聚合加工原理整理文档.doc

聚合物熔体在加工过程中的弹性行为主要有入口效应、离模膨胀和熔体破裂 改正措施1、提高温度 2、减少正压力、3、增加高温下的流动时间、4、均化塑料结构 5、减低其流动的非牛顿性 入口效应：聚合物熔体在挤出时通过一个狭窄的口模，即使口模很短也会有很大的压力降。 离模膨胀效应：聚合物熔体挤出后截面积比口模截面积大，此种现象称之为巴拉斯效应，也称为离模膨胀效应。 熔体破裂：当挤出速率逐渐增加时，挤出物表面将出现不规则现象( 橘皮纹、鲨鱼皮、熔体破裂），甚至使其内在质量受到破坏，这类现象统称为熔体破裂 入口效应产生的原因：口模处的压力降由三种原因造成： 物料从料筒进入口模时，熔体粘滞流动流线在入口处产生收敛所引起的能量损失。 在入口处由于聚合物熔体产生弹性形变，因弹性能的储蓄所造成的能量损耗 熔体流经入口处时，由于剪切速率的剧烈增加而引起速度的剧烈变化，为达到稳定的速度分布所造成的压力降。 离模膨胀效应产生的原因：A.弹性变形效应（记忆效应）：聚合物熔体由大直径的料筒进入小直径口模时，产生弹性变形，而在熔体离开口模时，弹性变形获得恢复，从而引起离模膨胀。 B.取向效应：聚合物熔体流动期间处于高剪切场内，其大分子在流动方向取向，但在口模出口处发生解取向，从而引起离模膨胀。 C.正应力效应：由于粘弹性流体的剪切变形，在垂直于剪切方向上引起了正应力的作用，从而发生离模膨胀。 影响离模膨胀的因素 （1） L／D一定时，γ↑，膨胀比B↑ （2）当γ恒定时， L／D ↑， B↓。 在L／D超过某一数值时，B为常数。（3）低于γc的一定剪切速率下， T↑，B↓但Bmax ↑。（4）在低于τc ，τ↑，B ↑；在高于τc时， τ↑，B ↓。 但在很小的τ时，膨胀比与温度无关。 （5）随熔体在口模内停留时间延长，弹性变形得到恢复，离模膨胀呈指数关系减小。（6）离模膨胀随聚合物品种和结构不同而异。（7）离模膨胀与口模入口的几何形状无关。 鲨鱼皮症”产生原因：（1）主要是由于熔体在口模壁上滑移和口模对挤出物产生周期性拉伸作用的结果。（2）存在一个临界挤出速率。K=γcR （3）γc随挤塑温度的增加而变大，但与口模的表面粗糙度无关。因此，升高温度是挤塑成功的有效办法。（4）鲨鱼皮的出现与聚合物的相对分子质量关系不大。 影响熔体破裂的因素 1、T↑，τc↑、γc↑；随聚合物品种和品级各异2、入口收敛角α↑，γc↓ 3、L/D↑, γc↑。 4、Mr,w↑，τc↓、γc↓；与相对分子质量分布无关。 5、临界剪切应力随聚合物品种及其品级变化而异。 6、口模制造材料对临界剪切速率有影响。 范特霍夫方程式计算等效硫化时间： t1/t2=K（T2-T1) /10 ? 式中：t1——温度T1时所需的硫化时间 ? t2——温度T2时所需的硫化时间 ? K——温度系数（通常取2） 机头压缩比：表示粘流态塑料被压缩的程度，是分流器支架出口处流道 环形面积与口模及管芯之间的环形截面积之比。 吹胀比α：管坯被吹胀后的膜管直径D2与挤出 机环形口膜直径D1之比：α= D2 /D1 牵伸长比β： 膜管通过夹辊时的速度V2与口模挤 出管坯的速度V1之比。 β=V2/V1 螺杆长径比L／Ds ： 螺杆工作部分的有效长度L与直径Ds之比。 螺杆压缩比A： 螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比， 表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。 单螺杆挤出机是由传动系统、挤出系统、加热冷却系统、控制系统等几个部分组成。 其中挤出系统包括 加料装置、料筒、螺杆、机头和口模 注塑机系统组成：注射系统、锁模系统、液压传动及电器控制系统、注射模具 其中注射系统的组成 ：加料装置（加料斗）、料筒（塑化室）、螺杆（或柱塞及分流梭）、喷嘴 螺杆参数：螺杆直径Ds、螺杆长径比L／Ds 、压缩比A、螺槽深度H、螺旋角θ、螺纹棱部宽E、螺杆与料筒的间隙δ 螺杆功能 加料、输 送、压缩、熔融、混合和排气 自洁式挤出机自洁原理： 啮合双螺杆挤出机，由于在啮合处，一根螺杆的螺棱与另一根螺杆的螺槽之间有速度差，可使得一个螺棱对另一螺槽中的物料有清理作用，使螺杆得到自洁。 橡胶压出机与塑料挤出机的主要差别在于其长径比较小， 这是因为，橡胶的粘度很高，在挤出过程中会产生大量的热，缩短压出机的长度，可保持温度升高在一定限度之内，防止胶料过热和焦烧。橡胶压出机的长径比大小，取决于冷喂料（大）或热喂料（小）。 为了减少橡胶的剪切和造成的粘性生热，橡胶压出机螺杆的螺槽深度通常相当大。橡胶压出机螺杆的压缩比A相对较小。 挤出时，渐变螺杆和突变螺杆具有不同的加工特点。已知： PVC软化点75~165℃；尼龙的熔融温度范围则较窄，约 10℃，它们应分别选用何种螺杆进行加工？简要说明理由。 答：P