/塑料擠出應遵從的原則問題1.機械原則擠出的基本機理很簡單一個螺桿在筒體中轉動并把塑料向前推動。螺桿實際上是一個斜面或者斜坡，纏繞在中心層上。其目的是加添壓力以便克服較大的阻力。就一臺擠出機而言，有3種阻力需要克服：固體顆粒（進料）對筒壁的摩擦力和螺桿轉動前幾圈時（進料區(qū)）它們之間的相互摩擦力；熔體在筒壁上的附著力；熔體被向前推動時其內部的物流阻力。牛頓曾解釋說，假如一個物體沒有向一個給定的方向運動，那么這個物體上的力就在這個方向中平衡。螺桿不是以軸向運動的，雖然在圓周相近它可能橫向快速轉動。因此，螺桿上的軸向力被平衡了，而且假如它給塑料熔體施加了一個很大的向前推力那么它也同時給某物體施加了一個相同向后推力。在這里，它施加的推力是作用在進料口后面的軸承止推軸承上。多數(shù)單螺桿是右旋螺紋，像木工和機器中使用的螺桿和螺栓。假如從后面看，它們是反向轉動，由于它們要盡力向后旋出筒體。在一些雙螺桿擠出機中，兩個螺桿在兩個筒體中反向轉動并相互交叉，因此一個必需是右向的，另一個必需是左向的。在其它咬合雙螺桿中，兩個螺桿以相同的方向轉動因而必需有相同的取向。然而，不管是哪種情況都有汲取向后力的止推軸承，牛頓的原理依舊適用。2.熱原則可擠出的塑料是熱塑料它們在加熱時熔化并在冷卻時再次凝固。熔化塑料的熱量從何而來？進料預熱和筒體/模具加熱器可能起作用而且在啟動時特別緊要，但是，電機輸入能量電機克服粘稠熔體的阻力轉動螺桿時生成于筒體內的摩擦熱量是全部塑料zui緊要的熱源，小系統(tǒng)、低速螺桿、高熔體溫度塑料和擠出涂層應用除外。對于全部其他操作，認得到筒體加熱器不是操作中的重要熱源是很緊要的，因而對擠出的作用比我們估計的可能要?。ㄒ姷?1條原則）。后筒體溫度可能依舊緊要，由于它影響齒合或者進料中的固體物輸送速度。模頭和模具溫度通常應當是想要的熔體溫度或者接近于這一溫度，除非它們用于某實在目的像上光、流體調配或者壓力掌控。3.減速原則在多數(shù)擠出機中，螺桿速度的變化通過調整電機速度實現(xiàn)。電機通常以大約1750rpm的全速轉動，但是這對一個擠出機螺桿來說太快了。假如以如此快的速度轉動，就會產生太多的摩擦熱量而且塑料的滯留時間也太短而不能制備均勻的、很好攪拌的熔體。典型的減速比率在10：1到20：1之間。*階段既可以用齒輪也可以滑輪組，但是第二階段都用齒輪而且螺桿定位在zui后一個大齒輪中心。在一些慢速運行的機器中（比如用于UPVC的雙螺桿），可能有3個減速階段并且zui大速度可能會低到30rpm或更低（比率達60：1）。另一個是，一些用于攪拌的很長的雙螺桿可以以600rpm或更快的速度運行，因此需要一個特別低的減速率以及很多深冷卻。有時減速率與任務匹配有誤會有太多的能量不能使用而且有可能在電機和更改zui大速度的*個減速階段之間加添一個滑輪組。這要么使螺桿速度加添到超過以前極限或者降低zui大速度允許該系統(tǒng)以zui大速度更大的百分比運行。這將加添可獲得能量、削減安培數(shù)并避開電機問題。在兩種情況中，依據(jù)材料和其冷卻需要，輸出可能會加添。4.進料擔當冷卻劑擠出是把電機的能量有時是加熱器的傳送到冷塑料上，從而把它從固體轉換成熔體。輸入進料比給料區(qū)中的筒體和螺桿表面溫度低。然而，給料區(qū)中的筒體表面幾乎總是在塑料熔化范圍之上。它通過與進料顆粒接觸而冷卻，但熱量由熱前端向后傳遞的熱量以及可掌控加熱而保持。甚至當前端熱量由粘性摩擦保持并且不需要筒體熱量輸入時，可能需要開后加熱器。zui緊要的例外是槽型進料筒，幾乎于HDPE。螺桿根表面也被進料冷卻并被塑料進料顆粒（及顆粒之間的空氣）從筒壁上絕熱。假如螺桿驀地停止，進料也停止，并且由于熱量從更熱的前端向后移動，螺桿表面在進料區(qū)變得更熱。這可能引起顆粒在根部的粘附或搭橋。5.在進料區(qū)內，粘到筒體上滑到螺桿上為了使一臺單螺桿擠出機光滑筒體進料區(qū)的固體顆粒輸送量到達zui大，顆粒應當粘在筒體上并滑到螺桿上。假如顆粒粘在螺桿根部，沒有什么東西能把它們拉下來；通道體積和固體的入口量就削減了。在根部粘附不好的另一個原因是塑料可能會在此處熱煉并產生凝膠和仿佛污染顆粒，或者隨輸出速度的變化間歇粘附并停止。多數(shù)塑料很自然地在根部滑動，由于它們進入時是冷的，而且摩擦力還沒有把根部加熱到和筒壁一樣熱。一些材料比另一些材料更可能粘附：高度塑化PVC，非晶體PET，和某些zui終使用中想要的有粘附特性的聚烯烴類共聚合物。對于筒體，塑料有必要粘附在這里以便它被刮掉并被螺桿螺紋向前推動。顆粒和筒體之間應當有一個高的摩擦系數(shù)，而摩擦系數(shù)反過來也受后筒體溫度的猛烈影響。假如顆粒不粘附，它們只是就地轉動而不向前移動這就是為什么光滑的進料不好的原因。表面摩擦并非影響進料的*因素。很多顆粒永久都不接觸筒體或螺桿根部，因此在顆粒物內部必需有摩擦和機械與粘度連鎖。帶槽筒體是一種特別情況。槽在進料區(qū)，進料區(qū)與筒體其余是熱絕緣的并是深度水冷的。螺紋把顆粒推入槽內并在一個相當短的距離內形成一個很高的壓力。這加添了相同輸出較低螺桿轉速的咬合允量，從而前端產生的摩擦熱量削減，熔體溫度更低。這可能意味著冷卻限制吹制膜生產線中更快的生產。槽特別適合于HDPE，它是除過氟化塑料之外zui滑的一般塑料。6.材料的花費zui大在某些情況下，材料成本可以占到產成本的80%多于其他全部因素之和除過少數(shù)質量和包裝特別緊要的產品比如*。這個原則自然引出兩個結論：加工商應當盡可能多地重復使用邊角料和廢品來代替原材料，并盡可能嚴格地遵守容差以免背離目標厚度及產品顯現(xiàn)問題。7.能源成本相對來說并不緊要盡管一個工廠的吸引力和真正問題和上升的能源成本在同一水平線上，運行一臺擠出機所需的能源依舊是總生產成本中很少一。情況總是這樣的由于材料成本特別高，擠出機是一個有效的系統(tǒng)，假如引入了過多能量那么塑料就會很快變得特別熱以致于無法正常加工。8.螺桿末端的壓力很緊要這個壓力反映螺桿下游全部物體的阻力：過濾網(wǎng)和污染扎碎機板、適配器輸送管、固定攪拌器（假如有）以及模具自身。它不但倚靠于這些組件的幾何圖形還倚靠于系統(tǒng)中的溫度，這反過來又影響樹脂粘度和通過速度。它不倚靠于螺桿設計，它影響溫度、粘度和通過量時除外。就安全原因來說，測量溫度是很緊要的假如它太高，模頭和模具可能爆炸并損害相近人員或機器。壓力對于攪拌是有利的，特別在單螺桿系統(tǒng)的zui后區(qū)域（計量區(qū)）。然而，高壓力也意味著電機要輸出更多的能量因而熔體溫度更高這可以規(guī)定壓力極限。在雙螺桿中，兩個螺桿相互咬合是一種更加有效的攪拌器，因此用于這種目的時不需要壓力。在制造空心部件時，比如使用支架對核心定位的蜘蛛模具制造的管子，必需在模具內產生很高的壓力來幫忙分開的物流重新組合。否則，沿焊接線的產品可能較弱并且在使用時可能顯現(xiàn)問題。9.輸出=zui后一個螺紋的位移+/—壓力物流和泄漏zui后一個螺紋的位移叫做正流，只倚靠于螺桿的幾何形狀、螺桿速度和熔體密度。它由壓力物流調整，實際上包括了削減輸出量的阻力效果（由zui高壓力表示）和加添輸出量的進料中的任何過咬合效果。螺紋上的泄漏可能是兩個方向中的任意一個方向。計算每個rpm（轉）的輸出量也是有用的，由于這表示某時間螺桿的泵出本領的任何下降。另外一個相關的計算是所用每馬力或千瓦的輸出量。這表示效率并能夠估量一臺給定電機和驅動器的生產本領。10.剪切率在粘度中起重要作用全部一般塑料都有剪力下降特性，意思是在塑料運動得越來越快時粘度變低。一些塑料的這個效果表示得特別明顯。例如一些PVCs在推力加添一倍時流速會加添10倍或更多。相反，LLDPE剪力下降得不是太多，推理加添一倍時其流速只加添3到4倍。削減了的剪力降低效果意味著擠出條件下的高粘度，這反過來又意味著需要更多的電機功率。這可以解釋為什么LLDPE運行時溫度比LDPE高。流量以剪切率表示，在螺桿通道中時大約是100s—1，在多數(shù)模具口型中是100和100s—1之間，在螺紋與筒壁間隙和一些小模具間隙中大于100s—1。熔體系數(shù)是粘度的一個常用的測量方法但卻是顛倒的（比如是流量/推力而不是推力/流量）。惋惜，其測量是在剪切率在10s—1或更小時而且在熔體流速很快的擠出機中可能不是一個真實的測量值。11.電機與筒體對立，筒體與電機對立為什么筒體的掌控效果并非總是和期望的一樣，特別是在測量區(qū)內？假如對筒體加熱，筒壁處的材料層粘度變小，電機在這個更加光滑的筒體內運行需要的能量更少。電機電流（安培數(shù)）下降。相反地，假如筒體冷卻，筒壁處的熔體粘度增大，電機必需更加用力地轉動，安培數(shù)加添，通