板材擠出工藝-靳文濤

1、 板材擠出工藝簡(jiǎn)介 擠出成型是借助螺桿的擠壓作用 ，受熱熔化的塑料，強(qiáng)行經(jīng)過口模而成為具有恒定截面的延續(xù)型材。 ： 絕大部分熱塑性塑料及部分熱固性塑料都可以經(jīng)過擠出成型，如PVC、PS、PMMA,PET,ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及密胺樹脂等擠出成型的特點(diǎn): 延續(xù)化,效率高,質(zhì)量穩(wěn)定 運(yùn)用范圍廣 消費(fèi)環(huán)境衛(wèi)生,勞動(dòng)強(qiáng)度低 適于大批量消費(fèi) .板材擠出流程.一條完好的板材消費(fèi)線. 原料枯燥 大部分?jǐn)D出工藝都需求對(duì)原料進(jìn)展枯燥枯燥的目的:去除樹脂原料中的水分.根據(jù)原料特性,枯燥溫度和時(shí)間各不一樣. 擠出機(jī)原理 固體進(jìn)料的擠出過程，塑料要閱歷固體彈性體粘性液體的變化

2、，變動(dòng)的溫度、壓力，形狀變化和流動(dòng)行為非常復(fù)雜，擠出實(shí)際運(yùn)用最廣的是固體保送實(shí)際、熔融實(shí)際熔體保送實(shí)際 擠出機(jī)的作用是經(jīng)過強(qiáng)迫喂料使得樹脂在機(jī)筒中充分熔融,帶排氣功能的螺桿可以在此過程中抽走大部分水分及低分子. 漸變螺桿全長(zhǎng)均起緊縮作用。 突變螺桿緊縮段很短，甚至一個(gè)螺距。 結(jié)晶型塑料，熔融溫度范圍窄，如尼龍等 漸變螺桿和突變螺桿. 單螺桿構(gòu)造圖. 單螺桿構(gòu)造參數(shù)1螺桿的幾何構(gòu)造參數(shù) 直徑、長(zhǎng)徑比、緊縮比、螺槽深度、螺旋角、間隙等a螺桿直徑Ds外徑30200mm，最常見60150mm，隨Ds消費(fèi)才干所以，擠出機(jī)規(guī)格常以Ds表示。b長(zhǎng)徑比L/DS L/DS以25居多。. 螺桿排布分段與溫度設(shè)定

3、一 ，加料段A螺桿排布思緒有： a深槽正向螺紋 b中等螺槽大導(dǎo)程正向螺紋，且螺槽容積由大變小，即螺紋導(dǎo)程由大向小漸變。B、溫度設(shè)定思緒 a不宜太高，影響物料在此段保送和受剪切的； 也不宜太低，螺桿受力過大或卡 死 b普通略接近熔融，按梯度陳列。. 螺桿排布分段與溫度設(shè)定二，緊縮段A、螺桿排布： 物料在此段要到達(dá)的目的是: 使加工物料獲得物理變化和部分化學(xué)變化所需的能量，分布均勻和初步分散,做到組分均質(zhì)化、粘度接近。普通要求物料接受較大的剪切和機(jī)筒傳熱，使之熔融 B、溫度設(shè)定a溫度太低，樹脂半融，到后段包覆性差；溫度太高，樹脂流動(dòng)提高，混煉與剪切作用變小，甚至出現(xiàn)高溫降解，其設(shè)定原那么： 1、據(jù)

4、基料不同和玻纖含量不同；2、扣除螺桿剪切輸入的熱量，略高于基料熔點(diǎn)范圍內(nèi)；3、熔融段后段即玻纖參與口熔體流動(dòng)情況。. 螺桿排布分段與溫度設(shè)定三 熔融段A、螺桿組分排布物料在此段要到達(dá)的目的是： 1. 細(xì)化分散，構(gòu)成理想的尺寸和構(gòu)造。 2. 留意維護(hù)廢品理想的構(gòu)造不被破壞。B、溫度設(shè)定1、據(jù)基料和玻纖含量不同而不同。2、略筒于基料熔點(diǎn)范圍內(nèi)。. 固體保送實(shí)際假設(shè)條件： 物料與螺槽和料筒壁嚴(yán)密接觸構(gòu)成固體塞床，以恒速挪動(dòng)； 略去物料重力、密度變化的影響； 磨擦系數(shù)恒定，壓力是螺槽長(zhǎng)度的函數(shù)； 螺槽為矩形經(jīng)過分析可看出物料的運(yùn)動(dòng)類似螺母運(yùn)動(dòng)。提高固體保送的措施 適當(dāng)提高螺桿轉(zhuǎn)數(shù)N和螺槽深度H; 采用

5、錐形構(gòu)造料筒；在加料段料筒內(nèi)壁開設(shè)縱向溝槽提高fb；冷卻進(jìn)料段防止物料提早軟化； 冷卻螺桿加料段減小fs,添加螺桿外表光潔度減小fs. 熔融實(shí)際1、研討目的：預(yù)測(cè)螺槽中未熔化物料量熔化全部物料所需螺桿長(zhǎng)度 熔融與螺桿參數(shù)、物料特性、工藝參數(shù)間的關(guān)系2、冷卻實(shí)驗(yàn)和熔融機(jī)理：冷卻實(shí)驗(yàn)：本性料+35%著色料擠出穩(wěn)定后停頓并迅速冷卻螺桿和料筒取出螺桿、剝下物料切斷螺旋帶狀料并察看截面外形3、景象： 熔融料呈流線型，未塑化料一直呈固態(tài) 固液兩相有一明顯分界限 固相逐漸消逝，固體塑化完選集中在熔膜處4、熔融機(jī)理：加料段壓實(shí)逐漸熔融成一層熔膜超越后邊螺槽刮落于前側(cè)構(gòu)成熔體池固體床減小直至物料完全熔融. 熔體

6、保送實(shí)際1、熔體有四種方式的流動(dòng)：正流：正流(拖曳流)Qd(cm3/h)，沿螺槽向機(jī)頭方向的流動(dòng)。由于螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，塑料在螺桿根部與機(jī)筒間構(gòu)成相對(duì)運(yùn)動(dòng)呵斥的，它決議擠出量的大??；逆流：逆流反流Qp，與Qd相反的流動(dòng)。由機(jī)頭、多孔板等阻力元件對(duì)熔體的反壓力呵斥，也叫壓力流，隨機(jī)頭壓力的升高而添加；環(huán)流：橫流環(huán)流Qt,由分速度Vbx引起的在螺槽內(nèi)與正流垂直的流動(dòng)。對(duì)總擠出量影響不大，可忽略不計(jì)，但對(duì)熔體的混合、塑化、熱交換起重要作用；漏流：漏流Ql，由機(jī)頭阻力元件引起的物料反向流動(dòng)，沿螺桿與料筒間隙向加料口方向流動(dòng)，可降低擠出量。正常情況很小0.10.6mm，Ql小，但磨損嚴(yán)重時(shí)，Ql的添加與平方成正

7、比。. 熔體保送才干的分析熔體的保送 Q = Qd - Qp - Ql, 實(shí)踐的流動(dòng)方式為：熔體沿螺槽螺旋前進(jìn)。類似彈簧纏繞在螺槽內(nèi)。忽略Ql，經(jīng)計(jì)算熔體保送才干為： P-Q，機(jī)頭阻力加大，產(chǎn)量下降。N-Q，轉(zhuǎn)數(shù)提高，剪切提高。D-Q，直徑添加，產(chǎn)量明顯添加，所以要得到高的產(chǎn)量，這是最有效的手段之一。L-Q，擠出穩(wěn)定性添加。螺槽深度h添加，擠出穩(wěn)定性下降。. 螺桿轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速越高，剪切越大，將分散相均勻分散于基體之中；剪切越大，分散相尺寸越細(xì)，但轉(zhuǎn)速過大，摩擦大易引起熱降解，同時(shí)停留時(shí)間變短，混合不均。 轉(zhuǎn)速越低，剪切越小，分散不均勻，同時(shí)停留時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)易分解聚合物不利。 轉(zhuǎn)速與螺桿構(gòu)造都是與剪切

8、分散有關(guān)，因此必需兩者作為整體思索。. 一、影響高分子流體剪切粘度的要素 影響因素實(shí)驗(yàn)條件和消費(fèi)工藝條件的影響溫度T；壓力p；剪切速度或剪切應(yīng)力等 大分子構(gòu)造參數(shù)的影響平均分子量；分子量分布；長(zhǎng)鏈支化度等 物料構(gòu)造及成分的影響配方成分，如添料、軟化劑等 .二 實(shí)驗(yàn)條件和消費(fèi)工藝條件的影響1、溫度和壓力的影響圖1 PMMA的粘度與溫度和壓力的關(guān)系 .總的規(guī)律：溫度升高時(shí)，物料粘度下降；壓力升高時(shí)，物料粘度上升。 .4、橡膠工業(yè)中常用門尼粘度表征資料的流動(dòng)性，塑料工業(yè)中常用熔融指數(shù)或流動(dòng)長(zhǎng)度表征塑料的流動(dòng)性，其實(shí)也是作為最簡(jiǎn)單的方法用來判別資料相對(duì)分子量的大小。普通橡膠的門尼粘度值大，表示流動(dòng)阻力

9、大，相對(duì)分子量高；塑料的熔融指數(shù)大，表示流動(dòng)性好，相對(duì)分子量小。1、從純粹加工的角度來看，降低分子量一定有利于改善資料的流動(dòng)性，橡膠行業(yè)采用大功率煉膠機(jī)破碎、塑煉膠料即為一例。但分子量降低后必然影響資料的強(qiáng)度和彈性，因此需綜合思索。2、不同的資料，因用途不同，加工方法各異，對(duì)分子量的要求不同?？傮w來看，橡膠資料的分子量要高一些約105 106 ，纖維資料的分子量要低一些約104，塑料居其中。3、塑料中，用于注射成型的樹脂分子量應(yīng)小些，用于擠出成型的樹脂分子量可大些，用于吹塑成型的樹脂分子量可適中。 闡明. 剪切速率和剪切應(yīng)力的影響 表1 各種加工方法對(duì)應(yīng)的剪切速率范圍加工方法剪切速率/ s-1

10、加工方法剪切速率/ s-1壓制100-101壓延5X101-5X102開煉5X101-5X102紡絲102-105密煉5X102-103注射103-105擠出101-103 高分子流體在加工中主要表現(xiàn)為“剪切變稀效應(yīng)。該效應(yīng)對(duì)高分子資料加工具有重要意義。由于實(shí)踐加工過程都在一定剪切速率范圍內(nèi)進(jìn)展見表1，因此掌握資料粘-切依賴性的“全貌對(duì)指點(diǎn)改良高分子資料加工工藝非常必要。 . 衣架式模頭構(gòu)造.多層共擠模頭. 板、片、膜的區(qū)分. 三輥壓延機(jī)三輥壓延機(jī)是板材消費(fèi)線最為主要的部分,經(jīng)過壓延我們可以使得熔融態(tài)的樹脂構(gòu)成我們想要的固態(tài)并具有一定的規(guī)格以及想要的外表外觀. 不同形狀的輥架構(gòu)造. 壓延成型原理. 壓延操作條件. 雙