《塑料流变成型原理》PPT课件

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1、塑料流变成型原理主讲：陈璞第七章挤出成型过程的流变分析一、挤出过程简述二、物料在螺槽中的流动三、机头口型中物料的流动四、理论的修正五、实行稳定挤出过程的一些流变学考虑六、挤出成型过程中的熔体破裂行为七、弹性记忆效应主要用于热塑性塑料的生产连续型材挤出成型的特点：1．生产过程连续。2．生产效率高。3．应用范围广，综合生产能力强。4．投资少，见效快。一、挤出过程简述（一）螺杆挤出机及挤出原理挤出成型工艺过程的三个阶段1.塑化2.挤出成型3.冷却定型挤压系统挤出机的组成：主机料筒螺杆传动系统加热冷却系统一台挤出设备一般由主机（挤出机）、辅机和控制系统组成，统称为挤

2、出机组。辅机机头定型装置冷却装置牵引装置切割装置卷取装置控制系统电器仪表执行机构（二）挤出成型的主要工艺参数(1)温度加料段：不宜过高机头：在Td以下物料在料筒内经历了三个阶段，关键是控制好各段的温度。压缩段计量段可取高些口模：比机头稍低(2)压力必须根据塑料品种和塑件类型确定合理的数值，尽可能避免出现压力的波动。增加机头压力可提高熔体的混合均匀性和稳定性，提高产品的致密度，但机头压力过大将影响产量。合理地控制螺杆的转速和温度调节系统的精度，可减少压力的波动。(3)挤出速率(4)牵引速度单位时间内挤出机口模挤出的塑料质量（kg/h）或长度（m/min）。挤出

3、速率的大小表征着挤出机生产率的高低。从口模挤出的制品在牵引力作用下会发生拉伸取向。拉伸强度越大，冷却后长度收缩也越大。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为牵引比，其数值必须等于或大于1。（三）螺杆的区域划分（1）加料段（固体输送段）输送物料（2）压缩段（塑化段）压实、熔融、塑化、排气（3）挤出段（计量段、均化段）进一步压紧、塑化、搅拌均匀，并以一定的流量和压力从机头口形流道均匀挤出。（四）螺杆的几何尺寸螺杆外径D、螺棱法向宽度e、螺杆与料筒的间隙δ、螺纹导程t(螺距f)、螺槽深度h、螺槽的法向宽度W(r)、螺纹升角θ(r)§7.1思考

4、题1．试述螺杆挤出机的工作原理。3．挤出成型的主要工艺参数有哪些?2．通常挤出成型工艺过程包括哪三个阶段？4．根据物料在挤出过程中的变化，可将螺杆工作部分划分为哪些区域？这些区域各有什么作用？二、物料在螺槽中的流动设想螺杆断面为矩形细纹，等宽等深。假定h＜＜W，且h＜＜2R，于是物料在螺槽内的流动可近似视为在两平行板间的流动。将机筒与螺杆侧剖并在平面上展开，取直角坐标如图所示。（一）简化假定和运动方程(1)不可压缩的牛顿型流体(2)连续、等温的稳定层流(3)压力梯度为定值，也为定值(4)无滑移，忽略重力和惯性力由此，可得到连续性方程为：熔料在螺槽中的流动由以

5、下4种流动组成：1.正流（拖曳流）Q拖曳流这是熔料沿螺槽向机头方向的流动，它是料筒表面作用到熔体上的力而产生的流动。其流率用Q拖曳流表示。2.压力流Q压力流也叫逆流，其方向与正流相反，它是由机头、分流板、滤网等对熔体的反压引起的流动。其流率用Q压力流表示。将正流和逆流相迭加，就得到熔体在螺槽中的净流动，称为净流。3.横流Q横流也叫环流，这是一种与螺纹方向垂直的、在螺槽内的环形流动。这种流动对总的挤出量影响不大，故一般不计，但对熔体的传热、混合、塑化影响较大，也消耗一定能量，其流率用Q横流表示。4）漏流Q漏流它是由机头、分流板、滤网等对熔体的反压引起的流动，是

6、一种通过螺棱与料筒形成的间隙δ0沿螺杆轴线方向向料斗方向的流动。δ0在一般情况下很小，其流率Q漏流在数量上比Q正流小很多。正流、压力流、漏流在螺槽深度方向的速度分布，横流的流动方向，见下图。VzQdVz-Qp横流⊕QL（二）螺槽内物料的速度分布及体积流量根据速度分布可求得螺槽内物料的体积流量为：这种流动与螺槽侧壁的方向垂直，除引起物料在螺槽内发生环流外，主要是引起漏流。x方向的流动：漏流是由于物料在一定压力作用下，沿x方向流过螺槽突棱顶部与机筒内壁的径向间隙δ造成的。这种流动可视为物料通过一个缝模的流动，缝模截面垂直于x方向，缝高为δ，缝长为2πR/cosθ

7、。将三部分体积流量加在一起，得到在螺杆均化计量段中物料总体积流量：其中拖曳流量为正流量，主要取决于转速N；压力流与漏流为负流量，其大小取决于压差Δp和物料粘度η0。螺杆的几何参数W、h、R、θ、δ均起着重要作用。将式(7-58)重新改写，可得螺杆特性线为：对于给定螺杆，α、β和γ均为常数，当挤出稳定后，可以认为温度、转速都不变，η0也不变，因此，Q和Δp成线性方程。QPABN1N2N3N4N5螺杆特性线图中的AB线称为螺杆特性线。若螺杆不变，改变螺杆的转速，则可得到了一组互相平行的螺杆特性线族。1．物料在机头中的流动及流速分布在螺槽中的流动：呈螺旋状前进进入

8、机头流道时：由螺旋运动变为直线运动流动速度分布：呈抛