塑料成型工艺学课件第五章挤出成型

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1、第五章挤出成型5.1概述一、挤出成型也称挤压模塑或挤塑，即借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热熔化的塑料在压力推动下，强行通过口模而成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。挤出法几乎能成型所以热塑性塑料和某些热固性塑料。5.1概述生产的制品：管材、板材、薄膜、线缆包覆物及塑料与其它材料的复合材料等。5.1概述挤出制品占热塑性塑料制品的40～50％，此外还可以用于塑化造粒、着色和共混等。二、挤出成型分类1.按塑化方式分：（1）干法：靠加热（2）湿法：仅用于硝酸纤维素和少数醋酸纤维素等。用溶剂将塑料充分软化。5.1概述2.按加压方式分：（1）连续式：螺杆式挤出机单螺

2、杆双螺杆借助螺杆旋转产生压力和剪切力，使物料充分塑化和混合均匀，通过型腔（口模）而成型。5.1概述（2）间歇式：柱塞式挤出机借助柱塞压力，将事先塑化好的物料挤出口模而成型。5.2挤出设备挤出设备一般是由挤出机、机头和口模、辅机等几部分组成的。5.2.1螺杆挤出机挤出机由挤出装置（螺杆和料筒）、传动机构和加热冷却系统等主要部分组成。一、单螺杆挤出机单螺杆挤出机是由一根阿基米德螺杆在加热的料筒中旋转构成的。大小一般用螺杆直径来表示。5.2.1螺杆挤出机5.2.1螺杆挤出机1.传动装置带动螺杆转动的部分。通常由电动机、减速箱和轴承等组成。在挤出过程中，要求螺杆转速稳

3、定，不随螺杆负荷的变化而变化，以保证制品质量均匀一致。但在不同的场合下，又要求螺杆能变速，以达到一台设备能适应挤出不同塑料或不同制品的要求。传动部分采整流子电动机、直流电动机等装置达到无级变速。螺杆转速为：10～100转/分钟。设有良好的润滑系统和迅速制动的装置。5.2.1螺杆挤出机2.加料装置供料一般采用粒料、粉料和带状料等几种。装料设备通常使用锥形加料斗，其容积至少能容纳1小时的用料。5.2.1螺杆挤出机料斗底部有截断装置，以便调整和切断料流。侧面有视孔和标定计量的装置。有些料斗带有减压或加热装置、搅拌器、自动上料或加料装置。5.2.1螺杆挤出机5.2.1

4、螺杆挤出机3.料筒挤出机的主要部件之一。为一金属圆筒，一般用耐温耐压、强度较高、坚固耐磨、耐腐的合金钢或内衬合金钢的复合钢筒制成。塑料的塑化和加压过程都在其中进行。外部设有分区加热和冷却装置。加热：电阻、电感或其它方式。冷却：风冷或水冷。5.2.1螺杆挤出机5.2.1螺杆挤出机4.螺杆挤出机的关键部件，直接关系到挤出机的应用范围和生产率。通过螺杆的转动，对塑料产生挤压作用，塑料在料筒中才能产生移动、增压和从摩擦取得部分热量，塑料在移动过程中得到混合和塑化，粘流态的熔体在被压实而流经口模时，取得所需形状而成型。5.2.1螺杆挤出机由于塑料品种很多、性质各异，因此

5、为适应加工不同塑料的需要，螺杆的种类很多，结构上也有差异，以便能对塑料产生较大的输送、挤压、混合和塑化作用。表示螺杆结构特征的基本参数有直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆与料筒的间隙等。5.2.1螺杆挤出机（1）螺杆的直径（D）长径比（L/D）5.2.1螺杆挤出机①螺杆直径（D）根据所制制品的形状、大小及需要的生产率来决定的。一般45～150mm，螺杆直径增大，加工能力提高，挤出机的生产率与螺杆直径D的平方成正比。5.2.1螺杆挤出机②长径比（L/D）螺杆工作部分有效长度与直径之比。通常为18～25。L/D大，能改善物料温度分布，有利于塑料的混

6、合和塑化，并能减少漏流和逆流，提高挤出机的生产能力。L/D大，螺杆适应能力强，能用于多种塑料的挤出。5.2.1螺杆挤出机但L/D过大，使塑料受热时间增长而降解；螺杆自重增加，自由端挠曲下垂，引起料筒与螺杆间擦伤，使制造加工困难，增大功率消耗。过短的螺杆，容易引起混炼的塑化不良。（2）螺旋角（）螺纹与螺杆横断面的夹角。5.2.1螺杆挤出机随增大，挤出机的生产能力提高，但剪切作用和挤压力减小通常在10～30〫之间。等距螺杆：螺距等于直径，＝17〫41’5.2.1螺杆挤出机（3）压缩比螺杆加料段最初一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。表示塑料通过螺杆全长

7、范围时被压缩的倍数。压缩比愈大，塑料受到的挤压作用愈大螺槽浅时，能对塑料产生较高的剪切速率，有利于料筒壁和物料间的传热，物料混合和塑化的效率高，但生产率降低。螺槽深时，情况相反。5.2.1螺杆挤出机因此，热敏性塑料，宜用深螺槽螺杆（如PVC）；熔体粘度高，热稳定性较高的塑料，宜用浅螺槽螺杆（如PA）。（4）螺杆的结构形式5.2.1螺杆挤出机①渐变型：等距不等深5.2.1螺杆挤出机②渐变型：等深不等距5.2.1螺杆挤出机③突变型5.2.1螺杆挤出机④鱼雷头螺杆5.2.1螺杆挤出机（5）螺杆各段的功能物料沿螺杆前移时，经历着温度、压力、粘度等的变化，这种变化在螺杆

8、全长范围内是不同的，根据物料的变化特征