擠出機和擠出成型工藝

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1、擠出成型工藝和擠出機1.擠出成型工藝1.1擠出成型工藝：在擠出機中通過加熱、加壓而使物料以流動狀態(tài)連續(xù)通過口模（即機頭）成型的方法稱擠出成型或擠塑。是塑料重要的成型方法之一。1.2擠出成型的特點：①設(shè)備成本低，制造容易，投資少，上馬快。②生產(chǎn)效率高，擠出機的單機產(chǎn)量較高，產(chǎn)率一般在幾公斤～5噸/小時。③連續(xù)化生產(chǎn)。能制造任意長度的薄膜、管、片、板、棒、單絲、異型材以及塑料與其他材料的復合制品等。④生產(chǎn)操作簡單，工藝控制容易，易于實現(xiàn)自動化。占地面積小，生產(chǎn)環(huán)境清潔，污染少。⑤可以一機多用。擠出機也能進行混合、造粒。1.3擠出成型可分為兩個階段：第一階段是使固態(tài)塑料變

2、成粘性流體（即塑化），并在加壓情況下，使其通過特殊形狀的口模，而成為截面與口模形狀相仿的連續(xù)體。第二階段則是用適當?shù)奶幚矸椒ㄊ箶D出的連續(xù)體失去塑性狀態(tài)而變?yōu)楣腆w，即得到所需制品。1.4擠出成型工藝分類：干法（熔融法）—通過加熱使塑料熔融成型①塑化方式濕法（溶劑法）—用溶劑將塑料充分軟化成型（CN、CA及紡絲）連續(xù)式：螺桿式擠出機，借助螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力和剪切力，使物料充分塑化和均勻混合，通過口模而成型，可進行連續(xù)生產(chǎn)。②加壓方式間歇式：柱塞式擠出機，借助柱塞壓力，將事先塑化好的物料擠出口模而成型。僅用于粘度特別大，流動性極差的塑料。如：PTFE，成型溫度下，粘度為1

3、010～1014泊（一般熔融塑料的粘度范圍為102～108泊）；HUMWPE等。柱塞可提供很大的壓力，但形狀不能太復雜，不能加分流梭。間歇式生產(chǎn)。2.擠出設(shè)備塑料的擠出，絕大多數(shù)都是熱塑性塑料，而且又是采用連續(xù)操作和干法塑化的。故在設(shè)備方面多用螺桿式擠出機。螺桿式擠出機有單、雙（或多螺桿）之分。大部分用單螺桿擠出機，只是粉料，RPVC95%以上都用雙螺桿擠出機。2.1單螺桿擠出機2.1.1單螺桿擠出機的組成：由傳動系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、擠壓系統(tǒng)、機頭和口模以及加熱與冷卻系統(tǒng)等組成。2.1.1.1傳動系統(tǒng)：作用是在給定的工藝條件（如：機頭壓力、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、擠出量、溫度等）下使

4、螺桿具有必要的扭矩和轉(zhuǎn)數(shù)均勻地回轉(zhuǎn)而完成擠出過程。由電動機、減速機構(gòu)和軸承組成。（1）、要求：①正常操作狀態(tài)下，螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)都應(yīng)維持不變，以防止擠出量的波動，以保持制品質(zhì)量的穩(wěn)定。②不同場合下（材料的粘度大小、螺桿所受的扭矩大?。┮舐輻U的轉(zhuǎn)數(shù)能夠變化（否則扭矩太大，螺桿易彎曲、斷裂），以便用一臺擠出機擠壓不同的制品和不同的塑料。應(yīng)無級調(diào)速。③應(yīng)設(shè)有良好的潤滑系統(tǒng)和迅速制動系統(tǒng)。如遇意外，馬上停機。2.1.1.2加料系統(tǒng)：上料有人工上料和自動上料兩種（鼓風上料、彈簧上料和真空上料）。①供料的形式有粒料、帶狀料和粉料等幾種。加料裝置一般常用加料料斗。料斗的容量至少能容納

5、一小時的用料。加料斗內(nèi)應(yīng)有切斷料流、標定料量和卸除余料等裝置。②在減壓下加料，即真空加料裝置。特別適用于加工易于吸濕的塑料和粉料（PA、PC），防止粉料飛揚。③料斗必須保證物料以一定的重量速率（不是體積速率）進入螺桿中塑化。在許多擠出機上物料的進料依靠重力。在料斗上設(shè)置電磁動器可以消除“架橋”現(xiàn)象。在料斗中設(shè)置攪拌器或螺旋輸送強制加料器可克服此缺點。④在加料口周圍設(shè)有冷卻夾套，借以排除高溫料筒向料斗傳熱。否則，料斗中的塑料會因升溫而發(fā)粘，以致引起加料不均或料流受阻。2.1.1.3擠壓系統(tǒng)：由螺桿和料筒組成。①螺桿：螺桿是關(guān)鍵性部件，是擠出機的心臟。根據(jù)在擠出機中物料

6、的三種狀態(tài)變化過程及螺桿各部位的工作要求，通常將擠出機的螺桿分為：加料段L1（固體輸送段）、壓縮段L2（熔融段）和計量段L3（均化段）三段。由于一臺擠出機的生產(chǎn)率、塑化質(zhì)量、填加物的分散性、熔體溫度、動力消耗等主要取決于螺桿的性能。因此設(shè)計最佳螺桿是很重要又頗難的問題，螺桿的幾何參數(shù)對螺桿的工作特性有重大的影響，必須合理設(shè)計和選用。（A）直徑D和長徑比L/D直徑D是一個重要參量，它是表征擠出機擠出量大小的參數(shù)之一。qv=?Ds3n式中qv為生產(chǎn)能力（kg/h）；Ds為螺桿直徑（cm）；n為螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）；?為經(jīng)驗出料系數(shù)，取值范圍為0.003～0.007。螺

7、桿直徑與所生產(chǎn)制品尺寸之間的關(guān)系螺桿直徑30456590120150硬管直徑3-3010-4520-6530-12050-13080-300薄膜直徑50-300100-500400-900700-1200700-2000700-3000擠板寬度400-800700-12001000-14001200-2500L/D：螺桿的有效長度與其直徑之比。根據(jù)加工物料的性能和制品質(zhì)量的需求來考慮，以前L/D=20～26；現(xiàn)在L/D=24～36；最大的可達43。L/D=25，可得到較高的產(chǎn)率。同時又避免了熔體過熱和熱敏性料降解。（B）螺桿各段的作用及參數(shù)的設(shè)定按塑料在螺桿上的