第六章 擠出成型2課件

1、第六章第六章 口模成型口模成型概 述一、擠出成型工藝及其特點(diǎn)一、擠出成型工藝及其特點(diǎn) 1、擠出成型工藝、擠出成型工藝管材管材片材片材板材板材吹塑薄膜吹塑薄膜電線電纜包覆電線電纜包覆紡絲紡絲 擠出成型工藝流程一、擠出成型工藝及其特點(diǎn)一、擠出成型工藝及其特點(diǎn) 2、擠出成型的特點(diǎn)、擠出成型的特點(diǎn)生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高連續(xù)操作連續(xù)操作適用范圍廣，產(chǎn)品品種多適用范圍廣，產(chǎn)品品種多 原料體系：塑料、橡膠、纖維原料體系：塑料、橡膠、纖維 產(chǎn)品品種：管、棒、板、絲、膜、異型材等產(chǎn)品品種：管、棒、板、絲、膜、異型材等 應(yīng)用領(lǐng)域：石油、天然氣輸送、建材、服裝等應(yīng)用領(lǐng)域：石油、天然氣輸送、建材、服裝等設(shè)備投資少設(shè)備投

2、資少生產(chǎn)技術(shù)容易掌握生產(chǎn)技術(shù)容易掌握二、擠出成型設(shè)備二、擠出成型設(shè)備第一節(jié)第一節(jié) 單螺桿擠出機(jī)基本結(jié)構(gòu)及作用單螺桿擠出機(jī)基本結(jié)構(gòu)及作用 擠出設(shè)備一般是由擠出機(jī)、機(jī)頭和口模、擠出設(shè)備一般是由擠出機(jī)、機(jī)頭和口模、輔機(jī)等幾部分組成的。輔機(jī)等幾部分組成的。單螺桿擠出機(jī)基本結(jié)構(gòu)單螺桿擠出機(jī)基本結(jié)構(gòu)一、擠壓系統(tǒng)的組成及作用一、擠壓系統(tǒng)的組成及作用1、組成、組成加料裝置、料筒、螺桿、機(jī)頭、口模等加料裝置、料筒、螺桿、機(jī)頭、口模等n連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)輸（固體、熔體）連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)輸（固體、熔體）n熔融、塑化（固體熔融、塑化（固體熔體）熔體）n混合、均化（溫度、組成分布均勻）混合、均化（溫度、組成分布均勻）n增壓增壓有

3、利于排氣、傳熱，使制品密實(shí)有利于排氣、傳熱，使制品密實(shí)二、螺桿結(jié)構(gòu)參數(shù)二、螺桿結(jié)構(gòu)參數(shù) 表示螺桿結(jié)構(gòu)特征的基本參數(shù)有直徑、長表示螺桿結(jié)構(gòu)特征的基本參數(shù)有直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺徑比、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺桿與料筒的間隙等。桿與料筒的間隙等。1.1.螺桿的直徑（螺桿的直徑（D D）長徑比（）長徑比（ L/D L/D ） 螺桿直徑（螺桿直徑（D D） 根據(jù)所制制品的形狀、大小及需要的生產(chǎn)根據(jù)所制制品的形狀、大小及需要的生產(chǎn)率來決定的。率來決定的。 一般一般4545150mm150mm，螺桿直徑增大，加工能，螺桿直徑增大，加工能力提高，擠出機(jī)的生產(chǎn)率與螺桿直徑力提

4、高，擠出機(jī)的生產(chǎn)率與螺桿直徑D D的平方的平方成正比。成正比。 長徑比（長徑比（L/DL/D）螺桿工作部分有效長度與直徑之比。螺桿工作部分有效長度與直徑之比。通常為通常為18182525。L/DL/D大，能改善物料溫度分布，有利于塑料的混大，能改善物料溫度分布，有利于塑料的混合和塑化，并能減少漏流和逆流，提高擠出機(jī)合和塑化，并能減少漏流和逆流，提高擠出機(jī)的生產(chǎn)能力。的生產(chǎn)能力。L/DL/D大，螺桿適應(yīng)能力強(qiáng)，能用于多種塑料的擠大，螺桿適應(yīng)能力強(qiáng)，能用于多種塑料的擠出。出。但但L/DL/D過大，使塑料受熱時(shí)間增長而降解；過大，使塑料受熱時(shí)間增長而降解； 螺桿自重增加，自由端撓曲下垂，引起料筒與螺

5、桿自重增加，自由端撓曲下垂，引起料筒與螺桿間擦傷，使制造加工困難，增大功率消耗。螺桿間擦傷，使制造加工困難，增大功率消耗。過短的螺桿，容易引起混煉的塑化不良。過短的螺桿，容易引起混煉的塑化不良。2.2.螺旋角（螺旋角（ ）螺紋與螺桿橫斷面的夾角。螺紋與螺桿橫斷面的夾角。隨隨 增大，擠出機(jī)的生產(chǎn)能力提高，但剪切作用增大，擠出機(jī)的生產(chǎn)能力提高，但剪切作用和擠壓力減小和擠壓力減小通常在通常在10103030之間。之間。等距螺桿：螺距等于直徑，等距螺桿：螺距等于直徑， 17 413.3.壓縮比壓縮比 螺桿加料段最初一個(gè)螺槽容積與均化段最后一個(gè)螺螺桿加料段最初一個(gè)螺槽容積與均化段最后一個(gè)螺槽容積之比。槽

6、容積之比。表示塑料通過螺桿全長范圍時(shí)被壓縮的倍數(shù)。壓縮比愈表示塑料通過螺桿全長范圍時(shí)被壓縮的倍數(shù)。壓縮比愈大，塑料受到的擠壓作用愈大大，塑料受到的擠壓作用愈大 螺槽淺時(shí)，能對(duì)塑料產(chǎn)生較高的剪切速率，有利于螺槽淺時(shí)，能對(duì)塑料產(chǎn)生較高的剪切速率，有利于料筒壁和物料間的傳熱，物料混合和塑化的效率高，但料筒壁和物料間的傳熱，物料混合和塑化的效率高，但生產(chǎn)率降低。生產(chǎn)率降低。螺槽深時(shí)，情況相反。螺槽深時(shí)，情況相反。 因此，熱敏性塑料，宜用深螺槽螺桿（如因此，熱敏性塑料，宜用深螺槽螺桿（如PVCPVC）；）；熔體粘度高，熱穩(wěn)定性較高的塑料，宜用淺螺槽螺桿熔體粘度高，熱穩(wěn)定性較高的塑料，宜用淺螺槽螺桿（如（

7、如PAPA）。）。4.4.螺桿各段的功能螺桿各段的功能 物料沿螺桿前移時(shí)，經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度等的物料沿螺桿前移時(shí)，經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度等的變化，這種變化在螺桿全長范圍內(nèi)是不同的，根據(jù)物料變化，這種變化在螺桿全長范圍內(nèi)是不同的，根據(jù)物料的變化特征，將螺桿分為以下三段：的變化特征，將螺桿分為以下三段： 加（送）料段加（送）料段將料斗供給的料送往壓縮段。將料斗供給的料送往壓縮段。 塑料在移動(dòng)過程中，一般保持固體狀態(tài)，由于受熱塑料在移動(dòng)過程中，一般保持固體狀態(tài)，由于受熱而部分熔化。而部分熔化。 擠出結(jié)晶聚合物最長，硬性無定形聚合物次之，軟擠出結(jié)晶聚合物最長，硬性無定形聚合物次之，軟性無定形聚合物

8、最短。性無定形聚合物最短。螺槽容積可以保持不變。螺槽容積可以保持不變。 壓縮段（遷移段、過渡段）壓縮段（遷移段、過渡段） 壓實(shí)物料，使物料由固體轉(zhuǎn)為熔融體，并排除物料壓實(shí)物料，使物料由固體轉(zhuǎn)為熔融體，并排除物料中的空氣。中的空氣。 為適應(yīng)將物料壓實(shí)，將氣體推回加料段和物料熔化為適應(yīng)將物料壓實(shí)，將氣體推回加料段和物料熔化時(shí)體積減小等特點(diǎn)，本段應(yīng)對(duì)塑料產(chǎn)生較大的剪切作用時(shí)體積減小等特點(diǎn)，本段應(yīng)對(duì)塑料產(chǎn)生較大的剪切作用和壓縮，通常使螺槽容積逐漸縮減，縮減的程度由塑料和壓縮，通常使螺槽容積逐漸縮減，縮減的程度由塑料的壓縮率決定。的壓縮率決定。 均化段（計(jì)量段）均化段（計(jì)量段） 將熔融的物料，定容（定量

9、）定壓地送入機(jī)頭使其將熔融的物料，定容（定量）定壓地送入機(jī)頭使其在口模中成型。在口模中成型。螺槽容積恒定不變。螺槽容積恒定不變。 為避免物料因滯留在螺桿頭端面死角處引起分解，為避免物料因滯留在螺桿頭端面死角處引起分解，螺桿頭部常設(shè)計(jì)成錐形或半圓形。螺桿頭部常設(shè)計(jì)成錐形或半圓形。有些螺桿的均化段是一表面完全平滑的桿體，稱為有些螺桿的均化段是一表面完全平滑的桿體，稱為“魚魚雷頭雷頭”，但也有刻上凹槽或銑刻成花紋的。，但也有刻上凹槽或銑刻成花紋的。 魚雷頭具有攪拌和節(jié)制物料、消除流動(dòng)脈沖現(xiàn)象的魚雷頭具有攪拌和節(jié)制物料、消除流動(dòng)脈沖現(xiàn)象的作用，并能增大物料的壓力，降低料層厚度，改善加熱作用，并能增大物

10、料的壓力，降低料層厚度，改善加熱狀況，且能進(jìn)一步提高螺桿塑化效率。狀況，且能進(jìn)一步提高螺桿塑化效率。5.5.螺桿的結(jié)構(gòu)形式螺桿的結(jié)構(gòu)形式漸變型：等距不等深漸變型：等距不等深漸變型：等深不等距漸變型：等深不等距突變型突變型魚雷頭螺桿魚雷頭螺桿5.2.1 5.2.1 螺桿擠出機(jī)螺桿擠出機(jī)三、傳動(dòng)裝置三、傳動(dòng)裝置 帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的部分。通常由電動(dòng)機(jī)、減速箱和軸承等組成。 在擠出過程中，要求螺桿轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，不隨螺桿負(fù)荷的變化而變化，以保證制品質(zhì)量均勻一致。 但在不同的場合下，又要求螺桿能變速，以達(dá)到一臺(tái)設(shè)備能適應(yīng)擠出不同塑料或不同制品的要求。 傳動(dòng)部分采用整流子電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)等裝置達(dá)到無級(jí)變速。螺桿轉(zhuǎn)

11、速為：10100轉(zhuǎn)/分鐘。設(shè)有良好的潤滑系統(tǒng)和迅速制動(dòng)的裝置。四四. .加料裝置加料裝置 供料一般采用粒料、粉料和帶狀料等幾種。 裝料設(shè)備通常使用錐形加料斗，其容積至少能容納1小時(shí)的用料。 料斗底部有截?cái)嘌b置，以便調(diào)整和切斷料流。側(cè)面有視孔和標(biāo)定計(jì)量的裝置。有些料斗帶有減壓或加熱裝置、攪拌器、自動(dòng)上料或加料裝置。五五. .料筒料筒擠出機(jī)的主要部件之一。 為一金屬圓筒，一般用耐溫耐壓、強(qiáng)度較高、堅(jiān)固耐磨、耐腐的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼筒制成。塑料的塑化和加壓過程都在其中進(jìn)行。外部設(shè)有分區(qū)加熱和冷卻裝置。加熱：電阻、電感或其它方式。冷卻：風(fēng)冷或水冷。六六. .機(jī)頭和口模機(jī)頭和口模 機(jī)頭的作用是將

12、處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠綑C(jī)頭的作用是將處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動(dòng)，使塑料進(jìn)一步塑化均勻，并將熔體均勻而行直線運(yùn)動(dòng)，使塑料進(jìn)一步塑化均勻，并將熔體均勻而平穩(wěn)地導(dǎo)入口模，賦予必要的成型壓力，使塑料易于成平穩(wěn)地導(dǎo)入口模，賦予必要的成型壓力，使塑料易于成型和取得制品密實(shí)。型和取得制品密實(shí)。 口模為具有一定截面形狀的通道，塑料熔體在口?？谀榫哂幸欢ń孛嫘螤畹耐ǖ溃芰先垠w在口模中流動(dòng)時(shí)取得所需形狀，并被口模外的定型裝置和冷卻中流動(dòng)時(shí)取得所需形狀，并被口模外的定型裝置和冷卻系統(tǒng)冷卻硬化而成型。系統(tǒng)冷卻硬化而成型。機(jī)頭與擠出機(jī)的關(guān)系典型結(jié)構(gòu)直通式擠管機(jī)頭1-芯棒 2-口模 3-調(diào)節(jié)螺釘

13、 4-分流支架 5-分流器 6-加熱器 7-機(jī)頭體典型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型多層薄膜吹塑機(jī)頭a)模內(nèi)復(fù)合 b)模外復(fù)合1-外層樹脂入口 2-內(nèi)層樹脂入口 3-壓縮空氣進(jìn)口 4-調(diào)節(jié)螺釘結(jié)構(gòu)類型旋轉(zhuǎn)機(jī)頭1-芯模 2-口模 3-齒輪 4-空心軸 5-外模支撐體 6-機(jī)頭螺旋體 7-螺旋套 8-絕緣環(huán) 9-銅環(huán) 10-碳刷 11-銅環(huán)的輸電結(jié)構(gòu)七、擠出機(jī)的輔助設(shè)備七、擠出機(jī)的輔助設(shè)備1.1.原料輸送、干燥等預(yù)處理設(shè)備；原料輸送、干燥等預(yù)處理設(shè)備；2.2.定型和冷卻設(shè)備，如定型裝置、水冷卻裝定型和冷卻設(shè)備，如定型裝置、水冷卻裝置、空氣冷卻裝置；置、空氣冷卻裝置；3.3.用于連續(xù)地、平穩(wěn)地將制品接出的可調(diào)

14、速牽用于連續(xù)地、平穩(wěn)地將制品接出的可調(diào)速牽引裝置；引裝置；4.4.成品切斷和輥卷裝置；成品切斷和輥卷裝置；5.5.控制設(shè)備等?？刂圃O(shè)備等。第三節(jié)擠出成型原理第三節(jié)擠出成型原理熱塑性塑料在擠出過程中的變化：靜態(tài)變化：固體彈性體粘流(熔融)體的形變動(dòng)態(tài)變化：在螺桿和料筒間沿螺槽向前流動(dòng)。擠出過程中有：T、P、的變化；化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的變化。一、擠出過程和螺桿各段的職能：一、擠出過程和螺桿各段的職能：塑料在擠出過程中，在螺桿全程中的形變特點(diǎn)和流動(dòng)情況是不同的。把塑料在擠出機(jī)內(nèi)的流動(dòng)沿螺桿往機(jī)頭方向分三段來討論。加料段：固體輸送區(qū)，物料形變很小；壓縮段：熔融區(qū)，物料壓縮形變大，熔融流動(dòng)次要；均化段：

15、熔體輸送區(qū)，熔融流動(dòng)是主要的。二、擠出理論1、固體輸送理論加料段的主要作用是固體輸送。塑料：未熔化、疏松的固體，表面發(fā)粘結(jié)塊，形變不大。物料沿螺槽的向前運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)物料與螺桿的摩擦作用力軸向水平運(yùn)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)的軸向分力物料螺桿表面的摩擦力大料筒表面的切向摩擦力小旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)物料螺桿表面的摩擦力小料筒表面的切向摩擦力大軸向水平運(yùn)動(dòng)提高軸向水平運(yùn)動(dòng)：n螺桿表面光潔度；n螺桿中心通冷卻水物料與螺桿表面的摩擦力；n料筒內(nèi)壁光滑；n加料段特設(shè)縱向溝槽物料與料筒表面切向摩擦力；2、熔化理論(塑料的熔化過程)塑料在壓縮段從固體狀態(tài)變成完全熔化狀態(tài)，同時(shí)受到壓縮作用。在該段，物料溫升快，物料內(nèi)摩擦作用大，壓縮作用

16、大。在壓縮段塑料由固相液相轉(zhuǎn)變相遷移段物料受到擠壓：壓縮比的作用物料受熱：料筒加熱+摩擦熱逐漸熔化(1)熔化過程壓縮壓縮相互粘結(jié)固體粒子緊密堆砌的固體床料筒熱+摩擦熱熔化 當(dāng)熔膜的厚度大于料筒與螺棱間隙時(shí)，熔膜被旋轉(zhuǎn)的螺棱刮下并匯集于熔池。 同時(shí)，固體床又以一定的速度沿Y方向移向相遷移面，加以補(bǔ)充形成新的熔膜。（2）相遷移面熔化區(qū)內(nèi)固體相和熔體相界面稱為相遷移面。熔化發(fā)生在相遷移面上。（3）熔化長度從熔化開始到固體床的寬度降為零為止的螺槽總長。熔化速度越高，熔化長度越短。(4)模型假設(shè)n擠出過程是穩(wěn)定的n固體床是均勻的連續(xù)體n塑料的熔融溫度范圍很窄(5)熔化理論可歸結(jié)為n熔化物料的熱源:料筒加

17、熱+熔膜內(nèi)摩擦熱n這些熱量通過熔膜傳導(dǎo)到相遷移面n固體粒子在分界面上熔化n沿螺槽深度方向物料的溫度分布和速度分布為：3、熔體輸送理論n均化段物料是均一的粘流狀態(tài)，它關(guān)系到擠出產(chǎn)量和質(zhì)量，對(duì)該段主要研究物料的流動(dòng)拖曳流動(dòng)。 螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于推擠作用，塑料沿Z 方向移動(dòng)，但由于機(jī)頭回壓，塑料又有反壓流動(dòng)，使均化段料流復(fù)雜，一般認(rèn)為，物料在均化段有四種流動(dòng)，即正流、逆流、橫流、漏流，擠出流量是這四種流動(dòng)的總和。(1)正流是物料沿螺槽方向(Z方向)向機(jī)頭口模的流動(dòng)，是均化段熔體流動(dòng)的主流，體積流率以QV，D表示。(2) 逆流 是物料沿螺槽方向(-Z方向)向加料口的流動(dòng)，是受機(jī)頭、口模阻力造成的反壓流動(dòng)

18、，體積流率以QV，P表示。(3)橫流粘流態(tài)物料在螺槽與料筒之間，沿垂直于水平方向的環(huán)流，是由于螺桿的螺旋狀推擠作用造成的，體積流率QV，T表示(4)漏流塑料熔體在螺桿與料筒的間隙中流動(dòng)，是沿螺桿軸向的流動(dòng)，是由于機(jī)頭、口模的反壓造成的，體積流率QV ,L表示熔體在均化段作組流動(dòng)，擠出量QV是上述四種流動(dòng)綜合的結(jié)果。如果忽略環(huán)流(QV，T)的影響，則均化段熔體的輸送量(流率)為：QV=QV，D-(QV，P+QV，L)與螺桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)、T、P、 有關(guān)。宏觀上看只有物料沿螺桿螺槽的軌跡運(yùn)動(dòng)。三、單螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算1、實(shí)測法、實(shí)測法在擠出機(jī)上測定制品從機(jī)頭口模擠出的線速度，由此來確定產(chǎn)量，準(zhǔn)確

19、直觀，但不通用。aGvqm 602、按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算、按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算對(duì)擠出機(jī)生產(chǎn)能力進(jìn)行多次實(shí)際調(diào)查、實(shí)測，并分析總結(jié)而得，不全面。nDqm33、按固體輸送理論計(jì)算把擠出機(jī)內(nèi)的物料看成是一個(gè)固體塞子，把物料的運(yùn)動(dòng)看成象螺母在螺桿上移動(dòng)。nADqamcos06. 04、按粘性流體流動(dòng)理論計(jì)算把擠出機(jī)內(nèi)的物料當(dāng)粘性流體，把物料的運(yùn)動(dòng)看成是粘性流體流動(dòng)，來計(jì)算生產(chǎn)能力。均化段熔體的流率：QV=QV，D-(QV，P+QV，L)幾個(gè)假設(shè)：熔體的流動(dòng)是層流，屬于牛頓流動(dòng)熔體的溫度沒有變化，其小度也不變此段的螺槽寬度與深度之比10根據(jù)：物料在螺桿中的速度分布；螺桿的幾何尺寸；熔體在管道中的流動(dòng)方程式。計(jì)算：三

20、種流動(dòng)的流率：ELptgDLpDHnHDqV1212sin2cossin3222322pBAnqVA和B只與螺桿的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。簡化得：(1)如果考慮熔體的非牛頓性，若略去漏流項(xiàng)QV ,L,得到：mmmmVLPKmDHnHDq112222)2(sin2cossin比較(1)、(2)兩式可以看出，第一項(xiàng)完全相同，第二項(xiàng)不同，說明聚合物熔體的流變性能與逆流項(xiàng)有關(guān)。(2)四、螺桿和機(jī)頭(口模)的特性曲線螺桿特性曲線：由式：PBAnqVA、B為常數(shù)，與溫度有關(guān)。給定擠出機(jī)，在等溫條件下操作，用不同的螺桿速率n,可作Qv-p坐標(biāo)圖，得一系列具有負(fù)斜率的平行直線-螺桿特性曲線。 而塑料熔體通過機(jī)頭和口模時(shí)

21、的體積流率，可以根據(jù)牛頓流體在簡單圓管中的流動(dòng)方程來表示：PKqV這是通過原點(diǎn)的直線方程。如果口模尺寸不同，K值不同，斜率不同，可以作出一系列直線口模特性曲線。螺桿特性曲線與口模特性曲線的交點(diǎn)是擠出機(jī)的綜合操作點(diǎn)。 利用這種圖，可以求出指定擠出機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下，配合不同的機(jī)頭口模時(shí)的擠出量。五、擠出流率的影響因素1、機(jī)頭壓力P與流率qV的關(guān)系u（螺桿與料筒的間隙）： ，PuH3（螺槽深）： H3，P uK（流動(dòng)常數(shù)）：K，P正流與P無關(guān)，逆流和漏流與P成正比。Pqv,但有利于塑化。2、螺桿轉(zhuǎn)速n與流率的關(guān)系nKBAKqV)(對(duì)于一定的機(jī)器，擠出量與螺桿轉(zhuǎn)速成正比。3、螺桿幾何尺寸與生產(chǎn)能力的關(guān)系

22、主要是螺桿直徑、螺槽深度和均化段長度。（1）螺桿直徑D正流與D2成正比，D對(duì)qV的影響遠(yuǎn)超過nLpDHnHDqV12sin2cossin2322（2）螺槽深度H正流與H成正比，逆流與H3成正比。深槽螺桿的擠出量受壓力的影響大。（3）均化段長度LL長，漏流和逆流減小，受口模阻力的影響就小。4、物料溫度T與流率qv的關(guān)系溫度的變化直接影響物料的粘度，從我們前面推導(dǎo)出的公式來看，qv與無關(guān)。在機(jī)頭和口模尺寸不變的情況下，粘度大的物料，螺桿對(duì)其產(chǎn)生的壓力高：KBAnP結(jié)論： qv與物料溫度T也無關(guān)。實(shí)際上，T的大幅度變化可導(dǎo)致qv的變化，T相當(dāng)于于影響了均化段的長度。5、機(jī)頭口模的阻力與流率關(guān)系機(jī)頭口

23、模的阻力與口模的截面尺寸和長度有關(guān)，也影響擠出量。物料流動(dòng)時(shí)受到阻力，大體上與口模的截面積成反比，與長度成正比。阻力愈小，擠出量受壓力的影響愈大。第四節(jié)第四節(jié) 擠出成型工藝與過程擠出成型工藝與過程成型物料預(yù)處理成型物料預(yù)處理擠出造型擠出造型制品的定型與冷卻制品的定型與冷卻制品的牽引與卷取（切割）制品的牽引與卷?。ㄇ懈睿┖筇幚砗筇幚戆b包裝1、成型物料預(yù)處理通常包括干燥、預(yù)熱、著色、混入各種添加劑和廢品的回收利用等。水分：影響擠出過程的正常進(jìn)行和制品的質(zhì)量。制品出現(xiàn)氣泡、表面晦暗、物理機(jī)械性能下降、甚至無法擠出。控制含水量控制含水量0.50.5以下。同時(shí)不含有任何可見雜質(zhì)。以下。同時(shí)不含有任何可

24、見雜質(zhì)。一、擠出工藝流程2 2、擠出成型、擠出成型擠出過程中螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、料筒壓力、溫度應(yīng)視具體情況擠出過程中螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、料筒壓力、溫度應(yīng)視具體情況而加以調(diào)整。而加以調(diào)整。1 1）物料溫度：來源于料筒加熱）物料溫度：來源于料筒加熱器和螺桿對(duì)物料的剪切。器和螺桿對(duì)物料的剪切。料溫升高：粘度降低，利于塑化；料溫升高：粘度降低，利于塑化； 熔體流量大，出料加快，機(jī)頭和口模溫度過熔體流量大，出料加快，機(jī)頭和口模溫度過 高，擠出物形狀穩(wěn)定性差，制品收縮率增加，高，擠出物形狀穩(wěn)定性差，制品收縮率增加， 甚至制品發(fā)黃、出現(xiàn)氣泡。甚至制品發(fā)黃、出現(xiàn)氣泡。 擠出不能正常進(jìn)行。擠出不能正常進(jìn)行。溫度降低：熔體粘度大，機(jī)

25、頭壓力增加，制品密實(shí)、溫度降低：熔體粘度大，機(jī)頭壓力增加，制品密實(shí)、 形狀穩(wěn)定性好，但離模膨脹嚴(yán)重，應(yīng)適當(dāng)形狀穩(wěn)定性好，但離模膨脹嚴(yán)重，應(yīng)適當(dāng) 增大牽引速度。增大牽引速度。料溫過低：塑化較差，功率消耗增加。料溫過低：塑化較差，功率消耗增加?？谀Ｅc模芯溫差過大：擠出制品出現(xiàn)向內(nèi)或向外翻或口模與模芯溫差過大：擠出制品出現(xiàn)向內(nèi)或向外翻或 扭歪情況。扭歪情況。2 2）增大螺桿的轉(zhuǎn)速：強(qiáng)化對(duì)物料的剪切作用，利于）增大螺桿的轉(zhuǎn)速：強(qiáng)化對(duì)物料的剪切作用，利于物料的混合和塑化，提高物料的壓力。物料的混合和塑化，提高物料的壓力。3 3、制品的定型與冷卻、制品的定型與冷卻熱塑性塑料擠出制品，在離開機(jī)頭口模后，應(yīng)進(jìn)

26、行熱塑性塑料擠出制品，在離開機(jī)頭口模后，應(yīng)進(jìn)行冷卻定型。冷卻定型。定型不及時(shí)，自身重力作用下，會(huì)發(fā)生形變。定型不及時(shí)，自身重力作用下，會(huì)發(fā)生形變。大多數(shù)情況下定型與冷卻往往同時(shí)進(jìn)行。大多數(shù)情況下定型與冷卻往往同時(shí)進(jìn)行。擠出管材和各種異型材時(shí)才有定型過程，擠出薄膜、擠出管材和各種異型材時(shí)才有定型過程，擠出薄膜、單絲、線纜包覆物等不需定型。擠出板材和片材時(shí)，單絲、線纜包覆物等不需定型。擠出板材和片材時(shí)，有時(shí)還通過一對(duì)壓輥壓平，也有定型和冷卻作用。有時(shí)還通過一對(duì)壓輥壓平，也有定型和冷卻作用。4 4、牽引（拉伸）和熱處理、牽引（拉伸）和熱處理制品從口模擠出后，產(chǎn)生離模膨脹，擠出物尺寸和形制品從口模擠出

27、后，產(chǎn)生離模膨脹，擠出物尺寸和形狀發(fā)生改變。重量增大、不引出、造成堵塞、生產(chǎn)停狀發(fā)生改變。重量增大、不引出、造成堵塞、生產(chǎn)停滯、破壞擠出連續(xù)性，后面擠出物變形。滯、破壞擠出連續(xù)性，后面擠出物變形。常用管材牽引設(shè)備：滾輪式、履帶式。常用管材牽引設(shè)備：滾輪式、履帶式。牽引速度應(yīng)與擠出速度很快地配合，且速度均勻。牽引速度應(yīng)與擠出速度很快地配合，且速度均勻。一般牽引速度大于擠出速度，以消除離模膨脹。一般牽引速度大于擠出速度，以消除離模膨脹。有些制品需熱處理：如由狹縫扁平口模直接擠出片有些制品需熱處理：如由狹縫扁平口模直接擠出片材經(jīng)拉伸而得的薄膜，以減小熱收縮率，提高尺寸材經(jīng)拉伸而得的薄膜，以減小熱收縮

28、率，提高尺寸穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。5 5、合格制品按要求進(jìn)行切割或卷取、合格制品按要求進(jìn)行切割或卷取二、二、 幾種制品的擠出工藝幾種制品的擠出工藝1 1、管材的擠出、管材的擠出擠出管材所用設(shè)備有擠出機(jī)、機(jī)頭、定型裝置、冷卻擠出管材所用設(shè)備有擠出機(jī)、機(jī)頭、定型裝置、冷卻槽、牽引設(shè)備、切斷設(shè)備以及擴(kuò)口設(shè)備等。槽、牽引設(shè)備、切斷設(shè)備以及擴(kuò)口設(shè)備等。1 1） 機(jī)頭和口模機(jī)頭和口模大體上分為：大體上分為：偏移式：內(nèi)徑尺寸要求準(zhǔn)確的生產(chǎn)偏移式：內(nèi)徑尺寸要求準(zhǔn)確的生產(chǎn)直通式：常用。直通式：常用。擠出機(jī)擠出的熔融塑料進(jìn)入機(jī)頭由芯模及口模外套所擠出機(jī)擠出的熔融塑料進(jìn)入機(jī)頭由芯模及口模外套所構(gòu)成的環(huán)隙通道流出后即成為管

29、狀物。構(gòu)成的環(huán)隙通道流出后即成為管狀物。2 2）. .定型定型擠出的管狀物首先應(yīng)通過定型裝置，使之冷卻變硬而擠出的管狀物首先應(yīng)通過定型裝置，使之冷卻變硬而定型。定型。定型方法：定型方法：（1 1）外徑定型：在管狀物外壁和定徑套內(nèi)壁緊密接）外徑定型：在管狀物外壁和定徑套內(nèi)壁緊密接觸的情況下進(jìn)行冷卻而實(shí)現(xiàn)的。結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，觸的情況下進(jìn)行冷卻而實(shí)現(xiàn)的。結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，為我國普遍采用。為我國普遍采用。（2 2）內(nèi)徑定型：是將定徑套的冷卻水管從芯棒處伸）內(nèi)徑定型：是將定徑套的冷卻水管從芯棒處伸進(jìn)，必須使用偏移式機(jī)頭。進(jìn)，必須使用偏移式機(jī)頭。用這種方法制得的管材內(nèi)壁比較光滑。用這種方法制得的管材

30、內(nèi)壁比較光滑。3 3）. .冷卻冷卻可用的裝置有冷卻水槽和噴淋水箱兩種?？捎玫难b置有冷卻水槽和噴淋水箱兩種。為防止管材冷卻過程中發(fā)生彎曲變形，采用沿管材圓為防止管材冷卻過程中發(fā)生彎曲變形，采用沿管材圓周上均勻布置噴水頭對(duì)管材進(jìn)行噴淋冷卻。周上均勻布置噴水頭對(duì)管材進(jìn)行噴淋冷卻。4 4）. .牽引牽引常用牽引管材的裝置有滾輪式和履帶式兩種。常用牽引管材的裝置有滾輪式和履帶式兩種。2.2.吹塑薄膜的擠出吹塑薄膜的擠出塑料熔體由環(huán)隙形口模擠成管狀物后，即牽引裝置牽塑料熔體由環(huán)隙形口模擠成管狀物后，即牽引裝置牽引上升（少數(shù)采用水平、向下）并同時(shí)進(jìn)行吹脹，至引上升（少數(shù)采用水平、向下）并同時(shí)進(jìn)行吹脹，至一

31、定距離后，通過導(dǎo)向夾板而被牽引輥夾攏。一定距離后，通過導(dǎo)向夾板而被牽引輥夾攏。吹塑法廣應(yīng)用于生產(chǎn)聚乙烯和聚氯乙烯等塑料薄膜。吹塑法廣應(yīng)用于生產(chǎn)聚乙烯和聚氯乙烯等塑料薄膜。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1 1）. .設(shè)備緊湊，單位產(chǎn)率所需的投資少；設(shè)備緊湊，單位產(chǎn)率所需的投資少；（2 2）. .在一定范圍內(nèi)可以方便調(diào)整薄膜的寬度和（或在一定范圍內(nèi)可以方便調(diào)整薄膜的寬度和（或厚度）；厚度）；（3 3）. .無邊緣影響，免除整邊裝置，減少廢料損失；無邊緣影響，免除整邊裝置，減少廢料損失；（4 4）. .雙軸定向，強(qiáng)度較高。雙軸定向，強(qiáng)度較高。缺點(diǎn)：（缺點(diǎn)：（1 1）. .冷卻速度偏小，薄膜透明度差；冷卻速度偏小，薄

32、膜透明度差； （2 2）. .厚薄偏差較大。厚薄偏差較大。1 1）、擠出機(jī)）、擠出機(jī)單螺桿擠出機(jī)，大小隨所制薄膜的寬度和厚度而定。單螺桿擠出機(jī)，大小隨所制薄膜的寬度和厚度而定。產(chǎn)率受冷卻和牽引兩種速率控制。一種擠出機(jī)只適于產(chǎn)率受冷卻和牽引兩種速率控制。一種擠出機(jī)只適于生產(chǎn)少數(shù)幾種規(guī)格的產(chǎn)品。生產(chǎn)少數(shù)幾種規(guī)格的產(chǎn)品。2 2）、機(jī)頭和口模）、機(jī)頭和口模機(jī)頭類型機(jī)頭類型轉(zhuǎn)向式的直角型：應(yīng)用較多轉(zhuǎn)向式的直角型：應(yīng)用較多水平向的直通型：適于熔體粘度較大，熱水平向的直通型：適于熔體粘度較大，熱敏性塑料。敏性塑料。3 3）、冷卻）、冷卻應(yīng)控制較低的料溫。應(yīng)控制較低的料溫。冷卻方法：利用壓縮空氣通過風(fēng)向環(huán)向泡狀物各點(diǎn)直冷卻方法：利用壓縮空氣通過風(fēng)向環(huán)向泡狀物各點(diǎn)直接吹送。還可以用冷凍空氣、二次風(fēng)環(huán)、芯棒內(nèi)冷等接吹送。還可以用冷凍空氣、二次風(fēng)環(huán)、芯棒內(nèi)冷等技術(shù)。技術(shù)。4 4）、牽引）、牽引吹脹的泡狀物吹脹的泡狀物 ，在機(jī)頭的頂部，進(jìn)入導(dǎo)向板并由牽引，在機(jī)頭的頂部，進(jìn)入導(dǎo)向板并由牽引輥將其夾封，牽引而導(dǎo)至卷裝置。輥將其夾封，牽引而導(dǎo)至卷裝置。5 5）、操作）、操作注意吹脹比與牽引比相等，通用的吹脹比為注意吹脹比與牽引比相等，通用的吹脹比為2323。3 3、 雙向拉伸薄膜