塑胶螺杆及塑化原理塑胶螺杆及塑化原理.pdf

塑料螺杆简介及塑化原理 射胶螺杆之功能： 加料、输送、压缩、熔化、排气、均化 螺杆之重要几何尺寸： 螺杆直径、进料段、压缩段、计量段、进料牙深、 计量牙深 螺杆直径（D） ‧与所要求之射出容积相关 射出容积 = 1/4π‧D2‧ （射出行程）‧0.85 ‧一般而言，D2 与最高射出压力成反比 ‧D愈大，押出率愈大；Q ≒ 1.29D2HmNr‧60/1000 (kg/ Hr) 入料段 ‧负责塑料的输送、推挤与预热 ‧应保证入料段结束时开始熔融，预热到熔点。 ‧固态比热 ↑、熔点 ↑、潜热 ↑，加热到熔点需 热多，入料段应长固态热传导系数 ↓，传热慢 、塑料中心温升慢，入料段应长预热 ↑， 入料 段可短。 ‧结晶性料最长（如：POM、PA）；非晶性料 次之（如：PS、PU）；热敏性最短（如：PVC）。 压缩段 ‧负责塑料的混炼、压缩与加压排气，通过这一 段的原料应该已经几乎全部熔解，但是不一定 会均匀混合。 ‧在此区域，塑料逐渐熔融，螺槽体积必须相应 下降，否则料压不实、传热慢、排气不良。 ‧对非晶性塑料，压缩段应长一些，否则若螺槽 体积下降快，料体积未减少，会产生堵塞。 ‧结晶型塑料实际上非全部结晶（如 PE：40～ 90%结晶度，LDPE： 65%结晶度），因此目 前压缩段有加长的趋势。 ‧一般占 25%螺杆工作长度。 ‧尼龙(结晶性料)2~3 圈，约占 15%螺杆的工作长 度。 ‧高黏度、耐火性、低传导性、高添加物，占 40% ~50%螺杆的工作长度。 ‧PVC可利用占 100%螺杆的工作长度，以避免激 烈的剪切热。 计量段 ‧理论上到计量段之开始点，料应全部熔融，但至 少要计量段 = 4D，以确保温度均匀、混炼均匀。 ‧计量段长，则混炼效果佳；计量段太长则易使熔 体停留过久，而产生热分解；太短则易使温度不 均匀。 ‧一般占 20~25%螺杆工作长度。 ‧PVC热敏性，不宜停留过长，以免热分解(可不要 计量段)。 进料牙深、计量牙深 ‧进料牙深愈深，在进料区之吞吐量愈大，但需考虑 螺杆强度。 ‧计量牙深愈浅，塑化之发热、混合性能指数愈高， 但需防范塑料烧焦，(计量牙深太浅，则剪切热 ↑， 自生热 ↑，温升太高，尤其不利于热敏性塑料。) ‧计量牙深 ＝ KD ＝ (0.03～0.07)D - D ↑，K 选小； D↓，细长比 ↑，热稳定性差之塑 料，K 选大 影响塑化质量之主要因素： 细长比、压缩比、背压、螺杆转速、电热温度设定。 细长比 ‧细长比=螺杆工作长度/螺杆直径。 ‧细长比大，则吃料易均匀，但容易过火。 ‧热稳定性较佳之塑料可用较长之螺杆，以提高混炼 性而不虑烧焦；热稳定性较差之塑料，可用较短之 螺杆或螺杆尾端无螺纹。 ‧以塑料特性考虑，一般细长比如下: 塑 料 特 性 细长比 热固性 14～16 硬质 PVC、高黏度PU 等热敏性 17～18 一般塑料 18～22 PC、POM 等高温稳定性塑料 22～24 ‧以混色能力考虑，一般细长比如下 细长比 混色能力 12～16 以染好颜色之胶粒成型为宜，避免色差发生。 16～18 以色母在料管内混炼、染色、成型质量均匀，色差不良较小。 20～24 用色料在料管内混炼染色、分散性均匀，对成品物性有较佳的保护作用。 压缩比 ‧压缩比=进料牙深/计量牙深 ‧考虑料的压缩性、装填程度、回流、制品要密实、传 热与排气。 ‧适当的压缩比，可增加塑料之密度，使分子与分子之 间结合更加紧密，有助于减少空气的吸入，降低因压 力而产生之温