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时间:2017-11-12
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1、挤出成型工艺参数包括温度、压力、挤出速率和牵引速度等。 1. 温度 温度是挤出成型得以顺利进行的重要条件之一。从粉状或粒状的固态物料开始,高温制品从机头中挤出,经历了一个复杂的温度变化过程。严格来讲,挤出成型温度应指塑料熔体的温度,但该温度却在很大程度上取决于料筒和螺杆的温度,一小部分来自在料筒中混合时产生的摩擦热,所以经常用料筒温度近似表示成型温度。 由于料筒和塑料温度在螺杆各段是有差异的,为了使塑料在料筒中输送、熔融、均化和挤出的过程顺利进行,以便高效率地生产高质量制件,关键问题是控制好料筒各段温度,料筒温度的调节是靠挤出机的加热冷却系统和温
2、度控制系统来实现的。 机头温度必须控制在塑料热分解温度以下,而口模处的温度可比机头温度稍低一些,但应保证塑料熔体具有良好的流动性。 此外,成型过程中温度的波动和温差,将使塑件产生残余应力、各点强度不均匀和表面灰暗无光泽等缺陷。产生这种波动和温差的因素很多,如加热、冷却系统不稳定,螺杆转速变化等,但以螺杆设计和选用的好坏影响最大。 表9-1是几种塑料挤出成型管材、片材和板材及薄膜等的温度参数。 表9-1 热塑性塑料挤出成型时的温度参数塑料名称挤出温度/℃原料中水分控制/%加料段压缩段均化段机头及口模段丙烯酸类聚合物室温100~170~2001
3、75~210≤0.025醋酸纤维素室温110~130~150175~190<0.5聚酰胺(PA)室温~90140~180~270180~270<0.3聚乙烯(PE)室温90~140~180160~200<0.3硬聚氯乙烯(HPVC)室温~60120~170~180170~190<0.2软聚氯乙烯及氯乙烯共聚物室温80~120~140140~190<0.2聚苯乙烯(PS)室温~100130~170~220180~245<0.1 2. 压力 在挤出过程中,由于料流的阻力,螺杆槽深度的变化,以及过滤网、过滤板和口模等产生阻碍,因而沿料筒轴线方向,在塑料内部
4、产生一定的压力。这种压力是塑料变为均匀熔体并得到致密塑件的重要条件之一。 增加机头压力可以提高挤出熔体的混合均匀性和稳定性,提高产品致密度,但机头压力过大将影响产量。 和温度一样,压力随时间的变化也会产生周期性波动,这种波动对塑件质量同样有不利影响,螺杆转速的变化,加热、冷却系统的不稳定都是产生压力波动的原因。为了减少压力波动,应合理控制螺杆转速,保证加热和冷却装置的温度控制精度。 3. 挤出速率 挤出速率(亦称挤出速度)是单位时间内挤出机口模挤出的塑料质量(单位为kg/h)或长度(单位为m/min)。挤出速度的大小表征着挤出生产能力的高低
5、。 影响挤出速度的因素很多,如机头、螺杆和料筒的结构、螺杆转速、加热冷却系统结构和塑料的特性等。理论和实践都证明,挤出速率随螺杆直径、螺旋槽深度、均化段长度和螺杆转速的增大而增大,随螺杆末端熔体压力和螺杆与料筒间隙增大而增大。在挤出机的结构和塑料品种及塑件类型已确定的情况下,挤出速率仅与螺杆转速有关,因此,调整螺杆转速是控制挤出速率的主要措施。 挤出速率在生产过程中也存在波动现象,这将影响塑件的几何形状和尺寸精度。因此,除了正确确定螺杆结构和尺寸参数之外,还应严格控制螺杆转速,严格控制挤出温度,防止因温度改变而引起挤出压力和熔体粘度变化,从而导致挤出速
6、度的波动。 4. 牵引速度 挤出成型主要生产连续的塑件,因此必须设置牵引装置。从机头和口模中挤出的塑件,在牵引力作用下将会发生拉伸取向。拉伸取向程度越高,塑件沿取向方向的拉伸强度也越大,但冷却后长度收缩也大。通常,牵引速度可与挤出速度相当。牵引速度与挤出速度的比值称牵引比,其值必须大于1。 表9-2是几种塑料管材的挤出成型工艺参数。 表9-2 几种塑料管材的挤出成型工艺参数塑 料管材工艺参数硬聚氯乙烯(HPVC)软聚氯乙烯(LPVC)低密度聚乙烯(LDPE)ABS聚酰胺-1010(PA-1010)聚碳酸酯(PC)管材外径/mm953124
7、32.531.332.8管材内径/mm85251925.52525.5管材厚度/mm5323——机筒温度/℃后段80~10090~10090~100160~165250~260200~240中段140~150120~130110~120170~175260~270240~250前段160~170130~140120~130175~180260~280230~255机头温度/℃160~170150~160130~135175~180220~240200~220口模温度/℃160~180170~180130~140190~195200~210200~210螺杆转速/(
8、r/min
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