 挤出而得到具有不规则截面的半成品。 有中空和开放式两大类。
5.2.1 螺杆挤出机
二、双螺杆挤出机
指在一根两相连孔道组成∞截面的料筒内由两
根相互啮合或相切的螺杆组成的挤出装置。
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。
高分子材料成型加工中的挤塑成型工艺
高分子材料成型加工中的挤塑成型工艺在高分子材料的制备过程中，挤塑成型工艺是一种常见且重要的加工方法。
挤塑成型是通过将高分子材料在一定温度和压力下加工成所需形状的工艺过程。
本文将就高分子材料成型加工中的挤塑成型工艺进行探讨。
一、挤塑成型工艺的原理挤塑成型是利用挤出机将预热的高分子物料压入模具中，通过挤出口将材料挤出形成所需形状的工艺方法。
在挤塑成型的过程中，高分子材料经过加热软化后，经过模具的压力形成连续均匀的截面。
这种方法适用于大批量生产，且制品成型精度高，表面质量好。
二、挤塑成型工艺的优点1.成型精度高：挤塑成型可按照模具设计要求制成各种形状的制品，成型精度高，尺寸稳定。
2.生产效率高：挤塑成型工艺适用于连续大批量生产，生产效率高，可降低制品单位成本。
3.节约材料：挤塑成型可通过模具设计优化，减少废料产生，节约材料资源。
4.表面质量好：由于挤塑成型是通过模具压力形成制品形状，所以表面质量好，光滑度高。
三、挤塑成型工艺的应用领域挤塑成型工艺在高分子材料的成型加工中具有广泛的应用，包括但不限于以下领域：1.管道制造：挤塑成型是生产管道的主要加工方法之一，可以生产各种规格的管道产品。
2.塑料制品：挤塑成型可生产各种塑料制品，如板材、型材、管材、薄膜等。
3.包装行业：挤塑成型在包装行业中应用广泛，可生产各种塑料包装制品。
4.建筑材料：挤塑成型可生产各种建筑材料，如窗框、门框、地板等。
四、挤塑成型工艺的发展趋势随着高分子材料工艺技术的不断提高，挤塑成型工艺也在不断创新和发展。
未来，挤塑成型工艺将朝着以下方向发展：1.智能化生产：挤塑成型生产线将实现智能化生产，提高生产效率和品质控制。
2.多材料复合成型：挤塑成型将与多材料复合技术结合，生产出更具功能性的复合制品。
3.绿色环保：挤塑成型将致力于节能减排，推广环保型高分子材料的应用。
4.定制化生产：挤塑成型将实现定制化生产，满足不同客户的个性化需求。
综上所述，挤塑成型工艺在高分子材料成型加工中具有重要的地位和广阔的应用前景。
高分子材料成型加工中的挤出成型工艺
高分子材料成型加工中的挤出成型工艺在高分子材料的成型加工过程中，挤出成型工艺是一种常用且有效的方法。
挤出成型工艺通过将加热后的高分子物质挤压出模具，使其形成所需的形状和尺寸。
本文将就高分子材料成型加工中的挤出成型工艺进行深入探讨。
在挤出成型工艺中，高分子材料首先被加热至熔化状态，然后由螺杆压缩、挤压出模具，最终形成制品的过程。
这一过程需控制好温度、压力和速度等参数，以确保成型制品的质量。
在主要的参数中，温度的控制尤为重要。
如果温度过高，可能会导致高分子材料的降解，从而影响成品的性能；而温度过低则会影响材料的流动性，导致成型不完整或形状不精确。
因此，在挤出成型工艺中，及时监测和调整加热温度是非常关键的。
此外，挤出成型工艺的压力和速度也需要合理控制。
过大的压力可能会导致模具过早磨损或高分子材料的变形，而过小的压力则无法使材料顺利挤出。
在挤出成型工艺中，还需要注意挤出头和模具的匹配，以确保挤出的成型材料能够准确地填充模具的空腔，从而形成所需的产品。
此外，在高分子材料成型加工中，挤出成型工艺还需要考虑材料的挤出性能和加工稳定性。
挤出成型过程中，高分子材料的挤出性能直接影响成品的质量和性能。
因此，需要选择适合的高分子材料，并对其挤出性能进行实验测试和分析，以确保挤出成型工艺的可靠性和稳定性。
总的来说，高分子材料成型加工中的挤出成型工艺是一种重要且有效的制造方法。
在实际应用中，需要对挤出成型工艺的各项参数进行严格控制，以确保成型制品的质量和性能。
只有在加热温度、压力、速度和材料选择等方面进行合理的调控和配合，才能实现挤出成型工艺的良好效果。
希望通过本文的介绍，读者对高分子材料成型加工中的挤出成型工艺有了更深入的了解。
高分子材料成型及其控制技术分析
高分子材料成型及其控制技术分析
高分子材料成型技术是将高分子材料通过加热软化成型，在制造复杂形状的产品时非常有用。
随着高分子材料在工业、医疗、电子等领域的广泛应用，高分子材料成型技术也越来越重要，其中如何控制成型过程是关键。
高分子材料成型主要包括注塑、挤出、吹塑、压延、旋转成型等多种技术。
注塑是指使用模具将加热软化的高分子材料注入模具中，待冷却后脱模制成产品。
挤出是指将高分子材料加热软化后通过挤压机进行挤出成型。
吹塑是通过空气压力将高分子材料在模具壁上挤压成形。
压延是指将高分子材料通过加热软化后经过辊压成形。
旋转成型是指将摆线电动机旋转，使得高分子材料在热板上逐渐软化，并且能够逐渐形成所需的形状。
在高分子材料成型过程中，需要控制高温和高压对高分子材料的影响，避免热塑性材料过度加热引起燃烧或者热分解等问题，同时要控制成型过程中的速度和压力，以确保成型品质。
此外，也需要控制模具的温度和气氛等因素，以免影响成型品质和模具寿命。
为了实现高分子材料成型过程的控制，需要借助先进的成型设备和技术，如注塑机、挤出机、吹塑机等。
相应的，也需要掌握相关的成型技术和工艺要点，以确保生产高品质、高性能的高分子制品。
高分子材料成型加工中的挤出成型工艺参数优化
高分子材料成型加工中的挤出成型工艺参数优化在高分子材料成型加工中，挤出成型是一种常用的工艺方法。
挤出成型是一种通过模具将高分子材料加热至一定温度后挤出模具进行成型的工艺过程。
在挤出成型过程中，工艺参数的设定对最终成型制品的质量和性能起着至关重要的作用。
因此，挤出成型工艺参数的优化对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
一、挤出成型工艺参数的影响因素在挤出成型过程中，影响产品质量和性能的主要工艺参数包括挤出温度、挤出压力、挤出速度、模具温度以及冷却方式等。
挤出温度是指高分子材料的加热温度，它直接影响着材料的流动性和塑性，过高或过低的温度都会影响成型品质。
挤出压力是指材料在挤出过程中所受到的压力，它决定了挤出速度和成型产品的密实度。
挤出速度是指高分子材料在挤出过程中的运行速度，它影响着产品的表面光滑度和尺寸精度。
模具温度和冷却方式则直接影响产品的成型速度和尺寸稳定性。
二、挤出成型工艺参数的优化方法为了获得高质量的成型产品，必须对挤出成型工艺参数进行合理优化。
首先，要根据不同高分子材料的特性确定合适的挤出温度，只有在材料达到最佳流动性和塑性时，才能获得最佳的成型效果。
其次，要通过不断调整挤出压力和挤出速度，使产品的密实度和表面光滑度达到最佳状态。
同时，要合理控制模具温度和采用适当的冷却方式，保证产品的尺寸稳定性和成型速度。
三、挤出成型工艺参数优化的意义挤出成型工艺参数的优化不仅能够提高产品的质量和性能，还能够降低生产成本，提高生产效率。
合理设定工艺参数可以减少废品率，降低维护成本，增加生产线的稳定性和可靠性。
此外，优化工艺参数还可以提高产品的竞争力，满足市场需求，促进企业的可持续发展。
综上所述，挤出成型工艺参数的优化对于高分子材料成型加工具有重要的意义。
合理设定挤出温度、挤出压力、挤出速度、模具温度和冷却方式等工艺参数，可以获得更高质量的成型产品，降低生产成本，提高生产效率，促进企业的可持续发展。
挤出成型—挤出理论(高分子成型课件)
四、挤出机的挤出理论
3 熔体输送理论 流动流动状态：
①正流Qd：沿正轴向口模/机头方向流动。由旋转螺杆挤压造成。 ②逆流Ｑp：沿正方向相反，由机头压力引起。 ③横流Ｑt：环流。不影响总流量。但对熔体的混合、塑化、热交换起重要 作用。 ④漏流Ｑc 物料在螺杆与机筒之间间隙向加料口方向回流，可降低挤出量 。一般情况下漏流Ｑc很小，但磨损严重时，漏流Ｑc增加急剧增加。
p在挤出过程中，由于螺杆 和料筒机构、机头、过滤 网以及过滤板的阻力，使 塑料内部存在压力。
p压力可以提高挤出熔体的混合均匀性和稳定性，提高产品致密 度， 是塑料变为均匀熔体并得到致密塑件的重要条件之一。 p螺杆转速的变化，加热、冷却系统的不稳定都对产生压力波动 产生影响，对制品质量产生不利影响。 p为保证制品质量，应尽可能减少压力的波动。
六、挤出工艺的影响因素
3 挤出速率
p挤出速率因素影响较多（机头阻力、螺杆与料筒结构、螺杆转速、 加热冷却系统和塑料特性等）但主要与螺杆转速有关，提高转速，可 提高挤出产量，但塑化质量不高，因而挤出速率要大小合适。 p挤出速率在生产过程中也存在波动现象，挤出速率的波动影响制品 几何形状和尺寸。生产中应保证挤出速率的稳定。
LDPE 15~20 3~4 90~100 100~140 140~160 140~160
PP
22~25 2.5~4 140~160 165~185 180~200 160~185
PC
16~25 2.5~3 200~240 240~250 230~255 200~22100
六、挤出工艺的影响因素
2 压力
tan tanb
四、挤出机的挤出理论
高分子材料成形工艺 挤出成形解剖
⑦螺杆与机筒间隙（δ） 定义：通常控制δ0.1~0.6mm
δ会影响产能，随δ增大，漏流和逆流增大，产率
降低
23
⑧螺杆头部形状
原则：熔料由螺旋流动变直线流动，避免物料 滞留螺杆头端面死角，锥形或半圆形
鱼雷头：典型。与机筒间隙常为均化段深度 40%~50%，因此降低料层厚度，提高塑化效率， 进一步混合均化和稳压作用
静态混合器和熔体计量泵等辅助设备
一、静态混合器
安装在挤出机与口模间对熔体分流混合，可 提高螺杆转速以增大产率
螺距决定螺旋角并影响螺槽容积 物料形态不同，加料段螺旋角不同
粉料采用30°时螺杆产能最高，方块料
宜约15°，圆柱料宜约17°
等距不等深螺杆：常取螺距等于直径，螺旋角 17°42′
21
⑥螺棱宽度（e） 定义：一般取0.08~0.12D
e：太小使漏流量增加致产量降低；太大增加动
力消耗和有局部过热危险
切断料流、标志料量和卸除余料等装置 有些设定时、定量供料及干燥和失重加料器 有些设真空加料装置以防吸水 有些设搅拌器或采用螺旋输送强制加料器
大型挤出机上料法：鼓风上料、弹簧上料和真 空上料
45
2．加热冷却系统
机筒设分区加热装置，多数设五区加热控温 机头和口模分别设置加热装置和控温装置 加热方法：电阻加热、电感加热、铸铝加热器等
31
宽度：固相槽由宽变窄至零，液相槽由零变宽至
全螺槽宽度
深度：固相槽由加料段深度至均化段深度，液相
槽始终为均化段螺槽深度 分离型螺杆特点：塑化效率高，塑化质量好，温
度波动小，挤出物均匀，应用较广
32
②屏障型螺杆
结构：某部位设屏障段阻止未熔固料
屏障段：通常设在均化段与压缩段相交
高分子材料挤出成型
（6）螺杆棱部宽E E大：增加螺棱上动力消耗，有局部过
热的危险
E小：漏流增加，产量降低 E＝0.08～0.12 DS
（7 ）螺杆与料筒的间隙 δ
δ大，生产效率低，剪切作用小，不利于热传 导，不利于物料的熔融和混合
δ小，剪切作用大，容易引起物料热力学降解
小直径螺杆δ＝0.005 DS 大直径螺杆δ＝0.002 DS δ＝0.1～0.65mm
4.螺杆形式：
普通螺杆：采用等距变深、等深变距、变深 变距螺槽
高效专用螺杆
L/ DS 大、熔融效率低、塑化混合均匀
4 机头和口模 P224图7-8 使粘流态物料从螺旋运动变为平行直线运动，
并稳定地导入口模而成型
产生回压，使物料进一步均化，提高制品质 量
产生必要的成型压力，获得结构密实和形状 准确的制品
2、挤出物的处理设备如用作冷却、牵引、卷取、 切断和检验设备。
3、控制生产条件的设备指各种控制仪表，如温 度控制器、电动机启动装置、电流表、螺杆转数 表和测定机头压力的装置等。
以上三类设备不仅随制品的种类。对制品质 量的要求及自动化程度不同而异，而且每一 类设备又有许多的形式。产生回压，使物料 进一步均化，提高制品质量
它可用于挤出塑料制品，如管材、板材、棒材、片材、 薄膜。各种异型材以及塑料和其它材料的复合物等， 也常用于塑料的着色、混炼、塑化、造粒及塑料的共 混改性等。
橡胶挤出——压出
合成纤维——螺杆挤出纺丝
塑料挤出——主要以热塑性塑料为主
挤出成型的特点
操作简单，工艺易控，可连续化、工业化、自动化生产， 生产效率高
二. 料筒 作用：输送、塑化、压缩
1.工作温度 180～290℃ 2.压力 ≤55MPa 3.设有分段的加热和冷却装置 4.长径比 L/D= 15~24 5.制造材料：
高分子材料的成型工艺与优化
高分子材料的成型工艺与优化高分子材料作为现代材料领域的重要组成部分，已经广泛应用于各个行业，从日常生活中的塑料制品到高科技领域的航空航天部件，都离不开高分子材料的身影。
而高分子材料的性能和应用很大程度上取决于其成型工艺。
因此，深入研究高分子材料的成型工艺及其优化方法，对于提高高分子材料的质量和性能，拓展其应用领域具有重要意义。
高分子材料的成型工艺种类繁多，常见的有注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压塑成型等。
注塑成型是一种将受热融化的塑料材料由高压射入模腔，经冷却固化后得到成型制品的方法。
这种工艺具有生产效率高、能成型形状复杂的制品等优点，适用于大量生产小型、精密的塑料制品，如手机外壳、电器零件等。
在注塑成型过程中，塑料的熔融温度、注射压力、注射速度、模具温度等工艺参数对制品的质量有着重要影响。
例如，熔融温度过高可能导致塑料分解，过低则会影响流动性；注射压力和速度过大可能导致飞边、气泡等缺陷，过小则可能造成填充不足。
挤出成型则是通过螺杆的旋转将塑料连续地挤出成型的一种方法。
它常用于生产管材、板材、薄膜等具有恒定截面形状的制品。
挤出成型的关键工艺参数包括螺杆转速、挤出温度、牵引速度等。
螺杆转速决定了塑料的挤出量，转速过快可能导致挤出不稳定，过慢则影响生产效率；挤出温度的控制直接影响塑料的塑化效果和熔体的流动性；牵引速度需要与挤出速度相匹配，以保证制品的尺寸精度和性能。
吹塑成型主要用于生产中空塑料制品，如塑料瓶、桶等。
它是将处于熔融状态的塑料型坯置于模具内，通过压缩空气将其吹胀，使其紧贴模具内壁成型。
吹塑成型的工艺参数包括型坯温度、吹气压力、吹气时间等。
型坯温度过高或过低都会影响制品的壁厚均匀性和强度；吹气压力和时间则决定了制品的成型效果和外观质量。
压塑成型是将粉状、粒状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具型腔中，然后闭模加压使其成型并固化的一种方法。
常用于生产热固性塑料制品，如电器绝缘零件等。
压塑成型的工艺参数包括压力、温度和时间。
高分子材料成型加工综述
高分子材料成型加工综述高分子材料是一类具有广泛应用前景的材料，其主要特点是分子链结构较长，具有良好的可塑性和变形性能。
高分子材料成型加工是将原料经过一系列加工技术，制成所需要的成品制品的过程，是高分子材料应用的重要环节。
本文将就高分子材料成型加工的工艺方法、应用领域以及发展趋势进行综述。
一、高分子材料成型加工的工艺方法1.注塑成型注塑成型是一种用于制作高分子材料制品的主要方法，其原理是将加热熔化的高分子材料通过注射器注入模具中，经冷却后形成所需的成品制品。
这种方法适用于生产批量较大的制品，成品具有较高的精度和表面质量。
2.挤出成型挤出成型是将加热的高分子材料通过挤出机挤压成型，是一种连续生产的方法。
挤出成型适用于生产各种型材、板材、管材等，具有成本低、生产效率高等优点。
3.压缩成型吹塑成型是将高分子材料挤出成管状，再通过内部加压气体吹出成型，适用于生产一些薄壁产品，如塑料瓶、塑料薄膜等。
5.旋转成型旋转成型是将液态高分子材料置于模具中，在模具旋转过程中形成所需的成品制品。
这种方法适用于生产一些中空、对称形状的制品。
1.包装领域高分子材料在包装领域得到了广泛的应用，如塑料瓶、塑料袋、泡沫塑料等，这些制品都是通过高分子材料的成型加工制成的。
高分子材料包装制品具有成本低、制造周期短、重量轻、抗冲击性好等优点，因此得到了包装行业的青睐。
2.建筑领域高分子材料在建筑领域应用也十分广泛，如塑料管道、塑料隔热材料、弹性地板等。
这些制品通过高分子材料成型加工制成，具有耐腐蚀、耐老化、绝缘性能好等特点，因此在建筑领域有着重要的作用。
3.汽车领域4.医疗领域1.绿色环保随着人们对环境保护意识的增强，高分子材料成型加工也趋向于绿色环保。
未来的高分子材料成型加工将更加注重材料的可降解性和可循环利用性，研发出更环保的成型加工工艺和材料。
2.智能化生产随着信息技术的发展，高分子材料成型加工也将实现智能化生产。
未来的高分子材料成型加工将更加注重自动化、数字化生产，提高生产效率和成品质量。
高分子材料成型加工挤出
可编辑ppt
19
传动装置
由电机、减速箱、轴承等部分组成 主要作用是带动螺杆转动
加料装置
• 锥形加料漏斗 • 加热装置 • 搅拌器 • 真空装置
可编辑ppt
20
挤出机的料筒
是一个能承受压力的金属圆筒，包裹住螺杆，其外层 有加热和冷却系统；
料筒的作用： • 对塑料加热； • 配合螺杆使塑料加热；
可编辑ppt
23
加料段 压缩段 计量段
将料斗供给的物料送往压缩段 压缩物料、排除空气
将熔融的物料定量定压送入机头
固态、部分熔融 熔融态 熔融态
可编Байду номын сангаасppt
24
螺杆的几何结构参数
螺杆的直径D
螺杆的长径比L/Ds
螺杆的压缩比A
螺槽的深度H
旋转比θ
可编螺辑ppt纹棱部宽度E
25
螺杆的直径D 代表挤出机的规格，D↑，挤出机的生产能力↑
问题：牵引速度对聚合物性能的影响？
可编辑ppt
16
挤出成型设备
螺杆式挤出机：连续成型，用途最多； 柱塞式挤出机：间歇成型，一般不用；
单螺杆式挤出机
螺杆式挤出机 双螺杆式挤出机
多螺杆式挤出机
以单螺杆和双螺杆式挤出机最为常见。
可编辑ppt
17
螺杆式挤出机
可编辑ppt
18
螺杆式挤出机主要构成
传动装置 加料装置 料筒 螺杆 机头
可编辑ppt
14
制品的定型和冷却
可以通过风冷或是水冷实现。 热塑性塑料在挤出后，应及时冷却定型，否则在自身重力作用下
会发生形变。
问题：冷却速度对结晶性聚合物的影响？
可编辑ppt
高分子材料成型加工基础 第四章挤出成型
第4章挤出成型一．简答题1.什么是挤出成型,挤出过程分为哪两个阶段?答案要点:挤出成型亦称挤压模塑或挤塑，即借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热熔化的聚合物物料在压力推动下，强行通过口模而成为具有恒定截面的连续型材的成型方法。
可分为聚合物物料的塑化和塑性体的挤出定型两个阶段。
2.干法挤出过程与湿法挤出过程有哪些差别?答案要点:按塑料塑化方式的不同，挤出成型工艺分为干法和湿法两种。
干法挤出的塑化是依靠加热将固体物料变成熔体，塑化和挤出可在同一设备中进行，挤出塑性体的定型仅为简单的冷却操作。
湿法挤出的塑化需用溶剂将固体物料充分软化，塑化和挤出必须分别在两套设备中各自独立完成，而塑性体的定型处理要靠脱出溶剂操作来实现。
3.单螺杆挤出机的挤出系统和传动系统包括哪几个部分?答案要点:单螺杆挤出机由传动系统，挤出系统，加热和冷却系统，控制系统等几部分组成。
挤出系统和传动系统主要包括传动装置、加料装置、机筒、螺杆、机头和口模等五部分4.简述挤出机的驱动电机的类型与挤出稳定性的关系.答案要点:驱动电机分为：电磁调速电机；直流调速电机；变频调速电机；油压马达。
其中以直流调速电机的转速最稳定，挤出过程的稳定性最好，油压马达的转速随扭矩过于敏感，扭矩的微小变化就导致其转速变化，对挤出稳定性不利。
5.简述单螺杆挤出机的螺杆的几个功能段的作用.加料段：自物料入口向前延伸的一段称为加料段，在加料段中，物料依然是固体，主要作用是使物料受压，受热前移，螺槽一般等距等深。
压缩段：压缩段是指螺杆中部的一段，物料在这一段中受热前移并压实熔化，同时也能排气，压缩段的螺槽体积逐渐减小。
均化段：螺杆最后一段，均化段的作用是使熔体进一步塑化均匀，并使料流定量，定压由机头流道均匀挤出，这段螺槽截面是恒等的，但螺槽深度较浅。
6.什么是螺杆的压缩比,单螺杆挤出机的螺杆通过哪些形式获得压缩比?答案要点:螺杆加料段第一个螺槽容积和均化段最后一个螺槽容积之比称为压缩比。
高志鹏-高分子挤出成形实验报告
高志鹏-高分子挤出成形实验报告低密度聚乙烯的挤出成型实验一、实验目的：1、了解高分子材料挤出加工的原理2、了解高分子材料挤出加工的过程3、以聚乙烯为代表，熟悉高分子材料的挤出操作二、实验内容和原理：挤出成型工艺特点：1、连续成型，产量大，生产效率高。
2、制品外形简单，是断面形状不变的连续型材。
制品质量均匀密实，尺寸准确较好。
适应性很强：3、几乎适合除了PTFE外所有的热塑性塑料。
只要改变机头口模，就可改变制品形状。
4、可用来塑化、造粒、染色、共混改性，也可同其它方法混合成型此外，还可作压延成型的供料。
挤出成型的基本原理：1、塑化：在挤出机内将固体塑料加热并依靠塑料之间的内摩擦热使其成为粘流态物料。
2、成型：在挤出机螺杆的旋转推挤作用下，通过具有一定形状的口模，使粘流态物料成为连续的型材。
3、定型：用适当的方法，使挤出的连续型材冷却定型为制品。
三、主要仪器设备及原料：1、主要仪器：挤压机2、主要原料：低密度聚乙烯四、操作方法和实验步骤：1、启动总电源；2、调节设备每个区域温度，等待升温；3、根据设备说明依次打开不同开关；4、装填原料；5、控制挤出的过程，并且使挤出高分子冷却成型；6、检查原料是否完全挤出，每次实验完成后尽量不要有原料的积存；7、挤出实验完成后将设备按照开关打开的顺序进行关闭；8、清理设备，整个实验完成。
注意事项：1、注意每次挤出实验完成后不要有原料积存；2、在挤出实验进行时，要注意挤出的速度，并且挤出形状，给其一个力，使其挤出形状均匀。
五、仪器数据及注意事项：1、实验数据：机头压力：10.0喂料：4.50切料机5.00主机：6.502、注意事项：（1）注意每次挤出实验完成后不要有原料积存；（2）在挤出实验进行时，要注意挤出的速度，并且挤出形状，给其一个力，使其挤出形状均匀。
（3）喂料温度要低一些，以防止物料提前融化堵塞进料口。
（4）为防止固体原料堵塞，喂料的转速要比主机的低些。
（5）每次实验完成后尽量不要有原料的积存。
第六章 高分子材料挤出成型
对挤出机生产能力进行多次实际调查、实测、 并分析总结而得。
QD3n
○ 单螺杆挤出机生产能力的计算 按固体输送理论计算 把挤出机内的物料看成是一个固体塞子，把物 料的运动看成像螺母在螺杆上移动。
Q0.06c oD saAn'
相当于一个螺距内的螺槽容积。
○ 单螺杆挤出机生产能力的计算
按粘性流体流动理论计算
两组曲线的交战是 操作点。
利用这种图，可以 求出指定挤出机，配 合不同的机头口模时 的挤出量。
○ 挤出流率的影响因素
机头压力P与流率Q的关系
A：A↑，P ↑； : 螺杆与料筒的间隙： , P ; h3：螺槽深：h3 ↓ ，P ↑； K：流动常数：K ↑ ，P ↓ ； 正流与P无关，逆流和漏流与P成正比。 P ↑——Q ↓ ；但有利于塑化。
工，此时， θ=。17.41o
螺纹棱部宽度（E） 影响漏流，进而影响产量。
螺杆与料筒的间隙（ ） 螺杆的作用
螺杆的作用
输送物料 传热塑化物料 混合与均化物料
螺杆各段的作用
加料段：物料入口向前延伸的一段称为加料段， 在该段，物料依然是固体，主要作用是使物料传 热软化，输送作用，无压缩作用。是固体输送。 压缩段：压缩段是指螺杆中部的一段，物料在这 一段中受热前移并压实熔化，同时也能排气，压 缩段的体积逐渐减小。 均化段：螺杆最后一段，均化段的作用是使熔体进 一步塑化均匀，并使料流定量，定压由机头流道均 匀挤出，这段螺槽截面是恒等的，但螺槽深度较浅。
物料受到挤压：压缩比的作用 物料受热：料筒加热+摩擦热
逐渐熔化
（1）熔化过程
相互粘接固体粒子
压缩
料筒热+摩擦热
紧密堆砌的固体床
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
17
L／D大：改善料温分布，利于混合塑化，减少 漏流逆流，提高产能
L／D过大：物料受热时间增长易降解，自由端
易与机筒擦伤
L／D过短：易出现物料混炼和塑化不良
18
③压缩比（A） 定义：一般2~5 A越大：物料受挤作用越大，排气能力越大，
但太大，螺杆强度下降 A值选择取决于成形聚合物种类和形态
第五章 挤出成形
挤出成形制品：横截面恒定 （塑化方式）挤出工艺：干法和湿法两种
干法：熔体物料，塑化和定形主要传热 湿法：溶液物料，塑化和定形主要传质
2
应用：最重要成形方法。几乎所有热塑和部分热 固，50%以上制品
特点：效率高、质量稳定、易连续化和自动化、 设备及操作简单、劳动强度小等，宜批量生产
（有的国家50%以上）
按可否排气：非排气型（普遍）和排气型
7
按空间布置：卧式和立式，多为卧式 按用途：成形用、混炼造粒用和供料用
其它用途：喂料、混料、塑化造粒及树
脂共混和复合等
8
5.1.1 挤出过程及功能 5.1.2 单螺杆挤出机 5.1.3 双螺杆挤出机 5.1.4 特殊辅助设备
模等，最核心是螺杆 一、挤出系统 1．机筒 机筒（料筒）：内压可达100MPa或更高，温度
一般150~300℃
12
14
图5.2 单螺杆挤出机的结构示意图 1－机座 2－电动机 3－传动装置 4－料斗 5－料斗冷却区 6－料筒 7－料筒加热器 8－热电偶控制点 9－螺杆 10－过滤网和多孔板 11－机头加热器 12－机头 13－挤出物 14－风机
中心线吻合 （1）螺杆几何结构参数 几何结构参数：直径、长径比、压缩比、螺距、
螺槽深度、螺旋角、螺杆与机筒间间隙、螺头 形状等
15
图5.3 普通螺杆结构示意图 —加料段螺槽深度 —计量段螺槽深度 D—螺杆直径
—螺旋角 L—螺杆长度 e—螺棱宽度
16
①直径（D） 通常30~200mm，最常见65~150mm 挤出机规格：采用螺杆直径表示 ②长径比（L／D） 定义：工作部分有效长度与直径之比 国标L／D系列：15、20、25、30等，最大达43，
螺距决定螺旋角并影响螺槽容积 物料形态不同，加料段螺旋角不同
粉料采用30°时螺杆产能最高，方块料
宜约15°，圆柱料宜约17°
等距不等深螺杆：常取螺距等于直径，螺旋角 17°42′
21
⑥螺棱宽度（e） 定义：一般取0.08~0.12D
e：太小使漏流量增加致产量降低；太大增加动
力消耗和有局部过热危险
图5.4 鱼雷头结构
24
（2）螺杆功能
普通螺杆功能段：加料段、压缩段和均化段 加料段：输送固体料并预热，固态，无压缩
通常采用等深等螺矩的深槽螺纹 结晶型聚合物：较长（约60%~65%） 无定形聚合物：较短（约10%~25%）
25
压缩段：熔融物料，螺槽容积逐渐减小
无定形聚合物：较长（约55%~65%），有的很
3
5.1 挤出成形设备 5.2 挤出成形原理 5.3 挤出成形工艺 5.4 挤出成形的发展
4
5.1 挤出成形设备
设备：核心是挤出机，辅助有前辅助和后辅助
前辅助：输送、粉碎、混合和干燥等设备 后辅助：定形装置、冷却装置、牵引装置、
切断装置和控制装置等 挤出机类型：螺杆式和柱塞式
螺杆式是连续式，柱塞式是间歇式，普遍使
其他：波状型、剪切型、强冷输送型、空心型和 组合型等形式
聚合物种类不同，所要求压缩比不同 粉料选择A值较大，粒料选择A值较小
19
④螺槽深度（h） 螺槽深浅与物料热稳定性、螺杆塑化效率及压
缩比有关 螺槽浅：剪切作用较大，利于传热，混合塑化
效率高 热敏性聚合物（如PVC）：宜用深槽 熔体黏度低和热稳定性较高（如PA）：宜用浅
槽
20
⑤螺旋角（ ）和螺距（s）
9
5.1.1 挤出过程及功能
挤出过程：固体输送区、熔融区和熔体输送区 主要功能：①连续、稳定地输送物料；②固料
塑化成熔料并排气；③均化熔体
10
机筒加热区
迟
冷却料斗区
滞
区
固体输送区
固体床
熔池 熔融区
熔体输送区
11
5.1.2 单螺杆挤出机
构成：加料、挤出、加热冷却、传动和控制等 挤出系统：主体，包括机筒、螺杆、机头和口
27
均化段（计量段）：均化并定量定压输送
一般无压缩，常采用等矩等深的浅槽螺纹 足够长度使料流稳定，通常约20%~25%
需要注意：螺杆结构功能区段与挤出过程物 料运动及物态变化区域尽量吻合
28
（3）高效型螺杆
用途：混炼、着色等工艺和某些特种聚合物（普 通螺杆塑化混合不理想、挤出稳定性差等）
主要：分离型、屏障型、分流型、分配混合型和 排气型
22
⑦螺杆与机筒间隙（δ） 定义：通常控制δ0.1~0.6mm
δ会影响产能，随δ增大，漏流和逆流增大，产率
降低
23
⑧螺杆头部形状
原则：熔料由螺旋流动变直线流动，避免物料 滞留螺杆头端面死角，锥形或半圆形
鱼雷头：典型。与机筒间隙常为均化段深度 40%~50%，因此降低料层厚度，提高塑化效率， 进一步混合均化和稳压作用
13
普通机筒：内壁光滑，加料段可设轴向沟槽 机筒结构形式：整体式和组装式
整体式机筒：装配精度高，加热冷却系统易设
置与拆装，加热轴向分布均匀，但整体加工精 度高
组装式机筒：几段组装，优点是可改变长度，
实现多用途，但分段破坏机筒加热均匀性并增 加热损失，加热冷却系统不便设置与维护
14
2. 螺杆
表面高硬度和光洁度，减小表面摩擦力 与机筒间隙很小，通过止推轴承悬支，与机筒
用螺杆式
5
பைடு நூலகம்
柱塞式：①没有搅拌混合作用，很少
采用；②但挤出压力可很高，适于熔融 黏度很大、流动性极差的塑化物料 （PTFE和硬PVC管材）
其他类型挤出机：无螺杆（如磨盘、鼓式、弹 性熔体和端面混炼等），但很少采用
6
按螺杆数目：单螺杆、双螺杆和多螺杆（如三螺 杆、四螺杆…甚至八螺杆等）
单螺杆用得最多，双螺杆现已很广泛
长（如PVC成形100%）
结晶型聚合物：一般约（3~5）D，熔融温度范
围很窄者（如PA）很短甚至仅1D
26
螺纹形式：等矩变深、等深变矩或变深变矩等
➢ 等矩变深螺杆：渐变型和突变型两种
突变螺杆：压缩段较短，通常4~5D；
剪切作用大，适于黏度低和熔点明显
渐变螺杆：剪切作用较小，无定形聚
合物多采用，特别适于热敏性聚合物