《高分子材料加工》PPT課件.ppt

1、6.1 擠出成型概述 6.2 擠出理論 6.3 幾種制品的擠出工藝,第六章 擠出成型加工原理,基本內容,了解擠出成型的特點，以及擠出成型設備的基本構造及工作原理 掌握固體輸送理論的推導過程和影響固體輸送流率的因素 分析影響熔體熔融塑化和熔體輸送流率的因素 了解和掌握塑料管材、擠出吹塑薄膜、擠出棒材和擠出異型材的主要工藝特點和工藝控制因素 了解和掌握塑料材料的注射成型以及模壓成型的主要原理和工藝控制因素,本章要求,一次成型法:熱塑性聚合物制品的絕大部分是通過熔體加工的方法成型的。即通過加熱使塑料處于粘流態,經過流動、成型和冷卻，或硬化或交聯固化，從而得到各種形狀制品的方法。 包括；擠出成型；注射

2、成型；模壓成型；壓延成型；熔融紡絲等。 二次成型法：將一次成型法所得的片材、管材和板材等塑料制品加熱，使其處于高彈區（TgTf)，通過外力作用，使其發生形變，再經冷卻定型而得到制品的方法。 包括：薄膜的二次吹脹；片材的再成型；管材的擴管。,6.1 概述(Extrusion of Plastic),6.1.1 基本概念 1基本定義擠壓成型是借助螺桿或柱塞的擠壓作用，使受熱熔化的聚合物材料在壓力推動下，強行通過口模而成為具有恒定截面的連續型材的一種成型方法。,擠出過程：預處理料加料在螺桿中熔融塑化口模擠出定型冷卻牽引切割,2. 擠出方法分類,干法擠出聚合物的塑化和加壓在同一設備內完成。 濕法擠出溶

3、劑先將聚合物充分軟化并塑化，聚合物的塑化和加壓是兩個獨立的過程。定型處理采用溶劑脫出方法，同時應考慮溶劑的回收和利用。,3擠出成型特點,連續性生產，產品可以任意長度； 應用范圍廣，絕大多數的熱塑性塑料和熱固性塑料可用此方法生產；幾乎1/3-1/2的塑料制品是通過擠出成型來完成的。 生產效率高，一臺擠出機的產量85.8噸/年，而一臺注射機的產量27.6噸/年； 例：近幾年來，單螺桿 擠出機有了很大的發展。目前德國生產的大型造粒用單螺桿擠出機，螺桿直徑達700mm，產量為36t/h。 投資少，見效快。,4擠出成型方法的最新進展,設備技術更成熟； 電磁動態塑化擠出： 將電磁振動場引入聚合 物塑化擠出

4、的全過程,從根本上改變了傳統螺桿擠出設備的換能方式、結構形式和塑化擠出過程。 提出了聚合物動態塑化擠出、直接電磁換能、機電磁一體化等一系列新概念和原理,揭示了聚合物電磁動態塑化擠出過程中的各種新現象和規律。 計算機控制與應用； 產品規格大，品種多。,6.1.2 擠出成型設備的基本構造及工作原理,1單螺桿擠出成型設備 規格: SJ-65/25 螺桿直徑 螺桿長徑比,單螺桿擠出機(Single Screw Extruder S.S.E),SJ-65, SJ-65A, SJ-65B, SJZ-120 螺桿外徑:(25),30，45，65，90，120，150，200，250,(300)。 螺桿L/D

5、: (20), 25, 30,(1) 基本構造,主機是由一根阿基米德螺桿在加熱的料筒中旋轉構成的。 擠壓系統螺桿，料筒，料斗。 三大系統 傳動系統電動機，減速箱，軸承。 加熱冷卻系統加熱器，冷卻水管。,在塑料擠出成型設備中，塑料擠出機通常稱之為主機，而與其配套的后續設備塑料擠出成型機則稱為輔機。,塑料擠出機（主機）可以與管材、薄膜、捧材、單絲、扁絲、打包帶、擠網、板（片）材、異型材、造粒、電纜包覆等各種塑料成型輔機匹配，組成各種塑料擠出成型生產線，生產各種塑料制品。,輔機幾種典型擠出成型制品的輔機,機頭制品獲得幾何形狀和尺寸； 定型裝置對制品的形狀和尺寸起穩定和定型作用，從而得到精確的截面形狀

6、和尺寸以及表面性能良好的制品。 冷卻裝置對定型的制品進行充分冷卻至熱變形溫度以下。 牽引裝置均勻地牽引制品，使其保持一定地截面尺寸并使穩定擠出。 切割裝置根據使用要求將制品切成一定地長度和寬度。 卷取裝置主要針對軟制品。,(2)擠出機主要技術參數與螺桿參數,螺桿直徑（D），長徑比（L/D)，轉數， 驅動功率，生產率，外形尺寸，重量等,螺桿分段：加料段，壓縮段（轉化段），均化段（計量段） 螺槽深度：h1，h2（變化的），h3 壓縮比： 螺紋螺距，螺紋升角，螺紋頭數，螺棱寬度等。,螺桿的主要參數：,單螺桿擠出機的螺桿可分為三段：從料斗至機頭依次為加料段(feed)、壓縮段(transition)、

7、均化段(metering)。 各段功能： 加料段起著輸送未熔融固體物料的作用； 在壓縮段中，聚合物物料逐漸從固態向粘流態轉變，這種轉變是通過料筒的熱傳導和螺桿旋轉時剪切、攪拌摩擦等復雜作用實現的； 均化段是將壓縮段送來的熔融流體的壓力進一步增大，使高聚物均勻塑化，然后控制其定壓、定量地從機頭模孔擠出。,在螺桿結構段的不同區域，對物料的作用完全不同，概括起來：加料作用壓縮塑化作用均化溫度、壓力和擠出量的作用。,螺桿型式的確定： 漸變型螺桿 壓縮段槽深為漸變的，傳熱好，剪切不劇烈，混煉 效果不好。適用于熱敏性物料、結晶非結晶性物料。 突變型螺桿 剪切劇烈，傳熱不好。適用黏度小、具有突變熔點 的物料

8、，如PA、PS、PP等 ，但PVC等黏度高的會局 部過熱。 在（12）D內發展到在（45）D內完成相變。,(3) 常規全螺紋三段螺桿的選擇：,螺桿直徑的確定： 國標系列：30、45、65、90、120、150、200 確定直徑D：產品截面積的形狀和大小 加工塑料的種類和生產率，輔機配備 經驗公式：Q=Dn 出料系數，0.0030.007 螺桿長徑比L/D的確定： 在一定意義上L/D反映塑化能力大小，特別當轉 速提高后相變點后移，只有加大L/D才可獲得較好的 塑化效果。 長徑比大，則塑化剪切時間長，可以低溫擠出， 可以提高轉速，但制造困難。,螺桿各段參數的選擇： 加料段：輸送物料給壓縮段和均化段

9、 a結晶性高聚物 L=6065% b非結晶性高聚物L=1025% 熔融段：壓實物料，熔融物料 a結晶性L=（35）D b非結晶性L=5060% 壓縮比：將物料壓實，排除氣體，建立必要壓力，保證物料到達螺桿末端時有足夠的致密度 均化段：將已熔物料定壓定量定溫地擠到機頭中 L3=2050% H3=0.0250.06Ds,螺桿其他參數：螺紋升角，螺距S=D螺桿頭部結構和螺紋斷面形狀：,半圓、平、錐、尖、螺紋頭,常見螺桿頭部型式,螺棱斷面：矩形（輸送段）、鋸齒形（壓縮段和均化段）,常用螺紋斷面型式,雙螺桿的基本構造與分類：,2.雙螺桿擠出機,圓柱型平行雙螺桿擠出機,錐形雙螺桿擠出機,雙螺桿擠出機的分類

10、：,雙螺桿的旋轉方式,雙螺桿的嚙合型式,1連接法蘭；2分流板；3機筒；4電阻加熱；5雙螺桿； 6螺旋加料裝置；7料斗；8螺桿軸承；9齒輪減速箱； 10傳送帶；11電動機；12機架,雙螺桿擠出機的基本結構：,雙螺桿機的主要參數： 1）直徑：指螺桿外徑。 國外：16340mm，國內：65140mm。 （錐形雙螺桿須標明大小端） 2）長徑比：有效長度和外徑之比。一般1028。 3）旋向：旋向不同，用途不同。同向混料，異向擠出制品。 4）承受的扭矩 5）驅動功率,雙螺桿結構設計的差別：,（1）嚙合還是非嚙合；,（2）對嚙合螺桿：同向轉動還是反向轉動；,（3）螺桿是圓柱形還是錐形；,（4）壓縮比的實現是

11、靠：螺紋高度或導程； 根徑由小變大或外 徑由大變小； 螺紋頭數變化。,（5）螺桿是整體的還是組合的。,(1)錐形雙螺桿:,向外反向轉動。 從加料段到計量段，螺桿的外徑和根徑均勻地由大到小變化。 螺桿各部分的長度、螺紋頭數、螺槽數、螺棱寬度、螺棱形狀等均有變化。,（2）組合型雙螺桿,3基本過程與工作原理,在擠壓過程中，將顆粒狀物料經擠出機料斗加入到已預熱的料筒，料筒中不斷旋轉的螺桿，連續地擠壓熔融的聚合物物料并通過機頭模孔，擠出所需的設計斷面，后經定型冷卻、牽伸獲得制品。 物料從進入擠出機到成為制品，經歷了固體到熔體，再到固體的過程，這個過程的前半部分是在擠出機中實現的。,（1）研究螺槽內流體速

12、度、壓力和溫度分布的規律； （2）計算螺桿對物料的輸送能力及螺桿的功率消耗； （3）評價螺桿對物料的混合與塑化效果； （4）通過理論分析，尋求在聚合物加工中提高產量、提高塑化質量、降低能量消耗的有效途徑 ； （5）為聚合物擠出過程改進工藝、改進設備提供依據。,6.2 擠出理論研究物料在塑化擠出過程中，狀態變化及運動規律的工程原理,目的與意義：,擠出過程：預處理料加料在螺桿中熔融塑化口模擠出定型冷卻牽引切割 要使制品質量、產量穩定，須滿足以下兩個條件： 熔體的輸送速率=固態物料的熔化速率 沿螺桿軸向任一截面物料的質量流率=擠出機生產率,6.2.1 三個職能區的建立 1.固體輸送區將固體物料向前輸

13、送，并得到初步壓縮和排氣的作用。 2.熔化區物料發生相轉變區域。 3.熔體輸送區將熔體定溫定量定壓地輸送至機頭。,6.2.2 固體輸送理論(EXTRUDER FEED ZONE)以固體對固體的摩擦靜力平衡為基礎建立,1.基本假設 2.固體輸送流率的計算： 點的運動分析：Qs=f() 力和力矩的平衡分析：求出 3.影響固體輸送流率的因素 4.理論修正,固體輸送流率,目的：定量計算固體輸送流率； 分析影響固體輸送流率的因素。,固體輸送區通常限定在自料斗開始算起的幾個螺距中，在該區，物料向前輸送并被壓實，但仍以固體狀（ SOLID BED OR PLUG）存在。 物料的輸送機理：物料與螺桿間的相對運

14、動狀態類似于螺栓與螺母間的相對運動。 目前關于固體輸送區的理論有幾種，此處重點介紹應用較廣泛的以固體對固體的摩擦靜力平衡為基礎建立起來的輸送理論。,固體輸送區：,固體輸送區塑化過程: 螺桿的螺距、螺棱寬度的變化 物料粒子被致密地壓實 在螺槽上滑動的固體床或固體塞。 固體塞運動 依靠機筒表面與固體塞之間的摩擦力； 螺桿與固體塞之間的摩擦力 阻止固體塞運動。在機筒內，造成物料粒子不在同一方向前進，而是不時地翻滾、打滑，隨螺桿旋轉。隨著物料擠出和物料在料斗內的流動，過程反復進行。,在螺槽中運動的是被擠壓在一起的固體塞。,1.基本假設： 物料與螺槽和料筒內壁緊密接觸，形成具有彈性的固體塞，并以恒定的速

15、度移動； 固體塞與料筒表面、螺槽底面和側面的摩擦因數是一個常數，可取不同值； 忽略料筒與螺棱之間的間隙，螺槽是矩形的并且深度不變，固體塞的密度不變。,2.公式推導,（1）固體塞點的運動分析 Qs=f(),牽引角或移動角,運轉條件 Qs 與 螺桿參數 有關 牽引角 n Qs ； Qs,（2）固體塞的受力分析八個力的平衡 求出,A.公式法：,料筒表面系數的影響,螺紋側面摩擦的影響,螺槽底面摩擦的影響,壓力的影響,角受以下四方面的因素影響：,B. 查圖法,3.影響固體輸送流率Qs的因素,螺桿參數的影響： Db , D h1 Qs =45 運轉條件的影響： n Qs 角的影響： K , Qs M ,

16、fs ,fb ,提高螺桿光潔度,料筒加料段開槽，或強制冷卻(防止物料熔融）,6.2.3 熔融理論相轉變理論(17),壓縮段物料固-液共存,1目的： 預測螺槽中任一點未熔化物料量 熔化全部物料所需螺桿長度 熔融與螺桿參數、物料特性、工藝參數間的關系 2冷卻試驗和熔融機理 冷卻試驗：本色料+35%著色料擠出穩定后停止并迅速冷卻螺桿和料筒取出螺桿、剝下物料切斷螺旋帶狀料并觀察截面形狀. 現象： 熔融料呈流線型，未塑化料始終呈固態. 固液兩相有一明顯分界線. 固相逐漸消失，固體塑化完全集中在熔膜處.,熔融機理：加料段壓實逐漸熔融成一層熔膜超過后邊螺槽刮落于前側形成熔體池固體床減小直至物料完全熔融,固相

17、內Z距離上的質量平衡 流入Z段的固相物料量-流出Z段的固相物料量= Z段上分界面處固相熔化量 熔膜內Z向單位距離(長度)上的質量平衡 由固相沿Y方向加入熔膜的新熔化的熔融物料量=由熔膜流入液相熔池的熔融物料量 分界面單位面積上的熱量平衡 經熔膜流入分界面每單位面積上的熱流量-由分界面每單位面積上流出進入固相內的熱流量=分界面每單位面積上塑料熔融消耗的熱量,3.熔融理論的建立,有因次比值，供熱與消耗熱量比值,4.熔融理論公式,熔化系數,3.影響熔融塑化區長度的因素,擠出量G的影響 G , ZT ,在螺桿總長度不變的情況下,均化段長度減少,物料塑化質量下降; 有因次比值的影響 與Tb,Ts有關,

18、, Tb , Ts , ZT ，物料塑化質量提高。 螺桿轉速n的影響 n G ， ZT 剪切熱 ， ZT,6.2.4 熔體輸送理論,(1)正流Qd（Drage flow，拖曳流動)沿螺槽向機頭方向的流動，它是由螺桿旋轉擠壓造成的。 (2)橫流Qt(Transverse flow,環流)物料與螺紋相垂直方向流動,它是由螺桿旋轉擠壓造成的。這種流動使物料在螺槽中產生翻轉運動，形成環流。它對物料的混合和熱交換以及塑化影響很大，但對總的生產率無影響。,1.熔體流動形式,(3)倒流Qp(Pressure-back flow)是由機頭、多孔板、濾網等對物料產生的阻力引起的，其方向與正流方向相反。 (4)漏

19、流Ql(Leakage flow)是由機頭、多孔板、濾網等對物料產生的阻力引起的，它產生在螺桿與料筒的間隙中，其方向是軸向，并與擠出方向相反。,3.影響熔體輸送流率的因素,P的影響 P ,Q ,但有利于物料的塑化; 螺桿轉速n的影響 n , Q ,但轉速過高,剪切熱過大,易出現局部過熱,運動不穩定,且螺桿根部扭矩過大,易折斷; h3的影響存在最佳值 L3的影響 L3 ， Q ； 螺棱與料筒間隙0的影響 0 ， Q 。,作業,1.說明擠出成型基本過程及輔機的作用。 2.說明固體輸送理論的研究思路，分析影響固體輸送流率的因素有哪些？ 3.分析影響熔融區長度的因素有哪些？ 4.為了擠出機生產達到質量

20、和產量的穩定，應控制哪些因素 5.熔體在熔體輸送區的螺槽中的流動形式有哪幾種？,6.3 典型擠出制品的加工工藝,6.3.1 概述,1. 擠出成型工藝與過程,原料的準備和預處理 擠出成型 定型與冷卻 牽引和卷取(切割） 熱處理 后處理,通常的程序：,原料的準備與預處理,擠出造型,制品的定型與冷卻,制品的牽引與卷取（切割）,后處理,包裝,(1)原料準備與預處理 通常包括干燥、預熱、著色、混入各種添加劑和廢品的回收利用等。,原料干燥：,目的：1)原料中的水分 2)從外界吸收的水分 影響擠出過程的正常進行和制品的質量: 制品出現氣泡 表面晦暗等缺陷 物理機械性能降低 擠出無法進行 通常控制水分含量在0

21、.5以下,1). 擠出機各部分工藝條件 擠出過程: 螺桿轉數、料筒壓力、溫度,(A)物料溫度：來源于料筒加熱器和螺桿對物料的剪切。,(2)擠出成型工藝,料溫升高：粘度降低，利于塑化； 熔體流量大，出料加快，機頭和口模溫度過 高，擠出物形狀穩定性差，制品收縮率增加， 甚至制品發黃、出現氣泡。 擠出不能正常進行。,溫度降低：熔體粘度大，機頭壓力增加，制品密實、 形狀穩定性好，但離模膨脹嚴重，應適當 增大牽引速度。,料溫過低：塑化較差，功率消耗增加。,口模與模芯溫差過大：擠出制品出現向內或向外翻或 扭歪情況。,(B)增大螺桿的轉速： 強化對物料的剪切作用，利于物料的混合和塑化，提高物料的壓力。,2)

22、. 擠出機工藝條件與聚合物有關 同是管材，聚合物不同，擠出條件就不同。 例：生產3mm厚，內徑25mm的管材, 軟PVC的生產工藝和ABS就不相同。,軟PVC ABS 加料段溫度 90-100 160-165 壓縮段 120-130 170-175 均化段 130-140 175-180 機頭溫度 150-160 175-180 口模溫度 170-180 190-195 螺桿: 長徑比 16-21 15-20 壓縮比 1.5:1 23:1 轉速(轉/分) 20 10,3). 擠出工藝還與產品的形狀有關 例：同是ABS、管材和棒材不相同 管材 棒材 加料段溫度 160165 160170 壓縮段

23、溫度 170175 170175 均化段溫度 175180 175180 機頭溫度 175180 150160 口模溫度 190195 170180,4). 擠出工藝條件對產品質量的影響 主要是溫度和剪切作用 料溫高，小，利于塑化，出料速度大 但機頭口模溫度高，則形狀穩定性下降，制品收縮率上升，制品發黃、氣泡，擠出不正常 料溫下降，則高，機頭壓力大，擠出物密實，形狀穩定性好, 但離模膨脹變大; 料溫過低，則粘度過大，功率消耗變大。 口模和模芯溫度不能相差太大，擠出物就會出現內翻或外翻 轉速N上升，剪切力上升，有利于塑化、混合，且粘度下降，混合效果好。 但由于壓力也相應增大，后期流量反而減小。,

24、定型和冷卻不及時，制品在自身重力作用下，就會發生形變。大多數情況下定型與冷卻往往是同時進行的； 管材和異形型材有定型過程； 薄膜、單絲、線纜包復物等則不需定型； 板材和片材，通過一對壓輥壓平來定型和冷卻；,（3）制品的成型與冷卻,管子的定型方法:定徑套、定徑環和定徑板等也有采用水冷卻定徑的。 冷卻速度低，定型慢由于自重下垂，質量下降； 冷卻速度高，定型快聚集態結構不同，質量可能也不能滿足要求。 如PS、LDPE和UPVC等， 冷卻過快時，制品有內應力等，并降低外觀質量； 對軟質或結晶的塑料，則應較快冷卻，否則制品極易變形。,牽引的目的： A 消除離模膨脹效應 B 避免堵塞口模，破壞擠出的連續性

25、 C 解決擠出物發生的形變 型式：滾輪式和履帶式 牽引速度：一般應稍大于擠出速度，對制品進行適度拉伸，牽引速度均勻,（4）牽引和熱處理,熱處理： 在TgTf(或Tm)間進行熱處理(熱定型) 目的：提高薄膜 的尺寸穩定性； 減少使用中的熱收縮率。,1）擠出造粒 2）管材擠出 3）片材和板材的擠出 4）紙張涂復 5）線纜包復 6）擠出吹塑 7）擠出紡絲,（5） 生產工藝流程,1.擠出流程及主要輔助設備 生產流程:機頭擠出，冷卻定型、冷卻、牽引、切割或卷曲 機頭： 直通式結構簡單，但會產生熔接痕，只能與外定徑設備配合。 直角式不用分流器，不會產生熔接痕，能得到內壁光滑管材。 分流器及支架直通式機頭

26、芯棒與口模 定型裝置： 內定徑 外定徑管材外壁與定徑套內壁相接觸。 冷卻裝置： 水槽冷卻 噴淋冷卻 牽引裝置： 履帶式 滾輪式,6.3.2.塑料管材,常見的是圓管，材料有PE、PP、PCPA軟質PVC、ABS,國內以PE、PP、軟質PVC、ABS等為主，是國際公認的金屬管替代品，也是綠色節能產品,(1)機頭：機頭和口模常連為一體,通稱機頭,包括過濾網、多孔板、分流梭（有時與模芯結合為一個部件）、模芯、口模等。 機頭的作用： 改變熔融物料的流動方向，使其由螺旋變為直線運動； 產生必要的壓力使制品密實；使物料進一步塑化均勻；成型制品。,(b)直角式 熔體在機頭中流動方向與螺桿軸向垂直. 從料筒流出

27、的熔體繞過芯模再向前流動，會產生一條分流痕，流動阻力小，料流穩定，出料均勻，但其結構復雜，占地面積大。 適于PP、PE及尺寸要求嚴格的管材.,濾網（screen）：過濾機械雜質、未熔物料；增加料流阻力，提高混合、塑化效果。由若干片疊在一起的30120目不銹鋼網組成，用多孔板支承。 多孔板（篩板、分流板）：厚度為螺桿直徑的1/31/5，上邊鉆有36mm的中間疏、兩邊密的同心圓孔，距螺桿頭部0.1D,即約為計量段一個螺槽容積，太大易積料分解，太小料流不穩定。 分流器（魚雷頭）：將圓柱形料流變為薄環狀并便于進一步加熱塑化。大型分流器內設加熱器，支架用以支承分流器及芯棒，同時使料流分束以加強攪拌，小型

28、分流器與芯棒做為一體。,(2)定型,作用：將機頭擠出材料的形狀穩定下來，得到更為精確的截面形狀、尺寸和表面粗糙度，有內定徑和外定徑法兩種。,定型方法：,（1）外徑定型：在管狀物外壁和定徑套內壁緊密接觸的情況下進行冷卻而實現的。結構簡單、操作方便，為我國普遍采用。,（2）內徑定型：是將定徑套的冷卻水管從芯棒處伸進，必須使用偏移式機頭。 用這種方法制得的管材內壁比較光滑。,(定徑),(a)內徑定徑法 一般用于直角機頭上，連在口模芯模上內通冷卻水，定型套有0.6%1%錐度，長80300mm,外徑比管材內徑大2%4%，利于收縮后尺寸在控制范圍內并保證管材內壁粗糙度。,(b)外定徑法（我國常用方法） 真

29、空定徑：管外抽真空而將管外壁吸附在冷卻定型套內壁上 內壓法定徑：管內加壓縮空氣，管外加冷卻定型套,(3)冷卻裝置,水槽冷卻,噴淋冷卻,常用冷卻水槽和噴淋水箱。 A 、冷卻水槽通常分24段，分別控制水溫，借以調節冷卻強度。一般從最后一段進入，水流與管材前進的方向相反，這樣使管狀物降溫比較緩慢，以避免因降溫過塊而使管壁內產生內應力大； B 、水槽上下水溫不同，管狀物在冷卻過程中會因上、下收縮不均而出現彎曲； C 、管狀物通過水槽時會受到浮力作用，也會產生彎曲；在管材徑向方向四周均勻布置噴淋水頭，可以避免因冷卻出現的彎曲現象。,(4)牽引裝置,橡膠帶式目前較少使用 滾輪式 履帶式,滾輪式,履帶式,牽

30、引裝置:滾輪式和履帶式。 牽引速度要與擠出速度相適應，一般前者比后者大1-10%。過快會在管壁中產生不適當的聚合物分子定向，從而降低管材的爆破強度。殘余內應力大，管材易彎曲變形，易拉斷；過慢，由于離模膨脹，壁厚增大。 牽引速度必須穩定，否則，會導致管材縱向厚度不均。,（5）切割,切割裝置要與擠出的速度同步前進的過程中切割，保證斷面與管材垂直。 由行程開關控制鋸和夾持器。 有園鋸切和行星式自動切割（大口徑） 切割后的管材為了使用時連接方便，還可以對管材一端擴口。,2. 擠出機工藝條件控制,溫度 ：擠出機各段溫度根據原料和螺桿結構來選擇； 螺桿溫度：對于粘度高的塑料，如UPVC，剪切摩擦熱高時螺桿

31、需冷卻，溫度7080。 螺桿轉速： 單螺桿擠出機45mm：轉速2040r/min， 90mm轉速1020r/min。 扭矩：與粘度大小有關，如果生產時突然變大，有不穩定因素。 機頭壓力：由壓力傳感器直接反應物料在機頭內的壓力。,3、操作時注意事項,（1）擠出耐候性的聚烯烴類管材時有時要加入炭黑。炭黑是容易吸濕的，擠出前應干燥，否則制品表面不光滑。 （2）擠出成型前先對料筒和螺桿進行分段加熱，而料斗底部應開冷卻水冷卻。當各部位達到規定溫度時，對機頭部位的銜接處螺栓等檢查擰緊以免運轉時發生漏料。 （3）開車時應先開動機器空轉，觀察電流是否穩定，然后再加料。開始速度慢些。用引管或人工牽引到牽引機上。

32、,（4）在保證成型順利進行的前題下，口模溫度越低越好，因為，溫度低，黏度大，有利于制品定型；另外減輕冷卻系統的壓力，提高生產率；對于PVC來說，還可以減少降解。 （5）檢驗管材的同心度、內外表面、顏色均勻度。 （6）停車時一般將擠出機內的物料盡量擠完，以便下次操作，必要時加清洗料進行清洗。 其它硬的連續制品如棒材、異型材等的擠出工藝與硬管類似，只是采用的機頭口模的形狀有所不同。,擠出管材常用樹脂選擇：,4.幾種典型塑料管材,按組成分類,按結構分類,塑料管道種類與應用,(1)PE管材 優點突出，成型加工容易，具有良好的韌性、無毒、耐腐蝕、耐寒性和電性能 廣泛用于自來水管、煤氣管、排污管、灌溉管、

33、化工管道及電線絕緣套管 LDPE擠出時溫度分五段控制 機身：供料段90100，壓縮段100140，計量段140160；機頭：分流器140160，模口140160 HDPE溫度一般較LDPE高20 另定型套水溫3050 一般PE管材口模溫度低于料筒最高溫度，原因是：熔體粘度低，成型溫度范圍寬，降低溫度利于成型，使制品更密實；利于定型，提高生產率；節約能源。,(2)PP管材 無毒、耐腐蝕、強度高、耐熱性好、重量輕 廣泛用作腐蝕性化工液體和氣體的輸送管，農田排灌管 普通PP性能缺陷很大，一是低溫脆性大，二是耐老化性差，一般要改性處理，常用改性配方如下： PP 100 HDPE 1020 抗氧劑101

34、0 0.5 1 CaCO3 10 工藝溫度 機身：供料段165，壓縮段180，計量段220；機頭：一區230，二區220，口模195 一般采用外定徑法(真空定徑或內壓外定徑法),(3)硬質PVC管材 耐腐蝕、絕緣性好 主要做輸送流體及做電線套管等 生產工藝 擠出(粒料)溫度：機身依次為100 120，120 140，140 160，分流器160 180，口模180 190，機頭185 190 螺桿轉速：直徑為45mm的單螺桿擠出機轉速為20 40r/min 牽引速度：比擠出速度快1% 10% 螺桿冷卻：材料流動性差，螺桿溫度偏高會粘料，適當降低螺桿溫度可使塑料與螺桿間的摩擦系數降低，減少摩擦生

35、熱，防止物料分解。,4、其它管材擠出工藝舉例,（1）聚氯乙烯波紋管 （單壁波紋管SWP、雙壁波紋管DWP） 配方： 工藝流程： 原料高速混合、冷混、傳送過篩、通過單螺桿或雙螺桿擠出圓管、立即經波紋機制成波紋狀。,塑料波紋管,（2）PVC芯層發泡復合管,相對密度0.70.9之間，具有隔音、隔熱、防震、抗沖擊、施工方便、質輕價廉等特點 配方：,（3）鋁塑復合管,內外層為聚乙烯（交聯PE為熱水管、普通PE為冷水管）、中間為鋁板焊接而成，鋁和聚乙烯之間有粘合層。為5層復合管。 生產工藝和制品如圖 工藝流程,冷卻定型,搭接式鋁塑復合管生產工藝流程,搭接處用超聲波焊接機焊接,對接式鋁塑復合管生產工藝流程,

36、擠出PE內管,冷卻定徑,冷卻,涂覆內粘合層,成型鋁管,儲帶,接帶,鋁帶卷材,焊接,鋁管定徑,加熱粘合,涂覆外粘合層,擠出PE外管,定徑,冷卻,牽引,切割,堆放或盤繞,制品,整個工藝流程需要4臺擠出機， 機頭采用復合機頭。,6.3.2 吹塑薄膜,特點：筒狀，便于用熱風機械生產袋子或切割展開成膜 材料：PE、PP、PVC、PS、PA等 分類：平擠上吹、平擠平吹和平擠下吹法 工藝過程：擠出膜管-吹膜-冷卻-牽引-卷取陳化 工藝條件：溫度、吹脹與牽引、冷卻定型、厚度調節等,1.擠出吹塑薄膜方法,吹膜方法的特點比較,2.吹塑薄膜原料選擇：,3、吹塑用設備,（A）擠出機 擠出機的擠出量要與薄膜的厚度和折徑

37、相適應。長徑比25以上。有時為了增加混煉效果，螺桿頭部增加混煉裝置。 螺桿直徑與吹膜機頭直徑的關系,（B）機頭,結構形式：側面進料芯棒式機頭、中心進料的“十字”機頭和螺旋式機頭 。三種機頭的特點和應用范圍如表(下表） 旋轉機頭：為了使薄膜厚度公差均勻地分布在薄膜四周，在成型過程中，讓機頭和芯棒以相反方向同時旋轉。適合寬幅薄膜。 復合機頭，用于生產不同材料復合的薄膜。 機頭要求：應保證熔體在其中具有穩定的壓力；擠出筒坯各點的厚度一致；溫度均一。它是保證薄膜厚度不致明顯波動的首要條件。,（C）冷卻、定徑裝置,冷卻裝置：應滿足生產能力高、制品質量好、生產過程穩定等要求。冷卻裝置還可以對薄膜的厚度不均

38、勻性進行調整。常用的有： 風環，上吹法常用 水環，下吹法和熱收縮膜常用 定徑裝置，帶內冷卻生產線用，薄膜的寬度保持在公差12mm。 （D）牽引、卷取裝置、人字板、展平輥 （E）其它輔助裝置：橫向切斷、縱向切斷、電暈放電處理。,4、吹塑工藝控制,（1）工藝流程 擠出管坯、吹脹（冷卻、牽引）管泡、卷取Flash演示 （2）工藝控制因素 A、吹脹比、牽引比、口模環隙寬度b 薄膜平均厚度 吹脹比是泡管直徑與口模直徑之比； 牽引比是指牽引速度與擠出筒坯的線速度之比； 牽引比和吹脹比控制薄膜縱橫向定向。 =b/,吹脹比和牽引比調整,a、在機頭口模尺寸一定的情況下，吹脹比受筒膜預定折徑的限制；另外吹脹比過大

39、會導致泡狀物的不穩定和促使筒坯上已存在的缺陷擴大，故吹脹比可調整的范圍不大； b 、=b/ 既然 不能在較大范圍內變動，要使膜厚度減小就只能增大牽引比。使在實際生產中吹脹比遠小于牽引比。 c、 如果仍然希望維持膜縱橫向的定向程度一致，就只能依靠調整口模溫度和冷卻系統的冷卻能力來實現。因為提高口模溫度和降低冷卻速度，能夠適當延長擠出物在其冷固溫度以上的停留時間，有利于降低泡狀物在縱向的大分子取向度。,B 冷卻速率 吹塑薄膜顯著的特點是吹脹、牽引、冷卻同時進行。 從冷卻風環吹出的冷卻空氣對筒膜的降溫速率，不僅影響生產率，而且與所制得的膜的外觀、尺寸和性能有密切關系。實際生產過程中，用冷凍線高度來判定所選擇的冷卻條件是否合適。 冷凍線：在擠出吹膜過程中,結晶型聚合物剛擠離口模的是透明的，一旦冷卻到適當溫度時,失去透明性而變渾濁，透明與渾濁的交界線稱為冷凍