第七章挤出成型_pdf分解.doc

挤出成型  一、概述 　　挤出成型是高分子材料加工领域中，是一个变化 众多，用途最广，比重最大的成型工艺。 　　挤出过程是使高分子材料的熔体在挤出机的螺杆挤 压作用下，通过具有一定形状的口模而连续成型，所得 的制品为恒定截面的连续型材。 　　三大合成材料的挤出，没有本质上的区别，所用设 备加工原理大同小异。挤出理论、工艺以塑料为多，故 本节主要讨论塑料的挤出成型。  橡胶挤出－压出； 合成纤维－螺杆挤出纺丝； 塑料－主要热塑性塑料的挤出，现也有热固性。 挤出成型的塑料制品都是连续的型材。如：管材 、棒、板、片、带、薄膜、单丝、电线电缆包层、异 型材等。 塑料上色，混炼，塑化造粒，共混改性等。 以挤出为基础的配合吹胀和双轴拉伸：吹塑成型 和拉幅成型。  二、工艺特点 ?连续成型，产量大，生产率高。 ?制品外形简单，是断面形状不变的连续型材。 ?制品质量均匀密实，各向异性小，尺寸准确性较好。 ?适应性很强： +几乎适合除PTFE外所有热塑性塑料。 +只要改变机头口模，就可改变制品形样。 +可用来塑化，造粒，染色，共混改性，也可同其 他方法混合成型。此外，还可作压延成型的供料。  三、挤出成型基本过程 1、塑化 在挤出机那将固体塑料加热或塑料之间的内摩擦热使 其变成粘流态料。 2、成型 在挤出机的螺杆旋转推挤作用下，通过具有一定形状 的口模，使粘流态料得到连续的型材。 3、定型 用适当的方法，使挤出的连续型材冷却定型为制品。  四、挤出成型设备 螺杆挤出机－连续成型，最多。　　 柱塞挤出机－间歇成型，一般不用。 　　 单螺杆 螺杆式挤出机 双螺杆 多螺杆 其中以单螺杆最常用，也较为简单。  第一节单螺杆挤出机的基本 结构及其作用原理 　　 加料装置 传动系统 挤出系统 料筒 螺杆 机头 口模 单螺杆挤出机 加热和冷却系统 控制系统 附属装置 　　   一、料斗 　　即加料装置，以保证物料向料筒供应。 有冷却夹套，有定时定量自动加料装置。 二、料筒 　　是一个受压的金属圆筒，其外层有加热和冷却系统。 料筒的作用： （3～4段） ?对塑料加热； ?配合螺杆使塑料塑化。 对塑料冷却的目的：防止停车时，因过热造成分解。  三、螺杆 　　是挤出机的在主要的部件，其结构对挤出工艺有较为 重要的影响，挤出不同高聚物有不同结构形式的螺杆。 1、螺杆的结构  2、螺杆的几何结构参数 ?螺杆的直径D； ?螺杆的长径比L／Ds ?螺杆的压缩比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  ?螺杆的直径 D 代表挤出机的规格。D↑，挤出机生产能力↑。 ?螺杆的长径比 L／Ds（15～25） 影响挤出机的产量和挤出质量（衡量塑化效率）。 L／Ds↑，塑料的停留时间↑，混合塑化效果↑。 ?螺杆的压缩比 A（2～5） A＝螺杆第一螺槽的容积 /螺杆最后螺槽的容积 A的获得：等距变深，等深变距，变深变距。 A ↑，制品致密，排除物料中所含空气的能力大。  ?螺槽深度 H 图 正比于挤出量。 H小，产生的剪切速率大，塑化效果好，但生产率低。 H3＝KD，K＝0.02～0.06，D小K取大值，D大K取小值。 ?螺旋角θ（10～30 o） θ ↑，出料快，生产率↑，但停留时间短，塑化效果↓。 螺杆在螺距＝直径时最易加工，此时， θ＝17 41’。 o ?螺纹棱部宽E 影响漏流，进而影响产量。 ?螺杆与料筒的间隙δ  3、螺杆的作用 ?输送物料 螺杆转动时，塑料在旋转的同时受到轴向压力，向 机头方向流动以挤出成型。 ?传热塑化物料 与料筒配合，使塑件接触传热面而不断更新，在料 筒外加热与螺杆摩擦作用下软化、熔融为粘流态。 ?混合与均化物料 与料筒和机头相配合产生强大的剪切作用，使物料 均匀混合，塑化好。  　　在螺杆的全长部分各段作用及结构使不同的，一般 分为三段： （1）加料段 L1 靠近料斗一端，在该段对塑料主要起传热软化、输 送作用，无压缩作用。是固体输送。 L1的长度： 结晶型：熔点前，难压缩，∴ L1较长。 无定型：随 T ↑，形变↑，有压缩， ∴ L1不长。  （2）压缩段 L2 　螺杆的中段。物料在此段继续吸热软化、熔融，直到 最后完全塑化，塑料在该段范围内可以进行较大程度的压 缩。 压缩作用的来源：渐变型：螺距变化；螺槽深度变化。 突变型：等深等距深槽 等深 等距深槽（1～2个螺距过渡） 压缩段的长度：结晶型塑料：Tm很窄，到Tm后η↓↓， ∴L2很短即可。 无定型塑料：Tf较宽，∴ L2较长。  （3）均化段 L3 靠机头口模一端。为等距等深的浅槽螺纹，其作用是