挤出成型工艺学习培训资料(课件)

我国各塑料机械厂生产之挤出机料筒壁厚
我国生产的挤出机的料筒壁厚
螺杆直径：30 45 60 90 120 150 200 料筒壁厚：20—25 20～25 30－45
40—45 40－50 40一50 50—60
锥形双孔机筒
三. 螺杆
作用：输送、挤压、剪切 用耐热、耐腐蚀、高强度的合金钢制作 表面高硬度、高光洁度 转速10-120 rpm、无级变速
应用范围广，广泛应用于塑料、橡胶、合成纤维的成型 加工，也常用于塑料的着色、混炼、塑化、造粒及塑料 的共混改性等。
挤出—吹塑成型，中空吹塑制品 挤出—拉幅成型，双轴拉伸薄膜
产品形状多样 设备简单，投资少，占地面积小
3 挤出成型基本过程
（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
L= L1 + L2 + L3
螺杆长径比L/D
2 螺杆的几何参数
(1) 螺杆直径DS 外径：30-300mm之间，常见：60-150mm
(2) 螺杆的长径比 一般15-25，以25居多，最大可达45 小：对塑料的混合和塑化不利
大：改善塑料的温度分布，混合均匀，减少挤出时的漏流 和逆流，提高挤出机的生产能力；适应性强，可用于多种 塑料的挤出。
挤出成型
本章重点： 挤出成型的概念 挤出成型的用途 挤出成型工艺 本章以论述塑料挤出为重点 重点以单螺杆挤出机的结构特点来讨论挤出成型 原理
概述
1 挤出成型应用
挤出成型，挤出模塑，是塑料重要的成型方法之一， 是使高聚物熔体（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， 制品为具有恒定断面形状的连续型材。
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单螺杆的冷却系统
单螺杆挤出机基本结构
机头和口模 螺杆
料筒
加料装置 传 动 装 置
一. 加料装置及作用 有些加料斗还配备真空装置或加热装置，以便防止
物料从空气中吸收水分。有些料斗有振动搅拌器， 并能自动上料与加料。
料斗底部有冷却夹套，防止“架桥”。 主要是指料斗，大多数设备用的加料斗是圆锥形的，
挤压作用减小 θ＝10°－30° 实验证明： θ＝30°适合细粉状物料；均化段的挤出产率最高 θ＝15°适合方块状物料 θ＝17°适合圆柱状物料 常用螺杆的θ＝17.7°
（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
其容量至少要求能容纳1h的用料。底部有截断装置， 以便调整和切断料流。侧面有玻璃视镜和标定计量 的装置。
二. 料筒 作用：输送、塑化、压缩 工作温度：180-290℃ 压力：≤55MPa 设有分段加热和冷却装置 制造材料：耐磨、耐腐蚀、高强度的合金钢
碳钢内衬合金钢 料筒除了可以用45号钢、40Cr、38CrMoAL外，还可以 用铸钢和球墨铸铁制造。带衬套的加料段可以用优质 铸铁制成。
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
2 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
1 螺杆的结构
H2
S
H1
θ 计量段 L 3
压料段 L2 螺杆长度 L
H 1 加料段螺槽深度 H 2 计量段落槽深度 θ 螺旋角
D 螺杆直径 e 螺棱宽度 S 螺距
加料段 L1
螺杆直径D：Db—螺杆外径 Ds—螺杆根径 D —螺杆平均直径
螺杆长度L：L —螺杆有效工作部分长度
L1—加料段长度 L2—压缩段长度 L3—均化段长度
过大：热敏性塑料因受热时间太长而容易分解，螺杆的自 重增加，制造和安装都困难，挤出机的功率消耗增大。
（3）螺杆的压缩比A 定义：加料段第一个螺槽容积：均化段最后一个螺槽
容积，表示物料通过螺杆的全过程被压缩的程度 一般 2－5 获得方法：采用等距变深、等深变距、变深变距螺槽 （4）螺槽深度H
（UHMWPE、PTFE）
单螺杆 单螺杆挤出机 螺杆式挤出机 双螺杆 双螺杆挤出机
多螺杆 行星螺杆挤出机
其中以单螺杆最常用，也较为简单。
柱塞式挤出机
借助柱塞的推挤压力，将事先塑化好的或由挤 出机料筒加热塑化的物料从机头口模挤出成型的。 物料被挤完后柱塞退回，再进行下一次操作，挤出 机对物料没有搅拌混合作用。
决定塑料的塑化及挤出效率
小：剪切速率高，利于传热和塑化，但挤出生产效率低
热敏性塑料——深槽螺杆 热稳定性较高、熔体粘度低——浅槽螺杆 H1≥0.1 DS H3=0.02－0.06 DS
（5）螺旋角 θ＝10°－30°
定义：螺纹与螺杆横截面之间的夹角 θ大，挤出机的生产能力提高，但螺杆对塑料的剪切
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。
挤出成型工艺流程
加料——在螺杆中熔融塑化——机头口模挤出 ——定型——冷却——牵引——切割（卷曲）
4 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。
第一节 单螺杆挤出机基本结构及作用
传动系统 挤出系统——挤出成型系统的关键部分
加料装置、料筒、螺杆、机头、口模 加热系统：采用电阻丝加热，也可电感应加热，
蒸汽或油加热。 冷却系统：空冷或水冷，其作用是防止进料口处
的物料过热发粘，出现搭桥现象，使 物料供料不足。另外在紧急停车时， 避免物料过热降解。
挤出机能够产生较大的压力，一般来说，其操 作是间歇进行，物料的塑化程度和均匀性不如螺杆 式挤出机，因此应用范围受限制。它适用于聚四氟 乙烯，超高相对分子质量聚乙烯等塑料的挤出。
螺杆式挤出机
借助螺杆旋转时螺纹所产生的推动力将物料 推向口模。这种挤出机中通过螺杆强烈的剪切作 用，促进物料的塑化和均匀分散，同时使挤出过 程连续进行，因此可以提高挤出制品的质量和产 量，它适用于绝大多数热塑性塑料的挤出。