塑料成型工艺学第五章 挤出成型.ppt

第五章挤出成型定义：挤出成型又叫挤塑、挤压、挤出模塑。是借助螺杆或柱塞的挤压作用使塑化均匀的塑料强行通过口模而成为具有恒定截面的连续制品。挤出管材生产管材挤出的辅助设备挤出片材生产挤出线缆包覆成型挤出吹塑薄膜挤出中空吹塑成型塑料挤出成型工艺流程挤出成型的特点:①连续化效率高质量稳定②应用范围广③设备简单投资少见效快④生产环境卫生劳动强度低⑤适于大批量生产适用的树脂材料：绝大部分热塑性塑料及部分热固性塑料如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂及密胺树脂等应用：料薄膜、网材、带包覆层的产品、截面一定、长度连续的管材、板材、片材、棒材、打包带、单丝和异型材等等还可用于粉末造粒、染色、树脂掺和等。由挤出机、机头和口模、辅机等组成。主要设备5.1.1单螺杆挤出机的组成单螺杆挤出机的结构传动系统：是带动螺杆转动的部分通常由电机、减速机构以及轴承等组成；加料装置：主要是料斗但工厂都采用自动加料装置甚至带有烘干、计量装置等；料筒：包裹在螺杆外部的装置起到受热受压的作用物料的塑化和加热、加压都在其中进行大部分都有冷却装置（风、水冷）；螺杆：利用它才能使料筒内的塑料向前移动得到加压和热量（摩擦热）；螺杆的直径（D）和长径比（L/D）长径比决定了体积容量以及塑化的均匀性。1-渐变型(等距不等深)2-渐变型(等深不等距)3-突变型4-鱼雷头螺杆Ⅰ-加料段（固体输送段）Ⅱ-压缩段（熔融段）Ⅲ-计量段（均化段）螺旋角和螺棱宽度(e):螺旋角取决于料粒的形状例如30o对应粉状15o左右对应方块状17o左右对应球状和柱状；螺杆头部形状：一般呈锥形以避免在螺杆头部停留过久而导致分解出现。5.1.2双螺杆挤出机的结构典型的双螺杆挤出机的螺杆：Colombo螺杆；锥型双螺杆；组合型双螺杆；5.2.2机头和口模物料处理设备:主要指预热干燥等设备;挤出物处理设备:主要指冷却、牵引、切割、卷取、检测设备控制生产工艺的设备:主要指各种测控设备设备调试安全清洗5.3单螺杆挤出原理5.3单螺杆挤出工作原理5.3.1固体输送物料在该段类似于“弹性固体塞”固体塞在螺槽内的运动就如螺帽在螺丝上的运动一样。①如旋转螺丝而螺帽上无压力则螺帽跟着螺丝转动而不前移。②若在螺帽上加一定压力再旋转螺丝则螺帽就会随螺丝旋转而前移。成型时塑料与螺杆的摩擦力应小于塑料与料筒的摩擦力也即螺杆的光洁度应大于料筒的光洁度。否则塑料只能抱着螺杆空转打滑不能前移。固体塞摩擦模型受力分析由上图知：Fb=PAbfbFs=PAsfsFbz=AbfbPcosφ。稳定流动时Fs=Fbz则Asfs=Abfbcosφ①Fs=Fbz=0物料在料筒中不能发生任何流动。②Fs>Fbz物料被夹带于螺杆中随螺杆转动不产生移动。③Fs<Fbz物料能在料筒与螺杆间产生相对运动。由上图的展开图可见螺杆转动一周物料在螺纹斜棱推力作用下沿与斜棱垂直的方向由A移向BAB在螺杆轴上的投影距离为l物料在轴向的移动速度为Va；若螺杆的转速为N则Va=l×N由上图中螺杆的几何关系可得出：影响加料段送料量的因素：●物料的移动角（前进角）的影响：0≤φ≤900Ⅰφ=00时φ最小。Ⅱφ=900时φ最大。但对成型来说都不现实！！！●槽深h的影响：在D不变时h增大θ提高。●减小fsQ↑。●增大fbQ↑。●选择合适的螺旋角θ且使最大时Q↑。●D↑Q↑N↑Q↑。●φ↑θ↑。●适当提高N和H;●采用锥形或强烈冷却的进料段料筒结构；在加料段料筒内壁开设纵向沟槽（提高fb）；●冷却螺杆加料段（减小fs）增加螺杆表面光洁度（减小fs）一等螺杆Ra=0.8μm优等0.4μm。●在螺杆中心通冷却水以降低螺杆表面的摩擦系数5.3.2固体熔融研究目的：●预测螺槽中未熔化物料量●熔化全部物料所需螺杆长度●熔融与螺杆参数、物料特性、工艺参数间的关系冷却试验和熔融机理：冷却试验：本色料+3~5%着色料挤出