纜擠塑工藝基礎(chǔ)培訓(xùn)

94/94纜擠塑工藝基礎(chǔ)培訓(xùn)1

塑料和導(dǎo)體

塑料電現(xiàn)電纜要適應(yīng)各種不同需要，就應(yīng)具有廣泛的優(yōu)異而穩(wěn)定的使用性能。塑料電線電纜的使用性能和壽命，決定于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性、塑料選用的合理性以及工藝的完善性。從塑料電現(xiàn)電纜技術(shù)的進(jìn)展來看，合理而正確的使用材料是關(guān)鍵的因素。為了制造性能優(yōu)異而穩(wěn)定的塑料電線電纜，在導(dǎo)電線芯和半成品纜芯滿足規(guī)定的技術(shù)要求的前提下，要緊是對(duì)絕緣和護(hù)套用塑料提出了較高的要求。絕緣塑料的差不多要求是具有優(yōu)異的電絕緣性能，同時(shí)依照產(chǎn)品用途和使用條件分不提出對(duì)機(jī)械性能、耐高溫性、物理－化學(xué)性能及工藝性能的要求。對(duì)護(hù)套塑料的差不多要求是耐受各種環(huán)境因素作用的老化性能，在滿足那個(gè)條件下分不提出一些專門要求和輔助要求。

第一節(jié)塑料

塑料是高分子合成材料中凡是性能上具有可塑性變化的材料的總稱。塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類，電線電纜制造中所用的塑料差不多上熱塑性塑料。電線電纜常用的熱塑性塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、泡沫聚乙烯、氟塑料、聚酰胺、聚丙烯和聚酯塑料等。

塑料是以合成樹脂為差不多成份，再添加各種配合劑，經(jīng)捏合、切粒等工藝而塑制成一定形狀的材料。為了滿足加工、貯存和使用的要求，合成樹脂內(nèi)一般都要添加各種配合劑，依照添加配合劑所起的作用不同，塑料的添加劑大致有以下幾種：防老劑（它包括抗氧劑、穩(wěn)定劑、紫外線汲取劑、光屏蔽劑等，這幾種材料在塑料中所起的作用不同但又相互聯(lián)系，同一種材料可起幾種作用，因此統(tǒng)稱為防老劑。）；增塑劑；交聯(lián)劑；潤滑劑；填充劑；著色劑；發(fā)泡劑；防霉劑；驅(qū)避劑；阻燃劑；耐電壓穩(wěn)定劑；抑煙劑等。各種塑料既具有塑料共有的特性，又具有各不相同的各自獨(dú)具的某些特性。各種塑料共有的特性有：比重小、機(jī)械性能較高、電絕緣性能優(yōu)異同時(shí)化學(xué)穩(wěn)定性好、耐水、耐油、加工成型方便，原料來源豐富。為了適應(yīng)日益增長的電線電纜技術(shù)進(jìn)展的需要，塑料將不斷改進(jìn)配方和性能，提高其耐熱性和電壓等級(jí)，提高材料的耐寒、耐大氣老化性能、耐火阻燃性能，延長電線電纜使用壽命，同時(shí)，還將不斷開發(fā)新型塑料并合理用于電線電纜上。

1、

塑料差不多性能的含義

1.

體積電阻系數(shù)

塑料在電場的作用下有泄漏電流通過，泄漏電流通過塑料時(shí)的阻力稱為體積電阻。電流通過每1cm3塑料的電阻即為體積電阻系數(shù)ρv，單位為歐姆米，單位符號(hào)為Ω.m。體積電阻系數(shù)越高，絕緣性能越好。

2.

擊穿場強(qiáng)

當(dāng)塑料上施加的電壓達(dá)到某一極限時(shí)，塑料喪失絕緣性能被擊穿，擊穿瞬間所施加的電壓值稱為塑料的擊穿電壓，擊穿電壓與塑料厚度之比稱為擊穿場強(qiáng)E單位符號(hào)為kV/mm。

3.

介電常數(shù)

它是表示塑料極性大小的指標(biāo)。介電常數(shù)ε越小，塑料在電場作用下的極化強(qiáng)度越小，其介質(zhì)損耗也越小。

4.

介質(zhì)損耗角正切5.

在交變電場作用下，塑料中所消耗的級(jí)量稱為介質(zhì)損耗。它常以介質(zhì)損耗角的正切值tgδ來表示。介質(zhì)損耗角正切tgδ越小，講明介質(zhì)損耗也越小，塑料的電絕緣性能越好。在高頻、高壓下使用時(shí)，要求塑料的tgδ值不大于千分之幾或萬分之幾；低壓和一般的絕緣時(shí)，塑料的tgδ值則不大于百分之幾。

6.

耐電暈性

在高電壓情況下，由于絕緣表面放電而引起電暈，當(dāng)其突擊絕緣體時(shí)，因離子撞擊、電子突擊、臭氧突擊和局部熱的作用，導(dǎo)致高聚物裂解，使其電絕緣性能和物理機(jī)械性能產(chǎn)生惡化。塑料抵抗電暈作用而保持其使用性能的能力，稱為耐電暈性。

7.

抗拉強(qiáng)度和延伸率

在材料拉力試驗(yàn)機(jī)上對(duì)塑料試樣施加靜態(tài)拉伸載荷并以一定速度拉伸直至試樣斷裂?，F(xiàn)在試樣單位截面上所承受的拉力稱為該塑料的抗拉強(qiáng)度。試樣拉斷時(shí)長度增加的百分比稱為該塑料的延伸率。

8.

密度

在一定溫度下（通常指20oC），單位體積塑料試樣的質(zhì)量，稱為塑料的密度。

9.

耐熱變形性

塑料在受熱條件下，仍能保持良好的物理機(jī)械性能的最高溫度，即為該塑料的耐熱變形性能。通常以塑料在等速升溫時(shí)，在一定負(fù)荷下使其變形達(dá)到規(guī)定值時(shí)的溫度來表示。

10.

熔融指11.

數(shù)

在一定溫度荷壓力下，熔融樹脂在10分鐘內(nèi)從一定孔穴中被壓出的克數(shù)，稱為熔融指數(shù)，以MI表示，單位為g/min。

12.

耐寒性

在低溫下，塑料仍能保持一定的物理機(jī)械性能的能力，稱為塑料的耐寒性。它常用以下的耐寒溫度來表示。

（1）

低溫脆化溫度：即為塑料在低溫下，（2）

受特定的沖擊負(fù)荷時(shí)，（3）

50％的試樣出現(xiàn)損壞時(shí)的溫度。

（4）

低溫對(duì)折溫度：即為塑料試樣在彎折180o時(shí)出現(xiàn)將要破裂而（5）

未破裂時(shí)的溫度。

（6）

低溫沖擊壓縮溫度：即為塑料試樣在低溫下，（7）

以一定能量和速度的沖錘對(duì)其進(jìn)行沖擊壓縮，（8）

使之破裂率達(dá)50％時(shí)的溫度。

13.

耐燃性能

耐燃性能是指塑料抵抗火焰燃燒的能力。通常塑料接觸火焰后均會(huì)燃燒，移去火焰后，延燃情況隨塑料品種不同而不同，因此耐燃性能亦有差不。

14.

耐熱老化性能

塑料在加工和使用過程中，由于變熱導(dǎo)致塑料性能變劣，這種現(xiàn)象稱為熱老化。塑料抵抗熱老化的能力稱為耐熱老化性。

采納在高溫下，進(jìn)行加速熱老化試驗(yàn)，測定塑料性能（機(jī)械性能或電氣性能）在老化后的保留率，來衡量塑料的耐熱老化性。

15.

耐氣候性

塑料在大氣條件下使用，受日曬、雨淋、風(fēng)吹、大氣污染等嚴(yán)酷的自然條件作用，塑料性能變劣稱為大氣老化。塑料抵抗大氣老化的能力稱塑料的耐氣候性。

16.

耐油性能及耐溶劑性能

塑料與礦物油或各類溶劑接觸時(shí)，抵御油或溶劑的能力稱為塑料的耐油性能或耐溶劑性能。可用試樣浸入油或溶劑中，在一定溫度下經(jīng)一定時(shí)刻后，測定其吸油或溶劑的汲取率、體積變化率或抗拉強(qiáng)度、延伸率的保留率來衡量。

17.

耐水性及耐濕性

塑料在浸水或潮濕條件下，抵御水或潮濕氣體滲入的能力，稱為塑料的耐水性或耐濕性。塑料吸水或吸濕后，會(huì)引起絕緣電阻、擊穿場強(qiáng)下降，介質(zhì)損耗增大，且使塑料的外觀、重量、機(jī)械性能等都有變化。因此要求塑料應(yīng)具有良好的耐水性和耐濕性。關(guān)于電線電纜用塑料，要緊考慮的是，在浸水或吸濕后，應(yīng)保證塑料的電絕緣性能符合使用要求。

塑料的吸水量，可用單位面積的吸水量、吸水率或吸水重量來表示。塑料的透濕性，則以透濕系數(shù)和透汽量來表示。

18.

耐環(huán)境應(yīng)力開裂性

一些結(jié)晶型塑料，由于加工過程中內(nèi)應(yīng)力的存在和使用時(shí)接觸化學(xué)藥品，致使在貯存和使用中出現(xiàn)開裂，稱為環(huán)境應(yīng)力開裂。塑料抵御環(huán)境應(yīng)力開裂的能力稱為耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能?？捎帽砻婵逃胁酆鄣乃芰蠌澢嚇樱萌氡砻婊钚詣┲?，觀看在規(guī)定時(shí)刻內(nèi)出現(xiàn)開裂的試樣數(shù)量及所占比例來衡量。

2、

聚氯乙烯（PVC）

聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯樹脂為基礎(chǔ)，加入各種配合劑混合而成的。其機(jī)械性能優(yōu)越、耐化學(xué)腐蝕、不延燃、耐氣候性好、電絕緣性能好、容易加工、成本低，因此是電線電纜絕緣和護(hù)套用的好材料。

1.聚氯乙烯樹脂

聚氯乙烯樹脂是由氯乙烯聚合而成的線型熱塑性高分子化合物，其分子結(jié)構(gòu)如下：

H

H

H

H

H

H

……

C

C

C

C

C

C

……

Cl

H

Cl

H

Cl

H

n

從該分子結(jié)構(gòu)看，聚氯乙烯具有以碳鏈為主鏈，呈線型，含有C

Cl極性鍵。聚氯乙烯樹脂具有下列差不多特性：

是熱塑性的高分子材料，可塑性和柔軟性較好。

由于C

Cl極性鍵的存在，樹脂具有較大德極性，因此介電常數(shù)ε和介質(zhì)損耗角的正切值較大，在低頻情況下，有較高的耐電強(qiáng)度。另外由于極性鍵的存在，分子間的作用力較大，機(jī)械強(qiáng)度較高。

分子結(jié)構(gòu)中含有氯原子，樹脂具有不延燃和較好的耐化學(xué)腐蝕性及耐氣候性。氯原子能破壞分子的晶體結(jié)構(gòu)，樹脂的耐熱性較低，耐寒性較差，加入適量的配合劑，就能改善樹脂的性能。

2.聚氯乙烯樹脂的種類

聚乙烯的聚合方法有：懸浮聚合、浮液聚合、本體聚合和溶液聚合四種。

聚氯乙烯樹脂的制造目前要緊采納懸浮聚合方法，電線電纜確實(shí)是采納懸浮法聚氯乙烯樹脂。

聚氯乙烯懸浮聚合過程中所用樹脂的結(jié)構(gòu)形狀有：疏松型樹脂（XS型）和緊密型樹脂（XJ型）。疏松型樹脂質(zhì)地疏松，吸油性大，易于塑化，加工操作操縱方便，晶點(diǎn)少，因此電線電纜用的樹脂是疏松型。樹脂的特性如下：

項(xiàng)目

疏松型樹脂

緊密型樹脂

粒子直徑

50-150μm

20-100μm

顆粒外形

不規(guī)則，由多球并合而成

球形表面光滑，呈單球

顆粒斷面結(jié)構(gòu)

疏松多孔，微粒間間隙大

微粒間間隙小

汲取增塑劑

快

慢

塑化性能

塑化速度快

塑化速度慢

3.聚氯乙烯的要緊性能

1）

電絕緣性能：聚氯乙烯樹脂是一種極性較大的電介質(zhì)，2）

電絕緣性能較好，3）

但比較非極性材料（如聚乙烯、聚丙烯）稍4）

差。樹脂的體積電阻率大于1015Ω?cm；樹脂在25oC和50Hz頻率下的介電常數(shù)ε為3.4～3.6，5）

當(dāng)溫度和頻率變化時(shí)，6）

介電常數(shù)也隨之明顯的變化；聚氯乙烯的介質(zhì)損耗正切7）

tgδ為0.006～0.2。樹脂的擊穿場強(qiáng)不8）

受極性阻礙，9）

在室和氣工頻條件下的擊穿場強(qiáng)比較高。但聚氯乙烯的介質(zhì)損耗較大，10）

因而11）

不12）

適用于高壓和高頻場合，13）

通常用在15kV以下的低壓和中壓電線電纜的絕緣材料。

14）

老化穩(wěn)定性：從分子結(jié)構(gòu)上看，15）

氯原子都與碳原子相連，16）

應(yīng)具有較高的耐老化穩(wěn)定性。但在生產(chǎn)過程中，17）

由于溫度的直接阻礙和機(jī)械力的作用，18）

易放出氯化氫，19）

在氧的作用下，20）

產(chǎn)生降解或交聯(lián)，21）

導(dǎo)致材料變色發(fā)脆，22）

物理機(jī)械性能顯著下降，23）

電絕緣性能惡化，24）

因此聚氯乙烯老化。為改善它的老化性，25）

必須添加一定的穩(wěn)定劑。

26）

熱機(jī)械性能：聚氯乙烯樹脂為無定型聚合物，27）

在不同28）

溫度下具有三種物理狀態(tài)，29）

即玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。聚氯乙烯樹脂的玻璃化溫度為80oC左右，30）

粘流溫度160oC左右。在常溫下處于玻璃狀態(tài)，31）

這專門難滿足電線電纜使用要求。為此，32）

必須將聚氯乙烯進(jìn)行改性，33）

使其在室溫下具有較高的彈性，同34）

時(shí)又兼有較高的耐熱性和耐零性。加入適量的增塑劑能夠調(diào)節(jié)玻璃化溫度，35）

以增加塑性，36）

達(dá)到柔軟性，37）

提高機(jī)械性能。

4.電線電纜用聚氯乙烯塑料

聚氯乙烯塑料是多組份塑料，依照不同的使用條，改變配合劑的品種和用量，能夠制得不同品種的電線電纜用聚氯乙烯塑料。

聚氯乙烯電纜塑料按其在電線電纜上用途不同，可分為絕緣級(jí)電纜料和護(hù)層級(jí)電纜料。

絕緣用聚氯乙烯塑料

依照電線電纜的使用要求和特性，絕緣用聚氯乙烯塑料的類型、性能、要求及要緊用途如下表所示。

絕緣用PVC塑料分類及性能

類型

性能要求

使用溫度

要緊用途

絕緣級(jí)

電絕緣性能較好，有一定的耐熱性、柔軟性

70oC

通信、操縱、信號(hào)及低壓電力電纜絕緣

一般絕緣級(jí)

有一定的電絕緣性能，有較好的柔軟性及耐大氣性、廉價(jià)

70oC

室內(nèi)固定敷設(shè)的電線、護(hù)套軟線、500V農(nóng)用電纜以及儀表安裝用電線的絕緣

耐熱絕緣級(jí)

有較佳的耐熱老化性和耐變形性，電絕緣性能較好

80oC

105oC

要求耐熱較高的船用電纜、航空導(dǎo)線、電力電纜及安裝用電線的絕緣

高電性能絕緣級(jí)

較佳的電絕緣性能，絕緣電阻高、介電性能好，有一定的耐熱性

70oC

電壓為6kV－10kV級(jí)的電力電纜的絕緣

耐油耐溶劑絕緣級(jí)

具有較好的耐油性、耐溶劑性和柔軟性，電絕緣性能較好

70oC

用于接觸油類和化學(xué)物質(zhì)的電線電纜的絕緣級(jí)

阻燃絕緣級(jí)

電絕緣性能較好，有較高的耐火焰燃燒性，柔軟性較好

70oC

固定敷設(shè)的電力電纜、礦用電纜、安裝用電線的絕緣

各類聚氯乙烯絕緣料的技術(shù)要求見下表。

絕緣用PVC塑料的技術(shù)要求

技術(shù)指標(biāo)

絕緣級(jí)

一般

絕緣級(jí)

耐熱絕緣級(jí)

高電性

絕緣級(jí)

80oC

105oC

體

積

電

阻

系

數(shù)

（Ω）

≥

20oC

1×1014

1×1014

3×1014

3×1014

5×1014

70oC

1×1011

1×1010

－

－

5×1011

80oC

－

－

5×1011

－

－

105oC

－

－

2×1011

－

擊穿場強(qiáng)(kV/mm)≥

20

20

20

20

20

介質(zhì)損耗角正切tgδ（20～85oC）≤

－

－

－

－

0.1

介質(zhì)損耗因素ε，

≤tgδ（20～85oC）

0.75

拉伸強(qiáng)度（N/mm2）≥

180

170

200

200

200

斷裂伸長率（％）≥

200

220

180

200

160

低溫沖擊

壓縮溫度（oC）≤

0

-10

+3

－

+5

200oC熱穩(wěn)定

時(shí)刻（min）≥

60

60

60

60

60

軟化溫度（oC）

170～190

170～190

180～195

－

175～185

熱

老

化

性

能

老化溫度（oC）

110

110

113

136

110

老化時(shí)刻（h）

48

48

168

168

48

K1(%)≥

－

－

－

80

－

K2(%)≥

70

75

80

70

70

失重(%)≤

6.0

7.0

5.0

2.5

6.0

護(hù)套用聚氯乙烯塑料

聚氯乙烯塑料護(hù)層具有較好的耐腐蝕性，足夠的機(jī)械性能，一定的耐大氣性能，柔軟、耐振、重量輕、加工及敷設(shè)方便。依照電線電纜的使用條件，研究制成了不同類型聚氯乙烯護(hù)套料，其性能要求及應(yīng)用范圍見下表。

護(hù)套用PVC塑料的分類及性能

類型

要緊性能要求

使用溫度

應(yīng)用范圍

一般護(hù)層級(jí)

足夠的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱、光老化性及耐寒性較好

70oC

塑料電線電纜的外護(hù)層及其它電纜外護(hù)層

耐寒護(hù)層級(jí)

有較高的耐寒性，低溫柔軟性

70oC

戶外及耐寒電現(xiàn)電纜護(hù)層

柔軟護(hù)層級(jí)

有較高的柔軟性，較好的耐寒性

70oC

耐寒柔軟的電線電纜護(hù)層

耐熱護(hù)層級(jí)

耐熱性能良好

80oC

105oC

耐熱的電線電纜護(hù)層

耐油護(hù)層級(jí)

耐油性、耐化學(xué)藥品性好

70oC

與油類及化學(xué)藥品接觸的電線電纜護(hù)層

易撕護(hù)層級(jí)

抗撕裂性低，敷設(shè)方便、價(jià)格低廉

70oC

室內(nèi)固定敷設(shè)用絕緣電線護(hù)層

防霉、防白蟻、

防鼠護(hù)層級(jí)

抗生物性好、防白蟻、防霉性好

70oC

熱帶及溫?zé)釒У貐^(qū)用電纜護(hù)層

阻燃護(hù)層級(jí)

抗燃燒性好

70oC

安全性要求高的電線電纜護(hù)層

半導(dǎo)電聚氯乙烯塑料

半導(dǎo)電聚氯乙烯塑料可作為屏蔽材料來使用，例如可作為10kV聚氯乙烯電纜的屏蔽層。半導(dǎo)電塑料用作高壓電纜的屏蔽料時(shí)，由于半導(dǎo)電料直接與絕緣料接觸，會(huì)發(fā)生相互遷移，因而盡量選用與絕緣料相同的增塑劑或電性好、遷移小的增塑劑。否則在使用過程中會(huì)阻礙絕緣料的電絕緣性能。

環(huán)保型防白蟻、防鼠電纜護(hù)套料

白蟻和老鼠對(duì)電纜造成破壞，輕則中斷供電，重則釀成重大事故，使電力和通信部門受到損害。以往采納在電纜護(hù)套料內(nèi)加入有毒添加劑（如氯丹、七氯、狄氏劑、艾氏劑等）的方法，殺滅白蟻、老鼠，以愛護(hù)電纜安全運(yùn)行。但這些有毒添加劑對(duì)環(huán)境和人身會(huì)造成污染和危害。目前，多使用在護(hù)套料中加入環(huán)烷酸鉛或環(huán)烷酸酮做添加劑，制成改型的防白蟻?zhàn)o(hù)套料。

低煙低鹵型阻燃護(hù)套料

用一般（阻燃）PVC電纜料制造的電纜燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量黑煙，同時(shí)釋放出大量腐蝕性氣體HCl，對(duì)人體和儀器裝置會(huì)造成巨大損害。低煙低鹵阻燃電纜料是以專用PVC樹脂為基料，添加各種改性劑、助劑和優(yōu)良阻燃劑，通過均勻混煉充分塑化加工而成的高科技產(chǎn)品。它不僅具有優(yōu)良的阻燃性，而且在燃燒是釋放的煙量低，HCl釋出量專門低，可觀看到燃燒火焰及附近的物體。與一般PVC護(hù)套料相比，其拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率相當(dāng)；擠出時(shí)無需特種螺桿，其工藝性能亦相當(dāng)。使用這種電纜料制成的電纜，完全適用于地鐵、高層建筑、發(fā)電站、廣播電視中心及計(jì)算機(jī)中心等對(duì)電線電纜阻燃性能要求高的場所。

三、聚乙烯

1.

聚乙烯的合成方法和品種

（1）

低密度聚乙烯（LDPE）

純凈的乙烯中加入極少量的氧氣或過氧化物作引發(fā)劑，壓縮到202.6kPa左右，并加熱到約200oC時(shí)，乙烯就可聚合成白色的蠟狀聚乙烯。此法因在高壓下進(jìn)行，常稱為高壓法。用這種方法可制得密度為0.915～0.930的柔軟聚乙烯，分子量在15000～40000。其分子結(jié)構(gòu)支鏈多，但結(jié)構(gòu)疏松，分子構(gòu)型呈“樹枝狀”，故密度低，因此稱為低密度聚乙烯。

（2）

中密度聚乙烯（MDPE）

在30～100大氣壓下，用金屬氧化物作催化劑，使乙烯聚合成聚乙烯的方法，稱為中壓法。所制得的聚乙烯密度為0.931～0.940。中密度聚乙烯也有用高密度聚乙烯和低密度聚乙烯摻合而成的；或用乙烯與丁烯、醋酸乙烯和丙烯酸酯等單體共聚的中密度聚乙烯。

（3）

高密度聚乙烯（HDPE）

在常溫常壓下，用催化效能較高的絡(luò)合催化劑（以烷基鋁與四氯化鈦的組合有機(jī)金屬化合物），使乙烯聚合成聚乙烯。由于它的催化性能高，因此乙烯的聚合反應(yīng)可在更低的壓力或更低的溫度下（0～10大氣壓和60～75oC專門快的完成，稱為低壓法。所制得的聚乙烯分子結(jié)構(gòu)具有無分支的特點(diǎn)，它的分子結(jié)構(gòu)為線型。線型分子結(jié)構(gòu)具有密度大（0.941～0.965）的特點(diǎn)，稱為高密度聚乙烯。與低密度聚乙烯相比具有耐熱、機(jī)械性能好，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性優(yōu)越。

2.

聚乙烯的特性

聚乙烯是一種乳白色的塑料，表面呈蠟狀且半透明，是電線電纜較為理想的絕緣和護(hù)套材料。其要緊優(yōu)點(diǎn)是：

（1）

優(yōu)異的電氣性能。其絕緣電阻和耐電強(qiáng)度高；在較寬的頻率范圍內(nèi)，（2）

介電常數(shù)ε和介質(zhì)損耗角正切（3）

tgδ值小，（4）

且差不多不（5）

受頻率變化的阻礙，（6）

作為通信電纜的絕緣材料，（7）

是近乎理想的一種介質(zhì)。

（8）

機(jī)械性能較好，（9）

富有可撓性，而（10）

且強(qiáng)韌，（11）

耐容性好。

（12）

耐熱老化性能、低溫耐寒性能及耐化學(xué)穩(wěn)定性好。

（13）

耐水性好，（14）

吸濕率低，（15）

浸在水中絕緣電阻一般不（16）

下降。

（17）

作為非極性材料，（18）

透氣性大，（19）

低密度聚乙烯的透氣性是各種塑料中最為優(yōu)良的。

（20）

比重輕，（21）

其比重均小于1。高壓聚乙烯尤為突出，（22）

約為0.92g/cm3；低壓聚乙烯雖其密度較大，（23）

也僅為0.94g/cm3左右。

（24）

具有良好的加工工藝性能，（25）

易于熔融塑化，而（26）

不（27）

易分解，（28）

冷卻易于成型，（29）

制品幾何形狀和結(jié)構(gòu)尺寸易于操縱。

（30）

用它制作的電線電纜重量輕，（31）

使用、敷設(shè)方便，（32）

接頭容易。

但聚乙烯還有許多缺點(diǎn)：軟化溫度低；接觸火焰時(shí)易燃燒和熔融，并放出與石蠟燃燒時(shí)同樣的臭味；耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性和蠕變性較差，在聚乙烯作為海底電纜和落差較大（尤其是垂直敷設(shè)）電纜的絕緣和護(hù)套材料使用時(shí)應(yīng)特不注意。

3.

電線電纜用聚乙烯塑料

（1）

一般絕緣用聚乙烯塑料

僅由聚乙烯樹脂和抗氧劑所組成。

（2）

耐候聚乙烯塑料

要緊由聚乙烯樹脂、抗氧劑、和碳黑組成。耐候性能的好壞取決于碳黑的粒徑、含量、和分散度。

（3）

耐環(huán)境應(yīng)力龜裂聚乙烯塑料

采納熔融指數(shù)0.3以下，分子量分布不太寬的聚乙烯；對(duì)聚乙烯進(jìn)行輻照或化學(xué)交聯(lián)。

（4）

高電壓絕緣用聚乙烯塑料

高電壓電纜絕緣的聚乙烯塑料要求高度純凈，還需要添加電壓穩(wěn)定劑和采納專門的擠塑機(jī)，幸免氣孔產(chǎn)生，以抑制樹脂放電，提高聚乙烯的耐電弧、耐電腐蝕和耐電暈性。

（5）

半導(dǎo)電聚乙烯塑料

半導(dǎo)電聚乙烯塑料是在聚乙烯中加入導(dǎo)電碳黑獲得的，一般應(yīng)采納細(xì)粒徑、高結(jié)構(gòu)的碳黑。

（6）

熱塑性低煙無鹵阻燃聚烯烴電纜料

該種電纜料是以聚乙烯樹脂為基料，加入優(yōu)質(zhì)高效的無鹵無毒阻燃劑、抑煙劑、熱穩(wěn)定劑、防霉劑、著色劑等改性添加劑，經(jīng)混煉、塑化、造粒而成。

交聯(lián)聚乙烯

聚乙烯在高能射線或交聯(lián)劑的作用下，能使線型的分子結(jié)構(gòu)變成體型（網(wǎng)狀）的分子結(jié)構(gòu)。使熱塑性材料變成熱固性材料。用交聯(lián)聚乙烯作絕緣材料，長期工作溫度可提高到90oC，瞬時(shí)短路溫度可達(dá)170～250oC。交聯(lián)聚乙烯的交聯(lián)方法有：物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)。輻照交聯(lián)屬于物理交聯(lián)，化學(xué)交聯(lián)最常用的交聯(lián)劑是DCP（過氧化二異丙苯）。

電線電纜用的材料還有專門多：泡沫聚乙烯、氟塑料、聚丙烯、聚酰胺、聚酯塑料等，不一一介紹了。

第二節(jié)導(dǎo)體

塑料電線電纜的導(dǎo)體要緊有：電工圓銅線、電工圓鋁線、電力電纜用銅和鋁導(dǎo)電線芯、電氣裝備用銅和鋁導(dǎo)電線芯等。

電工圓銅線和電工圓鋁線外觀質(zhì)量要求：表面光潔，無油污、毛刺、裂紋、扭結(jié)、夾雜物、機(jī)械損傷，腐蝕斑點(diǎn)及銅、鋁線氧化現(xiàn)象等。

導(dǎo)電線芯的質(zhì)量要求：

各種絞合導(dǎo)體不同意整心焊接。

絞合導(dǎo)體中的單線同意焊接。但在同一層內(nèi)，相鄰兩個(gè)接頭之間的距離應(yīng)不小于300mm。

導(dǎo)電線芯表面應(yīng)光潔、無油污，無損傷屏蔽及絕緣的毛刺、銳邊、凸起或斷裂的單線等現(xiàn)象。

設(shè)備和輔助設(shè)備

電線電纜的塑料擠包是采納連續(xù)擠壓方式進(jìn)行的。通過擠塑機(jī)用螺桿擠壓，將塑料包到導(dǎo)體或線芯上，構(gòu)成電線電纜的絕緣層、屏蔽層、內(nèi)護(hù)層、和外護(hù)套。

第一節(jié)塑料擠出生產(chǎn)線

塑料擠出機(jī)組通常由放線裝置及放線張力裝置、校直裝置、預(yù)熱裝置、擠塑機(jī)（主機(jī)）、冷卻裝置、火花試驗(yàn)機(jī)、計(jì)米裝置、牽引裝置、收線裝置及操縱系統(tǒng)等組成。

為保證不停機(jī)換盤，連續(xù)生產(chǎn)，放線裝置由兩臺(tái)放線設(shè)備組成，導(dǎo)體或纜芯從放線裝置放出后，經(jīng)校直裝置進(jìn)入預(yù)熱裝置，導(dǎo)體在預(yù)熱加熱后可消除導(dǎo)體線芯殘余應(yīng)力，增加伸長率和柔軟性。擠塑機(jī)把塑料加工成高溫的粘流態(tài)并連續(xù)的擠向機(jī)頭，導(dǎo)體或纜芯通過機(jī)頭時(shí)，擠包成一定厚度的塑料絕緣層或外護(hù)套，然后在水槽或管道內(nèi)水冷或氣冷，冷卻定形后的電線電纜制品，在牽引裝置拖動(dòng)下作直線運(yùn)動(dòng)，使加工過程穩(wěn)定連續(xù)的進(jìn)行，最后由首先裝置收繞在收線盤上。

下圖為塑料擠出機(jī)的要緊組成：

5

6

9

7

8

2

3

4

1

10

1－放線裝置2－張緊輪3－預(yù)熱器4－塑料擠出機(jī)5－自動(dòng)加料裝置

6－水槽

7－計(jì)米器8－牽引輪9－收排線裝置10－操縱屏

塑料擠出機(jī)

塑料擠出機(jī)的主機(jī)是擠塑機(jī)，它由擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)組成。

1.擠壓系統(tǒng)

擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)頭、和模具，塑料通過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過程中所建立壓力下，被螺桿連續(xù)的擠出機(jī)頭。

螺桿：是擠塑機(jī)的最要緊部件，它直接關(guān)系到擠塑機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率，由高強(qiáng)度耐腐蝕的合金鋼制成。

機(jī)筒：是一金屬圓筒，一般用耐熱、耐壓強(qiáng)度較高、牢固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成。機(jī)筒與螺桿配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實(shí)，并向成型系統(tǒng)連續(xù)均勻輸送膠料。一般機(jī)筒的長度為其直徑的15～30倍，以使塑料得到充分加熱和充分塑化為原則。

料斗：料斗底部裝有截?cái)嘌b置，以便調(diào)整和切斷料流，料斗的側(cè)面裝有視孔和標(biāo)定計(jì)量裝置。

機(jī)頭和模具：機(jī)頭由合金鋼內(nèi)套和碳素鋼外套構(gòu)成，機(jī)頭內(nèi)裝有成型模具。機(jī)頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動(dòng)，均勻平穩(wěn)的導(dǎo)入模套中，并給予塑料以必要的成型壓力。塑料在機(jī)筒內(nèi)塑化壓實(shí)，經(jīng)多孔濾板沿一定的流道通過機(jī)頭脖頸流入機(jī)頭成型模具，模芯模套適當(dāng)配合，形成截面不斷減小的環(huán)形空隙，使塑料熔體在芯線的周圍形成連續(xù)密實(shí)的管狀包覆層。為保證機(jī)頭內(nèi)塑料流道合理，消除積存塑料的死角，往往安置有分流套筒，為消除塑料擠出時(shí)壓力波動(dòng)，也有設(shè)置均壓環(huán)的。機(jī)頭上還裝有模具校正和調(diào)整的裝置，便于調(diào)整和校正模芯和模套的同心度。

擠塑機(jī)按照機(jī)頭料流方向和螺桿中心線的夾角，將機(jī)頭分成斜角機(jī)頭（夾角120o）和直角機(jī)頭。機(jī)頭的外殼是用螺栓固定在機(jī)身上，機(jī)頭內(nèi)的模具有模芯坐，并用螺帽固定在機(jī)頭進(jìn)線端口，模芯座的前面裝有模芯，模芯及模芯座的中心有孔，用于通過芯線；在機(jī)頭前部裝有均壓環(huán)，用于均衡壓力；擠包成型部分由模套座和模套組成，模套的位置可由螺栓通過支撐來調(diào)節(jié)，以調(diào)整模套對(duì)模芯的相對(duì)位置，便于調(diào)節(jié)擠包層厚度的均勻性。機(jī)頭外部裝有加熱裝置和測溫裝置。

2.傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是驅(qū)動(dòng)螺桿，供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速，通常由電動(dòng)機(jī)、減速器和軸承等組成。

3.加熱冷卻裝置加熱與冷卻是塑料擠出過程能夠進(jìn)行的必要條件。

現(xiàn)在擠塑機(jī)通常用的是電加熱，分為電阻加熱和感應(yīng)加熱，加熱片裝于機(jī)身、機(jī)脖、機(jī)頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內(nèi)的塑料，使之升溫，以達(dá)到工藝操作所需要的溫度。

冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)置的。具體講是為了排除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量，以幸免溫度過高使塑料分解、焦燒或定型困難。機(jī)筒冷卻分為水冷與風(fēng)冷兩種，一般中小型擠塑機(jī)采納風(fēng)冷比較合適，大型則多采納水冷或兩種形式結(jié)合冷卻；螺桿冷卻要緊采納中心水冷，目的是增加物料固體輸送率，穩(wěn)定出膠量，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量；但在料斗處的冷卻，一是為了加強(qiáng)對(duì)固體物料的輸送作用，防止因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口，二是保證傳動(dòng)部分正常工作。

輔助設(shè)備

塑料擠出機(jī)組的輔機(jī)要緊包括放線裝置、校直裝置、預(yù)熱裝置、冷卻裝置、牽引裝置、計(jì)米器、火花試驗(yàn)機(jī)、收線裝置。擠出機(jī)組的用途不同其選配用的輔助設(shè)備也不盡相同。如還有切斷器、吹干器、印字裝置等。

校直裝置：塑料擠出廢品類型中最常見的一種是偏心，而線芯各種型式的彎曲則是產(chǎn)生絕緣偏心的重要緣故之一。在護(hù)套擠出中，護(hù)套表面的刮傷也往往是由纜芯的彎曲造成的。因此，各種擠塑機(jī)組中的校直裝置是必不可少。校直裝置的要緊型式有：滾筒式（分為水平式和垂直式）；滑輪式（分為單滑輪和滑輪組）；絞輪式，兼起拖動(dòng)、校直、穩(wěn)定張力等多種作用；壓輪式（分為水平式和垂直式）等。

預(yù)熱裝置：纜芯預(yù)熱關(guān)于絕緣擠出和護(hù)套擠出差不多上必要的。關(guān)于絕緣層，尤其是薄層絕緣，不能同意氣孔的存在，線芯在擠包前通過高溫預(yù)熱能夠完全清除表面的水份、油污。關(guān)于護(hù)套擠出來講，其要緊作用在于烘干纜芯，防止由于潮氣（或繞包墊層的濕氣）的作用使護(hù)套中出現(xiàn)氣孔的可能。預(yù)熱還可防止擠出中塑料因驟冷而殘留內(nèi)壓力的作用。在擠塑料過程中，預(yù)熱可消除冷線進(jìn)入高溫機(jī)頭，在?？谔幣c塑膠接觸時(shí)形成的懸殊溫差，幸免塑膠溫度的波動(dòng)而導(dǎo)致擠出壓力的波動(dòng)，從而穩(wěn)定擠出量，保證擠出質(zhì)量。擠塑機(jī)組中均采納電加熱線芯預(yù)熱裝置，要求有足夠的容量并保證升溫迅速，使線芯預(yù)熱和纜芯烘干效率高。預(yù)熱溫度受放線速度的制約，一般與機(jī)頭溫度相仿即可。

冷卻裝置：成型的塑料擠包層在離開機(jī)頭后，應(yīng)立即進(jìn)行冷卻定型，否則會(huì)在重力的作用下發(fā)生變形。冷卻的方式通常采納水冷卻，并依照水溫不同，分為急冷和緩冷。急冷確實(shí)是冷水直接冷卻，急冷對(duì)塑料擠包層定型有利，但對(duì)結(jié)晶高聚物而言，因驟熱冷卻，易在擠包層組織內(nèi)部殘留內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致使用過程中產(chǎn)生龜裂，一般PVC塑膠層采納急冷。緩冷則是為了減少制品的內(nèi)應(yīng)力，在冷卻水槽中分段放置不同溫度的水，使制品逐漸降溫定型，對(duì)PE、PP的擠出就采納緩冷進(jìn)行，即通過熱水、溫水、冷水三段冷卻。

操縱系統(tǒng)

塑料擠出機(jī)的操縱系統(tǒng)包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及工藝參數(shù)測量系統(tǒng)，要緊由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（即操縱屏和操作臺(tái)）組成。其要緊作用是：操縱和調(diào)節(jié)主輔機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)，輸出符合工藝要求的轉(zhuǎn)速和功率，并能使主輔機(jī)協(xié)調(diào)工作；檢測和調(diào)節(jié)擠塑機(jī)中塑料的溫度、壓力、流量；實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)組的操縱或自動(dòng)操縱。

擠出機(jī)組的電氣操縱大致分為傳動(dòng)操縱和溫度操縱兩大部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)擠塑工藝包括溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、螺桿冷卻、機(jī)筒冷卻、制品冷卻和外徑的操縱，以及牽引速度、整齊排線和保證收線盤上從空盤到滿盤的恒張力收線操縱。

1.

擠塑機(jī)主機(jī)的溫度操縱

電線電纜絕緣和護(hù)套的塑料擠出是依照熱塑性塑料變形特性，使之處于粘流態(tài)進(jìn)行的。除了要求螺桿和機(jī)筒外部加熱，傳到塑料使之融化擠出，還要考慮螺桿擠出塑料時(shí)其本身的發(fā)熱，因此要求主機(jī)的溫度應(yīng)從整體來考慮，既要考慮加熱器加熱的開與關(guān)，又要考慮螺桿的擠出熱量外溢的因素予以冷卻，要有有效的冷卻設(shè)施。并要求正確合理的確定測量元件熱電偶的位置和安裝方法，能從控溫儀表讀數(shù)準(zhǔn)確反映主機(jī)各段的實(shí)際溫度。以及要求溫控儀表的精度與系統(tǒng)配合好，使整個(gè)主機(jī)溫度操縱系統(tǒng)的波動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到各種塑料的擠出溫度的要求。

2.

擠塑機(jī)的壓力操縱

為了反映機(jī)頭的擠出情況，需要檢測擠出時(shí)的機(jī)頭壓力，由于國產(chǎn)擠塑機(jī)沒有機(jī)頭壓力傳感器，一般是對(duì)螺桿擠出后推力的測量替代機(jī)頭壓力的測量，螺桿負(fù)荷表（電流表或電壓表）能正確反映擠出壓力的大小。擠出壓力的波動(dòng)，也是引起擠出質(zhì)量不穩(wěn)的重要因素之一，擠出壓力的波動(dòng)與擠出溫度、冷卻裝置的使用，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刻的長短等因素緊密相關(guān)。當(dāng)發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)，能排除的迅速排除，必須重新組織生產(chǎn)的則應(yīng)果斷停機(jī)，不但能夠幸免廢品的增多，更能預(yù)防事故的發(fā)生。通過檢測的壓力表讀數(shù)，就能夠明白塑料在擠出時(shí)的壓力狀態(tài)，一般取后推力極限值報(bào)警操縱。

3.

螺桿轉(zhuǎn)速的操縱

螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定是主機(jī)傳動(dòng)的重要工藝要求之一。螺桿轉(zhuǎn)速直接決定出膠量和擠出速度，正常生產(chǎn)總希望盡可能實(shí)現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速及實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，對(duì)擠塑機(jī)要求螺桿轉(zhuǎn)速從起動(dòng)到所需工作轉(zhuǎn)速時(shí)，可供使用的調(diào)速范圍要大。而且對(duì)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性要求高，因?yàn)檗D(zhuǎn)速的波動(dòng)將導(dǎo)致擠出量的波動(dòng)，阻礙擠出質(zhì)量，因此在牽引線速度沒有變化情況下，就會(huì)造成線纜外徑的變化。同理如牽引裝置線速波動(dòng)大也會(huì)造成線纜外徑的變化，螺桿和牽引線速度可通過操作臺(tái)上相應(yīng)儀表反映出來，擠出時(shí)應(yīng)緊密觀看，確保優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。

4.

外徑的操縱

如上所述為了保證制品線纜外徑的尺寸，除要求操縱線芯（纜芯）的尺寸公差外，在擠出溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、牽引裝置線速度等方面應(yīng)有所操縱保證，而外徑的測量操縱則綜合反映上述操縱的精度和水平。在擠塑機(jī)組設(shè)備中，特不是高速擠塑生產(chǎn)線上，應(yīng)配用在線外徑檢測儀，隨時(shí)對(duì)線纜外徑進(jìn)行檢測，同時(shí)將超差信號(hào)反饋以調(diào)整牽引或螺桿的轉(zhuǎn)速，糾正外徑超差。

5.

收卷要求的張力操縱

為了保證不同線速下的收線，從空盤到滿盤工作的恒張力要求，希望收排線裝置有貯線張力調(diào)整機(jī)構(gòu)，或在電氣上考慮恒線速度系統(tǒng)和恒張力系統(tǒng)的收卷等等。

6.

整機(jī)的電氣自動(dòng)化操縱

這是實(shí)現(xiàn)高速擠出生產(chǎn)線應(yīng)具備的工藝操縱要求，要緊是：開機(jī)溫度聯(lián)鎖；工作壓力愛護(hù)與聯(lián)鎖；擠出、牽引兩大部件傳動(dòng)的比例同步操縱；收線與牽引的同步操縱；外徑在線檢測與反饋操縱；依照各種不同需要組成部件的單機(jī)與整機(jī)跟蹤的操縱。

第二節(jié)塑料擠出機(jī)螺桿

螺桿是擠塑機(jī)主機(jī)擠壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，它不僅起輸送塑料的作用，同時(shí)對(duì)塑料的擠壓、塑化、成型的難易也起著極其重要的作用，因此合理選用螺桿結(jié)構(gòu)和參數(shù)是獲得理想的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)。

1、

螺桿的類型

為適應(yīng)不同塑料加工的需要，螺桿的型式有專門多種，常見的有以下幾種：漸變型（等距不等深），漸變型（等深不等距），突變型，魚雷頭型等。

1.

螺桿的選擇

螺桿型式的選用要緊依照塑料的物理性能及擠塑機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范來確定。

（1）

非結(jié)晶型聚合物的軟化是在一個(gè)比較寬的溫度內(nèi)完成的，（2）

一般選用等距漸變螺桿。結(jié)晶型聚合物熔融的溫度范圍比較窄，（3）

一般選用等距突變螺桿。

（4）

在小型擠塑機(jī)上，（5）

如φ45擠塑機(jī)螺桿采納的是等距不（6）

等深的全螺紋型式，（7）

螺桿的長徑比較小，（8）

要緊用于擠出小截面的絕緣層和護(hù)套層，（9）

擠出速度較快。

（10）

中型螺桿采納等距而（11）

螺紋深度漸變的全螺紋型式，（12）

它的長徑比比小型螺桿大些，（13）

螺紋的節(jié)距相等，（14）

從根部起由淺到深。螺紋端部的螺紋較深，（15）

根部的螺紋較淺，（16）

如此塑料擠出量較多，（17）

又不（18）

阻礙螺桿強(qiáng)度，（19）

擠出速度快，（20）

塑料塑化好，（21）

是一般中小型擠塑機(jī)生產(chǎn)絕緣層和護(hù)套層的理想螺桿。

（22）

大型螺桿直徑一般在150mm以上，（23）

如φ150、φ200、φ250擠塑機(jī)。大型螺桿采納兩種型式，（24）

一是等距不（25）

等深，（26）

如φ150、φ200擠塑機(jī)；二是螺桿分三段，（27）

即等距等深、等距不（28）

等深、不（29）

等距不（30）

等深，（31）

如φ250擠塑機(jī)，（32）

壓縮比在2～3之間，（33）

長徑比在15：1左右，（34）

要緊用于生產(chǎn)大截面的電線電纜絕緣層和護(hù)套層。

2、

螺桿的要緊參數(shù)

螺桿的要緊參數(shù)有直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽寬度、螺槽深度、螺旋角、螺桿與機(jī)筒之間的間隙等，這些參數(shù)對(duì)擠塑工藝和性能有專門大阻礙。

1.

螺桿直徑Ds

螺桿直徑即螺紋的外徑，擠塑機(jī)的生產(chǎn)能力（擠塑量）近似與螺桿直徑的平方成正比，在其它條件相同時(shí)，螺桿直徑少許增大，將引起擠出量的顯著增加，其阻礙甚至比螺桿轉(zhuǎn)數(shù)的提高對(duì)擠出量的阻礙還大。故常用螺桿直徑來表征擠塑機(jī)規(guī)格大小的技術(shù)參數(shù)。

2.

螺桿長徑比L/Ds

螺桿工作部分長度L與螺桿直徑Ds之比稱為長徑比，在其它條件一定時(shí)（如螺桿直徑），增大長徑比就意味著增加螺桿的長度。L/Ds值大，溫度分布合理有利于塑料的混合和塑化，現(xiàn)在塑料在機(jī)筒中受熱的時(shí)刻也較長，塑料的塑化將充分、更均勻。從而提高機(jī)塑質(zhì)量。假如在塑化質(zhì)量要求不變的前提下，長徑比增大后，螺桿的轉(zhuǎn)速可提高，從而增加了塑料的擠出量。然而，選擇過大的長徑比，螺桿消耗的功率將相應(yīng)增大，而且螺桿和機(jī)筒的加工和裝配雞難度增加；螺桿彎曲的可能性也會(huì)增加，將會(huì)引起螺桿與機(jī)筒內(nèi)壁的刮磨，降低使用壽命。另外，關(guān)于熱敏性塑料，過大的長徑比因停留時(shí)刻長而熱分解，阻礙塑料的塑化和擠出質(zhì)量。因此，在充分利用長徑比加大后的優(yōu)點(diǎn)，選取時(shí)要依照加工塑料的物理性能和對(duì)產(chǎn)品的擠塑質(zhì)量要求而定。

3.

壓縮比ε

亦稱為螺桿的幾何壓縮比，是螺桿加料段第一個(gè)螺槽容積與均化段最后一個(gè)螺槽容積之比。它是由塑料的物理壓縮比??即制品的密度與進(jìn)料的表現(xiàn)密度之比來決定的。使擠塑機(jī)壓縮比較大，目的是為了使顆粒狀塑料能充分塑化、壓實(shí)。加工塑料的種類不同時(shí)，壓縮比的選擇也應(yīng)不同。

按壓縮比來分，螺桿的型式可分為三種：等距不等深、等深不等距、不等深不等距。其中等距不等深是最常用的一種，這種螺桿加工容易，塑料與機(jī)筒的接觸面積大，傳熱效果好。

4.

螺旋升角θ

即螺紋與螺桿橫斷面的夾角。螺旋角太大保證不了塑化時(shí)刻，降低螺桿的塑化質(zhì)量，太小則螺紋密，螺槽容積減小，阻礙擠出量。關(guān)于送料段，30o螺旋角最合適于粉料；15o螺旋角合適于方形料粒；17o左右螺旋角合適于球狀或柱狀料粒。由均勻段理論分析得知，螺旋角30o時(shí)的擠出流率最高。實(shí)際上為了加工方便，多取螺旋角17o41′。

5.

螺距S和螺槽寬度W

螺距即螺紋的軸向距離，螺槽寬度即垂直于螺棱的螺槽寬度。在其它條件相同時(shí)，螺距和槽寬的變化，不但決定螺桿的螺旋角，而且還阻礙螺槽的容積，從而阻礙塑料的擠出量和塑化的程度。螺槽寬度加大則意味著螺棱寬度減小，螺槽容積相應(yīng)增大，擠出量提高；同時(shí)螺棱寬度減小，螺桿旋轉(zhuǎn)摩擦阻力減小，因此功率消耗低。

6.

螺槽深度H

即螺紋外半徑于根部半徑之差。依照壓縮比的要求，加料段槽深大于熔融段，熔融段槽深又大于均化段。加料段螺槽深度大，有利于提高其輸送能力；但槽深太深，一則使螺桿強(qiáng)度下降，導(dǎo)致螺桿在較大扭力作用下發(fā)生剪斷；二則太深使塑料在槽間混合不均、攪拌不勻，阻礙熱傳導(dǎo)和熱平衡，導(dǎo)致螺桿塑化能力下降。而熔融段和均化段螺槽漸淺，螺桿對(duì)物料產(chǎn)生較高的剪切速率，有利于筒壁向物料傳熱和物料的混合、塑化；然而太淺，螺槽容積減小，直接阻礙擠出量。

7.

螺桿與機(jī)筒的間隙δ

即機(jī)筒內(nèi)徑與螺桿外徑之差的一半。螺桿與機(jī)筒間隙的大小，對(duì)擠塑質(zhì)量和產(chǎn)量都有專門大的阻礙，特不是對(duì)塑化起著要緊作用。當(dāng)螺桿與機(jī)筒的間隙太大時(shí)，尤其時(shí)均化段間隙增大，則塑料的逆流、漏流現(xiàn)象增加，不但引起擠出壓力的波動(dòng)，阻礙擠出量；而且由于這些回流的增加，使塑料過熱，這是由于摩擦加劇的結(jié)果，這種過熱，尤其發(fā)生在散熱不良的環(huán)境中，往往導(dǎo)致塑料分解，造成塑化差、成型困難。因此，螺桿與機(jī)筒間隙一般操縱在0.1～0.6mm間。

8.

螺桿頭部結(jié)構(gòu)

螺桿頭部的形狀和幾何尺寸，與物料能否平衡的從螺桿進(jìn)入機(jī)頭，能幸免滯流，以免局部物料受熱時(shí)刻過長而產(chǎn)生熱分解現(xiàn)象等。不同形狀的螺桿頭，在擠塑過程中，塑料從螺桿進(jìn)入機(jī)頭時(shí)的流淌方式也不同。從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，這時(shí)靠筒壁處的塑料流淌慢，在中心處的流淌快，依照塑料的流淌狀態(tài)，螺紋深度和兩側(cè)的圓弧半徑能夠相應(yīng)變化，以適應(yīng)螺桿各段的要求。螺桿頭部常采納錐角較小的錐體形狀，為了增加攪拌作用，可在錐體形狀上制成與螺桿均化段連續(xù)的螺紋。

9.

螺桿螺紋的頭數(shù)

在其它條件相同時(shí)，多頭螺紋與單頭螺紋相比，多頭螺紋對(duì)物料的正推力較大，攫取物料的能力較強(qiáng)，并可降低塑料熔體的倒流現(xiàn)象。但螺紋全部差不多上多頭螺紋時(shí)，會(huì)由于各條螺槽的熔融、均化或?qū)θ垠w輸送能力不一致，容易引起擠出量波動(dòng)和壓力波動(dòng)，不利于擠出質(zhì)量。因此，有時(shí)只是為了提高加料段攫取物料的能力，在加料段設(shè)置雙頭螺紋，以提高塑料粒子的輸送能力。

三、螺桿的分段及各區(qū)段的差不多職能

依照塑料在擠塑機(jī)中物態(tài)變化、流淌情況和螺桿的差不多職能來劃分，大致分為加料段、塑化段、均化段。

加料段：又稱為預(yù)熱段。其職能要緊是對(duì)塑料進(jìn)行壓實(shí)和輸送。

塑化段：又稱為壓縮段，其作用是將加料段送來的塑料進(jìn)一步壓實(shí)和塑化，并將塑料中夾有的空氣壓回到加料口處排出，并改善塑料的熱傳導(dǎo)性能。

均化段：又稱為熔融段，其作用是將塑化段差不多塑化好的粘流態(tài)塑料，在溫度的持續(xù)作用下，塑化的更加均勻。

螺桿的冷卻

螺桿冷卻的目的要緊是為了有利于加料段物料的輸送，同時(shí)也能夠防止塑料因過熱而分解，有利于物料中所含氣體能從加料段的冷混料中返回并從料斗中排出。

通入螺桿中冷卻介質(zhì)能夠是水，也能夠是空氣。使用螺桿冷卻水應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）

螺桿冷卻水的流量不（2）

宜過大，（3）

要適量，（4）

用手摸水感受水溫暖即可。

（5）

使用螺桿冷卻水要注意外徑的變化。在螺桿和牽引速度相適應(yīng)時(shí)，（6）

假如使用螺桿冷卻水，（7）

易使電線電纜外徑變小，（8）

絕緣厚度變薄。

（9）

操作時(shí)應(yīng)做到停機(jī)時(shí)要停水，（10）

防止設(shè)備（11）

發(fā)生事故。

（12）

交接班時(shí)要交清使用螺桿冷卻水的情況。

五、螺桿的維護(hù)保養(yǎng)

螺桿是塑料擠出的心臟部分，維護(hù)保養(yǎng)好螺桿是提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，要注意下列幾個(gè)問題：

不同意在沒有加塑料時(shí)螺桿空轉(zhuǎn)。

在清洗螺桿時(shí)，要把螺桿墊平墊穩(wěn)，不同意螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，以免螺桿損傷。

嚴(yán)禁將金屬物品加入機(jī)筒內(nèi)，以免損傷螺桿。

溫度過低或加溫溫度未達(dá)到工藝溫度下限時(shí)，嚴(yán)禁起動(dòng)螺桿。

使用螺桿冷卻水時(shí)，當(dāng)溫度下降明顯且較低時(shí)，應(yīng)停止水冷；并做到停機(jī)必須停水。

定期清洗螺桿。清洗螺桿時(shí)嚴(yán)禁使用金屬器械砸撞螺桿。

第三節(jié)加溫系統(tǒng)

溫度是塑料由固體顆粒狀態(tài)轉(zhuǎn)變成粘流態(tài)的要緊條件，擠塑機(jī)的溫度加熱操縱系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)塑料物態(tài)轉(zhuǎn)變的重要設(shè)施，溫度操縱不行，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量阻礙極大。

溫度操縱系統(tǒng)

擠塑機(jī)的溫度操縱系統(tǒng)是由電加熱和冷卻組成，以實(shí)現(xiàn)擠塑機(jī)各區(qū)域溫度的升降和調(diào)節(jié)，操縱適當(dāng)溫度可保證擠出質(zhì)量。

1.

溫度操縱機(jī)理

安裝在擠塑機(jī)上的電加熱器和冷卻風(fēng)機(jī)是要緊的操縱機(jī)構(gòu)。由于電加熱具有升溫、降溫迅速的特點(diǎn)，而溫度過高和過低差不多上擠出中要絕對(duì)幸免的，因此電加熱必須有一套靈敏度相當(dāng)高的溫度調(diào)節(jié)裝置尤溪般包括有自動(dòng)測量儀器、操縱儀表，以及有效的冷卻設(shè)施。在擠塑機(jī)的適當(dāng)位置上（越接近塑料層越好）安裝有測量元件熱電偶，確實(shí)是極其重要的溫度檢測元件。在加和氣擠出過程中，測溫元件熱電偶隨時(shí)測得的熱電勢(shì)信號(hào)被送到控溫儀，經(jīng)放大處理后與溫度設(shè)定值比較，溫度儀表指示不到設(shè)定值時(shí)，則接著加熱，如接近或到達(dá)設(shè)定值，則按不同的調(diào)節(jié)規(guī)律儀表發(fā)出不同的指示信號(hào)。當(dāng)超過設(shè)定值，則開動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)，是機(jī)身得到冷卻，使溫度得以下降，回到預(yù)設(shè)定值。如此反復(fù)，自動(dòng)操縱或手動(dòng)調(diào)節(jié)，使溫度穩(wěn)定在被操縱值附近。

2.

擠塑機(jī)的溫控部位

依照擠出原理，擠塑機(jī)各部位的溫度應(yīng)有差不，能夠用設(shè)置于各部位電加熱片的容量差不來實(shí)現(xiàn)。一般的，加料段容量最小，(壓縮)塑化段和均化段容量要大些，而機(jī)頭是保溫區(qū)，要緊以加熱克服散熱，因此容易不大。在擠塑機(jī)中溫控一般是依照加熱片的多少分為6～8段，小型擠塑機(jī)一般分為六段，大型擠塑機(jī)分成八段，通過操縱屏上溫度儀表的顯示，來對(duì)擠塑機(jī)的六個(gè)加熱區(qū)進(jìn)行溫控。以六段加熱擠塑機(jī)為例，六個(gè)溫控區(qū)域部位如下圖所示。擠塑機(jī)的六個(gè)溫控部位或各加熱段的溫度，在操縱屏上都能夠在溫度儀表上一一顯示，由操作者直接觀看而知，便于調(diào)整。

2區(qū)（機(jī)頭模芯）

5區(qū)（塑化段）

3區(qū)（機(jī)脖）

4區(qū)（均化段）

6區(qū)（加料段）

1區(qū)（模套出口）

3.

溫控各部位的作用

依舊以六段加熱擠塑機(jī)為例。六個(gè)溫控部位在擠塑機(jī)的機(jī)頭處有三個(gè)，機(jī)身處有三個(gè)。溫度可依照需要自動(dòng)調(diào)節(jié)，但應(yīng)滿足工藝規(guī)定的溫度范圍。在使用過程中，加料段加熱區(qū)溫度較低，機(jī)脖加熱區(qū)的溫度較高，模具加熱區(qū)的溫度稍低，形成了一般溫控部位由低到高到稍低的變化，這是由于各部位的作用而決定的。

（1）

機(jī)頭1、2區(qū)的作用：機(jī)頭區(qū)的溫控，（2）

對(duì)塑料擠出表面質(zhì)量起著決定作用，（3）

假如溫度操縱得合適，（4）

模具選配的恰當(dāng)，（5）

塑料產(chǎn)品的表面就平坦光滑。

（6）

機(jī)頭3溫區(qū)（機(jī)脖）的作用：塑料塑化好以后，（7）

在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下由機(jī)筒進(jìn)入機(jī)脖，（8）

由于機(jī)脖容積較機(jī)筒小，（9）

又加上濾板的作用，（10）

產(chǎn)生較大的阻力，（11）

螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力作用，（12）

塑料致密，（13）

并塑化壓實(shí)，（14）

保證了塑化效果?，F(xiàn)在需要較高的溫度，（15）

有利于塑料熔體順利的進(jìn)入機(jī)頭。

（16）

機(jī)身4、5溫區(qū)的作用：此加熱區(qū)為均化段和塑化段，（17）

由于螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌壓縮作用，（18）

通過預(yù)熱的固體塑料變成可塑的粘滯液體（熔融狀態(tài)），（19）

在溫度的作用下，（20）

塑料完成塑化均勻。

（21）

機(jī)身6溫區(qū)的作用：顆粒狀塑料從加料斗進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)，（22）

由于溫度的作用，（23）

塑料開始被預(yù)熱，（24）

并把多余的氣體從加料口排除。此段的溫度操縱不（25）

宜過高，（26）

以免阻礙顆粒塑料的下料，（27）

故為溫度操縱區(qū)域最低的加溫區(qū)。

操縱溫度的高低對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的阻礙

溫度是塑料由固體狀態(tài)向粘流狀態(tài)轉(zhuǎn)變的有效手段，同時(shí)它也可能造成塑料的燒焦或分解，溫度低時(shí)，也可能造成嚴(yán)峻的設(shè)備事故。由于塑料品種的不同，以及擠出速度、擠出外徑、擠出厚度的不同，在實(shí)際的擠出過程中，溫度操縱不盡相同，因此對(duì)具體的品種采納相應(yīng)的擠塑溫度。另外，除塑料和結(jié)構(gòu)尺寸造成的溫度操縱不同外，環(huán)境溫度也應(yīng)予以考慮。因此，嚴(yán)格按照工藝要求操縱溫度的高低，保證擠塑過程的順利進(jìn)行，保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量，是每一個(gè)操作者不可忽視的職責(zé)。

（28）

溫度過高：指（29）

的是溫度操縱超過某種塑料的最佳塑化溫度，（30）

容易使塑料焦燒和老化，（31）

也容易產(chǎn)生氣孔、氣泡、氣眼、定型不（32）

好等質(zhì)量問題。溫度過高，（33）

還會(huì)造成擠出過程中擠出壓力波動(dòng)，（34）

塑料在機(jī)筒內(nèi)“打滑”，（35）

擠出量不（36）

穩(wěn)，（37）

使擠包層和產(chǎn)品外徑尺寸不（38）

均。

（39）

溫度過低：指（40）

的是溫度操縱低于塑料的最佳塑化溫度，（41）

造成塑料塑化不（42）

好，（43）

擠出表面有樹脂疙瘩或未塑化好的小顆粒。特不是合膠縫合不（44）

好，（45）

不（46）

但阻礙產(chǎn)品質(zhì)量，（47）

還容易造成塑膠層脫節(jié)、裂紋、斷膠等現(xiàn)象。因此，（48）

要嚴(yán)格按照工藝規(guī)定操縱溫度，（49）

不（50）

宜過高或過低。

在實(shí)際操作過程中，因設(shè)備新舊、外徑大小的不同，擠制工藝有所不同，溫度操縱也不盡相同，擠制絕緣和護(hù)套所用塑料一樣，但因樹脂中的添加劑不同，其溫度操縱亦有區(qū)不。另外，環(huán)境溫度的高低也會(huì)阻礙擠塑溫度的操縱，冬天與夏天就要相差5～10oC。2007-8-2920:59\o"復(fù)制帖子鏈接到剪貼板"#1

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電纜擠塑工藝基礎(chǔ)培訓(xùn)(2)

工

藝

塑料電線電纜的要緊絕緣材料和護(hù)層材料是塑料。熱塑性塑料性能優(yōu)越，具有良好的加工工藝性能，尤其是用于電線電纜擠制絕緣層和護(hù)層生產(chǎn)時(shí)工藝簡便。電線電纜塑料絕緣層和護(hù)層生產(chǎn)的差不多方式是采納單螺桿擠出機(jī)連續(xù)擠壓進(jìn)行的。由于擠出機(jī)具有連續(xù)擠出的特點(diǎn)，因此塑料絕緣和護(hù)套的生產(chǎn)過程也是連續(xù)進(jìn)行的。就電線電纜生查而言，產(chǎn)品規(guī)格的差異，擠制部件的不同，往往決定了擠制設(shè)備及工藝參數(shù)的某些變化。但總的來講，各種產(chǎn)品，各個(gè)部件的擠塑包覆工藝是大同小異的，下面以一般為主，個(gè)不為輔對(duì)擠塑原理、工藝與模具類型進(jìn)行介紹。

第1節(jié)

塑料的擠制

塑料擠出的差不多原理

擠塑機(jī)的工作原理是：利用特定形狀的螺桿，在加熱的機(jī)筒中旋轉(zhuǎn)，將由料斗中送來的塑料向前擠壓，使塑料均勻的塑化（即熔融），通過機(jī)頭和不同形狀的模具，使塑料擠壓成連續(xù)性的所需要的各種形狀的塑料層，擠包在線芯和電纜上。

1.

塑料擠出過程

電線電纜的塑料絕緣和護(hù)套使是采納連續(xù)擠壓方式進(jìn)行的，擠出設(shè)備一般是單螺桿擠塑機(jī)。塑料在擠出前，要事先檢查塑料是否潮濕或有無其它雜物，然后把螺桿預(yù)熱后加入料斗內(nèi)。在擠出過程中，裝入料斗中的塑料借助重力或加料螺旋進(jìn)入機(jī)筒中，在旋轉(zhuǎn)螺桿的推力作用下，不斷向前推進(jìn)，從預(yù)熱段開始逐漸的向均化段運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，塑料受到螺桿的攪拌和擠壓作用，同時(shí)在機(jī)筒的外熱及塑料與設(shè)備之間的剪切摩擦的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，在螺槽中形成連續(xù)均勻的料流。在工藝規(guī)定的溫度作用下，塑料從固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的可塑物體，再經(jīng)由螺桿的推動(dòng)或攪拌，將完全塑化好的塑料推入機(jī)頭；到達(dá)機(jī)頭的料流，經(jīng)模芯和模套間的環(huán)形間隙，從模套口擠出，擠包于導(dǎo)體或線芯周圍，形成連續(xù)密實(shí)的絕緣層或護(hù)套層，然后經(jīng)冷卻和固化，制成電線電纜產(chǎn)品。

2.

擠出過程的三個(gè)時(shí)期

塑料擠出最要緊的依據(jù)是塑料所具有的可塑態(tài)。塑料在擠出機(jī)中完成可塑過程成型是一個(gè)復(fù)雜的物理過程，即包括了混合、破裂、熔融、塑化、排氣、壓實(shí)并最后成型定型。大伙兒值的注意的是這一過程是連續(xù)實(shí)現(xiàn)的。然而適應(yīng)上，人們往往按塑料的不同反應(yīng)將擠塑過程這一連續(xù)過程，人為的分成不同時(shí)期，即為：塑化時(shí)期（塑料的混合、熔融和均化）；成型時(shí)期（塑料的擠壓成型）；定型時(shí)期（塑料層的冷卻和固化）。

第一時(shí)期是塑化時(shí)期。也稱為壓縮時(shí)期。它是在擠塑機(jī)機(jī)筒內(nèi)完成的，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)作用，使塑料由顆粒狀固體變?yōu)榭伤苄缘恼沉黧w。塑料在塑化時(shí)期取得熱量的來源有兩個(gè)方面：一是機(jī)筒外部的電加熱；二是螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱。起初的熱量是由機(jī)筒外部的電加熱產(chǎn)生的，當(dāng)正常開車后，熱量的取得則是由螺桿選裝物料在壓縮、剪切、攪拌過程中與機(jī)筒內(nèi)壁的摩擦和物料分子間的內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的。

第二時(shí)期是成型時(shí)期。它是在機(jī)頭內(nèi)進(jìn)行的，由于螺桿旋轉(zhuǎn)和壓力作用，把粘流體推向機(jī)頭，經(jīng)機(jī)頭內(nèi)的模具，使粘流體成型為所需要的各種尺寸形狀的擠包材料，并包覆在線芯或?qū)w外。

第三時(shí)期是定型時(shí)期。它是在冷卻水槽或冷卻管道中進(jìn)行的，塑料擠包層通過冷卻后，由無定型的塑性狀態(tài)變?yōu)槎ㄐ偷墓腆w狀態(tài)。

3.

塑化時(shí)期塑料流淌的變化

在塑化時(shí)期，塑料沿螺桿軸向被螺桿推向機(jī)頭的移動(dòng)過程中，經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度，甚至化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，這些變化在螺桿的不同區(qū)段情況是不同的。塑化時(shí)期依照塑料流淌時(shí)的物態(tài)變化過程又人為的分成三個(gè)時(shí)期，即加料段、熔融段、均化段，這也是人們適應(yīng)上對(duì)擠出螺桿的分段方法，各段對(duì)塑料擠出產(chǎn)生不同的作用，塑料在各段呈現(xiàn)不同的形態(tài)，從而表現(xiàn)出塑料的擠出特性。

在加料段，首先確實(shí)是為顆粒狀的固體塑料提供軟化溫度，其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定的機(jī)筒之間產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用在塑料顆粒上，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟化塑料的破裂。而最要緊的則是以螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠大的連續(xù)而穩(wěn)定的推力和反向摩擦力，以形成連續(xù)而穩(wěn)定的擠出壓力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)破裂塑料的攪拌與均勻混合，并初步實(shí)行熱交換，從而為連續(xù)而穩(wěn)定的擠出提供基礎(chǔ)。在現(xiàn)在期產(chǎn)生的推力是否連續(xù)均勻穩(wěn)定、剪切應(yīng)變率的高低，破裂與攪拌是否均勻都直接阻礙著擠出質(zhì)量和產(chǎn)量。

在熔融段，經(jīng)破裂、軟化并初步攪拌混合的故態(tài)塑料，由于螺桿的推擠作用，沿螺槽向機(jī)頭移動(dòng)，自加料段進(jìn)入熔融段。在此段塑料遇到了較高溫度的熱作用，這是的熱源，除機(jī)筒外部的點(diǎn)加熱外，螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱也在起著作用。而來自加料段的推力和來自均化段的反作用力，使塑料在前進(jìn)中形成了回流，這回流產(chǎn)生在螺槽內(nèi)以及螺桿與機(jī)筒的間隙中，回流的產(chǎn)生不但使物料進(jìn)一步均勻混合，而且使塑料熱交換作用加大，達(dá)到了表面的熱平衡。由于在現(xiàn)在期的作用溫度已超過了塑料的流變溫度，加之作用時(shí)刻較長，致使塑料發(fā)生了物態(tài)的轉(zhuǎn)變，與加熱機(jī)筒接觸的物料開始熔化，在機(jī)筒內(nèi)表面形成一層聚合物熔膜，當(dāng)熔膜的厚度超過螺紋頂與機(jī)筒之間的間隙時(shí)，就會(huì)被旋轉(zhuǎn)的螺紋刮下來，聚攏在推進(jìn)螺紋的前面，形成熔池。由于機(jī)筒和螺紋根部的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使熔池產(chǎn)生了物料的循環(huán)流淌。螺棱后面是固體床（固體塑料），物料沿螺槽向前移動(dòng)的過程中，由于熔融段的螺槽深度向均化段逐漸變淺，固體床不斷被擠向機(jī)筒內(nèi)壁，加速了機(jī)筒向固體床的傳熱過程，同時(shí)螺桿的旋轉(zhuǎn)對(duì)機(jī)筒內(nèi)壁的熔膜產(chǎn)生剪切作用，從而使熔膜和固體床分界面的物料熔化，固體床的寬度逐漸減小，明白完全消逝，即由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)?，F(xiàn)在塑料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了全然的改變，分子間張力極度松弛，若為結(jié)晶性高聚物，則其晶區(qū)開始減少，無定形增多，除其中的特大分子外，主體完成了塑化，即所謂的“初步塑化”，同時(shí)在壓力的作用下，排除了固態(tài)物料中所含的氣體，實(shí)現(xiàn)初步壓實(shí)。

在均化段，具有如此幾個(gè)突出的工藝特性：這一段螺桿螺紋深度最淺，即螺槽容積最小，因此那個(gè)地點(diǎn)是螺桿與機(jī)筒間產(chǎn)生壓力最大的工作段；另外來自螺桿的推力和篩板等處的反作用力，是塑料“短兵相接”的直接地帶；這一段又是擠出工藝溫度最高的一段，因此塑料在現(xiàn)在期所受到的徑向壓力和軸向壓力最大，這種高壓作用，足以使含于塑料內(nèi)的全部氣體排除，并使熔體壓實(shí)，致密。該段所具有的“均壓段”之稱即由此而得。而由于高溫的作用，使得通過熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化，從而最后消除“顆粒”，使塑料塑化充分均勻，然后將完全塑化熔融的塑料定量、定壓的由機(jī)頭均勻的擠出。

4.

擠出過程中塑料的流淌狀態(tài)

在擠出過程中，由于螺桿的旋轉(zhuǎn)使塑料推移，而機(jī)筒是不動(dòng)的，這就在機(jī)筒和螺桿之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)塑料產(chǎn)生摩擦作用，使塑料被拖著前進(jìn)。另外，由于機(jī)頭中的模具、多孔篩板和濾網(wǎng)的阻力，又使塑料在前進(jìn)中產(chǎn)生反作用力，這就使塑料在螺桿和機(jī)筒中的流淌復(fù)雜化了。通常將塑料的流淌狀態(tài)看成是由以下四種流淌形式組成的：

1）

正流??是指2）

塑料沿著螺桿螺槽向機(jī)頭方向的流淌。它是螺桿旋轉(zhuǎn)的推擠力產(chǎn)生的，3）

是四種流淌形式中最要緊的一種。正流量的大小直接決定著擠出量。

4）

倒流??又稱逆流，5）

它的方向與正流的流淌方向整好相反。它是由于機(jī)頭中的模具、篩板、和濾網(wǎng)等阻礙塑料的正向運(yùn)動(dòng)，6）

在機(jī)頭區(qū)域里產(chǎn)生的壓力（塑料前進(jìn)的反作用力）造成的。由機(jī)頭至加料口形成了“壓力下的回流”，7）

也稱為“反壓流淌”。它能引起生產(chǎn)能力的損失。

8）

橫流??它是沿著軸的方向，9）

即與螺紋槽相垂直方向的塑料流淌。也是由螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)的推擠所形成的。它的流淌受到螺紋槽側(cè)壁的阻力，10）

由于兩側(cè)螺紋的相互阻力，而11）

螺桿是在旋轉(zhuǎn)中，12）

使塑料在螺槽內(nèi)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，13）

形成環(huán)狀流淌，14）

因此橫流實(shí)質(zhì)是環(huán)流。環(huán)流對(duì)塑料在機(jī)筒中的混合、塑化成熔融狀態(tài)，15）

是和環(huán)流的作用分不16）

開的。環(huán)流使物料在機(jī)筒中產(chǎn)生攪拌和混合，17）

同時(shí)利于機(jī)筒和物料的熱交換，18）

它對(duì)提高擠出質(zhì)量有重要的意義，19）

但對(duì)擠出流率的阻礙專門小。

20）

漏流??它也是由機(jī)頭中模具、篩板和濾網(wǎng)的阻力產(chǎn)生的。不21）

過它不22）

是螺槽中的流淌，而23）

是在螺桿與機(jī)筒的間隙中形成的倒流。它也能引起生產(chǎn)能力的損失。由于螺桿與機(jī)筒的間隙通常專門小，24）

故在正常情況下，25）

漏流流量要比正流和倒流小的多。在擠出過程中，26）

漏流將阻礙擠出量，27）

漏流量增大，28）

擠出量將減小。

塑料的四種流淌狀態(tài)可不能以單獨(dú)的形式出現(xiàn)，就某一塑料質(zhì)點(diǎn)來講，既可不能有真正的倒流，也可不能有封閉的環(huán)流。熔體塑料在螺紋槽中的實(shí)際流淌是上述四種流淌狀態(tài)的綜合，以螺旋形軌跡向前的一種流淌。

5.

擠出質(zhì)量

擠出質(zhì)量要緊指塑料的塑化情況是否良好，幾何尺寸是否均一，即徑向厚度是否一致，軸向外徑是否均勻。決定塑化情況的因襲除塑料本身外，要緊是溫度和剪切應(yīng)變率及作用時(shí)刻等因素。擠出溫度過高不但造成擠出壓力的波動(dòng)，而且導(dǎo)致塑料的分解，甚至可能釀成設(shè)備事故。而減小螺槽深度，增大螺桿長徑比，盡管有利于塑料的熱交換和延長受熱時(shí)刻，滿足塑化均勻要求，但將阻礙擠出量，又為螺桿制造和裝配造成困難。因此確保塑化的重要因素應(yīng)是提高螺桿旋轉(zhuǎn)對(duì)塑料所產(chǎn)生的剪切應(yīng)變率，以達(dá)到機(jī)械混合均勻，擠出熱交換均衡，并由此為塑化均勻提供保障。那個(gè)應(yīng)變率的大小由螺桿與機(jī)筒間的剪切應(yīng)變力所決定，其剪切的應(yīng)變率數(shù)值為：

其中：Δ??為剪切應(yīng)變率（1/min）

D??為螺桿直徑（cm）

N??為螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）

??為螺槽深度（cm）

由此可見，在保證擠出量的要求下，能夠在提高轉(zhuǎn)速的情況下加大螺槽深度。此外，螺桿與機(jī)筒的間隙也對(duì)擠出質(zhì)量有阻礙，間隙過大時(shí)則塑料的倒流、漏流增加，不但引起擠出壓力波動(dòng)，阻礙擠出量；而且由于這些回流的增加，使塑料過熱而導(dǎo)致塑料焦燒或成型困難。

塑料擠出機(jī)的操作規(guī)程

塑料擠出機(jī)組是由擠塑機(jī)（主機(jī)）和多臺(tái)輔助設(shè)備組成的，生產(chǎn)中機(jī)組人員應(yīng)緊密配合操作.操作人員必須熟悉生長過程和操作規(guī)程。

6.

塑料擠出機(jī)的擠塑過程

塑料擠塑機(jī)是熱擠設(shè)備。成盤的電纜或纜芯放置在放線裝置上，并保證要有一定的張力，在通過張緊校直裝置后進(jìn)入擠塑機(jī)頭擠包絕緣層或護(hù)套層。

塑料顆粒經(jīng)料斗加入擠塑機(jī)機(jī)筒，由于螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)入機(jī)膛，一方面加熱，一方面由螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌，促使塑料塑化，并推向機(jī)頭，從?？跀D出，完整緊密的連續(xù)擠包在電線電纜線芯或纜芯上。

為操縱塑料層的厚度和擠出壓力，應(yīng)調(diào)節(jié)好模芯與模套間的環(huán)形間距，使塑料層均勻。

機(jī)組中各單機(jī)采納單獨(dú)傳動(dòng)，各機(jī)組之間的工作速度可分不調(diào)整。螺桿和牽引的速度應(yīng)互相配合好，保證電線電纜擠出外徑和塑料層厚度的均勻，并符合工藝尺寸的要求。放線和收排線速度要和電線電纜的生產(chǎn)速度配合好，防止出現(xiàn)其他的質(zhì)量問題。

按工藝規(guī)定的操縱溫度，選配好合適的模具，經(jīng)常觀看加溫系統(tǒng)的變化、外徑的變化、速度的變化，防止塑料層的偏心、焦燒、塑化不良等現(xiàn)象出現(xiàn)。

7.

塑料擠出機(jī)的操作規(guī)程

開車前操作者應(yīng)檢查設(shè)備各部件的潤滑、傳動(dòng)、電氣操縱等情況，發(fā)覺問題要立即找有關(guān)人員及時(shí)解決。

按產(chǎn)品的要求選配好模具，并把模芯與模套間的距離調(diào)節(jié)好，防止塑料層厚度偏差過大。

要提早2～3小時(shí)啟動(dòng)加溫系統(tǒng)，應(yīng)按工藝規(guī)定調(diào)好各段溫度，防止溫度操縱過高或過低。

生產(chǎn)前要按工藝規(guī)定檢查塑料和半成品的質(zhì)量，確認(rèn)合格后方可生產(chǎn)。

按產(chǎn)品長度預(yù)備好合適的收線盤，并充分考慮電線電纜的彎曲半徑，排線要緊實(shí)整齊。

預(yù)備好牽引繩，并試車觀看螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)、牽引速度、放線、收排線傳動(dòng)、加溫操縱系統(tǒng)、各部電氣開關(guān)水槽上下水流通等情況，確認(rèn)無問題后開車生產(chǎn)。

開車

1）

把合格的塑料加入料斗內(nèi)，2）

打開插板，3）

啟動(dòng)螺桿接著跑膠。操作者要注意進(jìn)料情況，4）

跑膠時(shí)觀看電流表和電壓表指5）

針的指6）

示?，F(xiàn)在操作者不7）

準(zhǔn)離開工作崗位，8）

防止發(fā)生問題。

9）

塑料從模套中擠出后，10）

要觀看塑料的塑化情況，11）

等塑料塑化良好時(shí)，12）

開始校正模具，13）

把塑料厚度調(diào)節(jié)均勻，14）

防止塑料層偏差。

15）

按工藝規(guī)定取樣檢查塑料厚度，16）

并檢查塑料擠出后質(zhì)量，17）

如氣孔、表面塑化、疙瘩等。

18）

一切19）

情況正常，20）

生產(chǎn)能滿足工藝規(guī)定要求后，21）

應(yīng)積極組織機(jī)組人員開車，22）

開車時(shí)要分工操作，23）

并緊密24）

配合。

25）

穿頭引線，26）

啟動(dòng)牽引，27）

應(yīng)按工藝規(guī)定的塑料層厚度要求，28）

操縱好螺桿與牽引的速度，29）

使電線電纜通過牽引后，30）

在排線裝置的收線盤上整齊排好。穿引線時(shí)，31）

應(yīng)派專人跟線接頭，32）

注意防止電線電纜進(jìn)水或卡斷接頭。

33）

校對(duì)計(jì)米器回復(fù)34）

零位，35）

并使計(jì)米準(zhǔn)確。電線電纜上盤時(shí)，36）

必須將不37）

合格接頭線截掉，38）

并檢查厚度和偏芯情況，39）

直到合格方可上盤。

40）

在正常生產(chǎn)過程中隨時(shí)注意以下幾點(diǎn)：產(chǎn)品質(zhì)量，41）

隨時(shí)觀看、檢測塑料層的表面質(zhì)量和產(chǎn)品外徑；注意設(shè)備42）

各部機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)情況；觀看加溫系統(tǒng)的溫度操盡情況；注意螺桿和牽引速度的變化情況，43）

保證擠出厚度和產(chǎn)品外徑的均勻；做到三勤，44）

7即勤測外徑、勤檢查質(zhì)量、勤觀看設(shè)備45）

；注意及時(shí)加料，46）

幸免斷膠脫膠漏包；開車時(shí)發(fā)覺焦燒現(xiàn)象，47）

應(yīng)立即停車擦車；如發(fā)覺絕緣不48）

合格需要扒皮時(shí)，49）

不50）

得自行分頭，51）

應(yīng)停膠將線芯開到指52）

定長度待處理，53）

以免造成短頭或廢品。

54）

做好產(chǎn)品的工藝質(zhì)量記錄。記好標(biāo)55）

簽、跟蹤卡、生產(chǎn)報(bào)表、工藝記錄表等。

停車

停車時(shí)首先要切斷牽引的電流，然后再停主電機(jī)。把機(jī)頭與機(jī)身連接處的螺栓打開，關(guān)掉加料料斗的插板，把機(jī)頭移開，跑凈機(jī)筒內(nèi)和螺桿上的塑料。組織人員及時(shí)拆除模芯和模套，清理機(jī)頭和篩板。

遇到下列情況時(shí)要停車清理機(jī)頭：生產(chǎn)完成后要及時(shí)停車清理機(jī)頭；溫度操縱超高，發(fā)生塑料焦燒時(shí)，要停車清理機(jī)頭和螺桿；停車在一小時(shí)以上，要清理機(jī)頭；有其他緣故停車，如停電、停水、待線、待盤、發(fā)生設(shè)備和人身事故時(shí)，都要清理機(jī)頭。

機(jī)頭和螺桿清理要潔凈，清理完后要及時(shí)把機(jī)頭和螺桿裝好。

記好交接班日記，并給下一班做好生產(chǎn)預(yù)備工作，如模具、生產(chǎn)用盤、半成品等工作。

按崗位責(zé)任，安排人員負(fù)責(zé)機(jī)臺(tái)衛(wèi)生清掃工作。

停車后要檢查電源、水源、氣源、設(shè)備各部分，確認(rèn)無問題后，關(guān)掉電源、氣源、水源再離開機(jī)臺(tái)。

原材料的處理

電線電纜絕緣和護(hù)套用塑料要緊為PVC、PE、XLPE等。對(duì)原材料處理的最差不多要求有以下幾點(diǎn)：

56）

去除塑料中過量的水分或潮氣。

57）

去除固體雜質(zhì)。

58）

均勻混入某種塑料和配合劑。

干燥

塑料中含有水分或塑料受潮，不僅會(huì)阻礙擠出過程的正常進(jìn)行，還會(huì)阻礙產(chǎn)品的質(zhì)量。因?yàn)樗衷跀D出過程中受熱轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵猓诔善匪芰蠈又挟a(chǎn)生許多氣泡，它不僅會(huì)阻礙絕緣和護(hù)套的機(jī)械性能，更為嚴(yán)峻的是它將降低絕緣耐電強(qiáng)度，因此絕緣應(yīng)嚴(yán)格操縱其含水量。

去除固體雜質(zhì)

為保證電線電纜產(chǎn)品的電氣絕緣性能，必須對(duì)原材料中的機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格操縱。為此，除對(duì)電纜料生產(chǎn)廠提出較高的要求外，還應(yīng)搞好生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生，幸免在生產(chǎn)中混入新的雜質(zhì)，在機(jī)頭處裝過濾網(wǎng)濾除已混入的雜質(zhì)，關(guān)于要求較高的產(chǎn)品，擠出機(jī)應(yīng)安裝真空密閉料斗，并在機(jī)頭前裝有線芯去污裝置。

混合配合劑

鑒于目前電纜料的供應(yīng)情況，某些批量小，專門要求的塑料，要常在電纜廠加工，較完善的方法是，在捏合機(jī)上進(jìn)行混合，然后在塑化擠出機(jī)上進(jìn)行塑化造粒。關(guān)于要求不高的產(chǎn)品也能夠在裝有攪拌器的加料斗內(nèi)進(jìn)行。

第二節(jié)塑料的擠出工藝

擠出過程的工藝條件對(duì)制品的產(chǎn)量和質(zhì)量阻礙專門大，特不是塑化過程，更能直接阻礙制品的物理機(jī)械性能和外觀，塑化即是熔融，決定這一過程的要緊因素是溫度和機(jī)械剪切作用。

塑料擠出的溫度

在塑料的擠出過程中，物料聚攏態(tài)的轉(zhuǎn)變以及決定物料流淌的粘度都取決于溫度，因此，溫度是塑料擠出工藝中最重要的工藝參數(shù)。

由于溫度阻礙著塑料的熔融過程和熔體的流淌性，因此擠出溫度就和擠出制品的質(zhì)量有著緊密的關(guān)系。有研究指出，低溫?cái)D出有以下優(yōu)點(diǎn)：保持?jǐn)D出塑料層的形狀比較容易；由于擠包層中熱能較小，縮短了冷卻時(shí)刻；此外溫度低還會(huì)減少塑料降解，這對(duì)聚氯乙稀是專門重要的。但擠出溫度過低，會(huì)使擠包層失去光澤，并出現(xiàn)波浪、不規(guī)則破裂等現(xiàn)象；另外溫度低，塑料熔融區(qū)延長，從均化段出來的熔體中仍夾雜有固態(tài)物料，這些未熔物料和熔體一起成型于制品上，其阻礙是不言而喻的。溫度對(duì)產(chǎn)品的物理性能阻礙是復(fù)雜的，電纜乙烯類塑料絕緣層抗張強(qiáng)度與擠出溫度有關(guān)，對(duì)應(yīng)于最大抗張強(qiáng)度有一最佳擠出溫度。提高低密度聚乙烯護(hù)套的擠出溫度，能提高抗應(yīng)力開裂強(qiáng)度。但也應(yīng)當(dāng)指出，擠出溫度過高，易使塑料焦燒，或出現(xiàn)“打滑”現(xiàn)象；另外溫度高擠包層的形狀穩(wěn)定性差，收縮率增加，甚至?xí)饠D出塑料層變色和出現(xiàn)氣泡等。

擠出物料的熱量來自機(jī)筒加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)剪切的粘性耗散和摩擦。前者在運(yùn)行初期是專門重要的，后者在運(yùn)行穩(wěn)定后是要緊的。升高機(jī)筒溫度專門自然的會(huì)增加從機(jī)筒到塑料的熱交換。在擠出穩(wěn)定運(yùn)行后，螺桿旋轉(zhuǎn)剪切變形的粘性耗散和摩擦熱量，常常會(huì)使塑料達(dá)到或超過所需溫度?，F(xiàn)在機(jī)內(nèi)操縱系統(tǒng)切斷加溫電源，擠出機(jī)進(jìn)入“自然擠出”過程，并應(yīng)視情況對(duì)機(jī)筒和螺桿進(jìn)行冷卻。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)指出，冷卻螺桿還有助于改善擠出質(zhì)量，但同時(shí)也降低了擠出流率。改善質(zhì)量是由于冷卻使螺桿均化段的有效槽深減少，增強(qiáng)了剪切作用。擠出過程中溫度不是孤立的，在流率不變，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)不變時(shí)，增加擠出溫度會(huì)使擠出壓力降低。在低流率下，溫度對(duì)壓力的阻礙是專門明顯的，但阻礙會(huì)隨流率的增加而逐漸減少。擠出溫度增加，還使所需螺桿的功率也降低了。

由于塑料品種的不同，甚至同種塑料（如聚乙烯）由于其結(jié)構(gòu)組成的不同，其擠出溫度操縱不盡相同。如下表，列出了電線電纜生產(chǎn)中幾種塑料的擠出溫度，應(yīng)指出表中操作溫度的比較，只有對(duì)同一設(shè)備才有意義。設(shè)備不同，機(jī)筒壁厚薄不一樣，測溫點(diǎn)的深淺不一樣，而且測溫僅是測機(jī)筒和機(jī)頭的溫度，與物料的實(shí)際溫度也不一樣，應(yīng)隨時(shí)觀看擠出過程中塑料的塑化質(zhì)量，并調(diào)節(jié)溫控，因此表中所示的擠出溫度僅供參考。

塑料擠出溫度

塑料品種

加料段

熔融段

均化段

機(jī)脖

機(jī)頭

?？?/p>

聚氯乙稀

130～140℃

150～170℃

175～180℃

170～180℃

170～175℃

170～180℃

聚氯乙稀

150～160℃

160～170℃

175～185℃

175～180℃

170～