擠出模塑的教案第1頁/共207頁1、擠出成型的基本概念塑料的擠出成型：擠出成型又叫擠塑、擠壓、擠出模塑。用加熱（干法）或濕法（溶劑）使塑料成為流動狀態(tài)，然后在機械力（壓力,借助螺桿和柱塞的擠壓）作用下，使塑化均勻的塑料通過塑模（俗稱機頭）制成具有恒定截面連續(xù)的制品。

擠出成型一般包括三個過程：

物料在螺桿中熔融塑化——機頭口模擠出——冷卻定型

2.適用的樹脂材料

絕大部分熱塑性塑料及部分熱固性塑料，如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及密胺樹脂等

3.擠出制品

塑料薄膜、網(wǎng)材、帶包覆層的產(chǎn)品、截面一定、長度連續(xù)的管材、板材、片材、棒材、打包帶、單絲和異型材等等，還可用于粉末造粒、染色、樹脂摻和等。5.1概述(summarize)第2頁/共207頁擠出成型的制品(products)第3頁/共207頁擠出成型的制品(products)第4頁/共207頁4.幾種典型制品的生產(chǎn)線(productionline)第5頁/共207頁擠出片材生產(chǎn)線第6頁/共207頁擠出線纜包覆成型生產(chǎn)線第7頁/共207頁擠出吹塑薄膜生產(chǎn)線第8頁/共207頁5.擠出成型的主要特點①

設備成本低，投資少收效快。②

生產(chǎn)效率高，擠出機單機產(chǎn)量較高。③

可連續(xù)化生產(chǎn)，可一機多用。④

產(chǎn)品質量均勻、密實，而且能生產(chǎn)較復雜的產(chǎn)品（異型材）。6.擠出成型的分類

連續(xù)式和間歇式間歇式采用柱塞式擠出機（壓力大），用于聚四氟乙烯等連續(xù)式可采用單螺桿擠出機和雙螺桿擠出機5.1概述(summarize)第9頁/共207頁5.2擠出設備ExtrusionMachinery

一臺擠出設備通常由主機（擠出機Extruder）、機頭和口模、輔機及其控制系統(tǒng)組成。通常這些組成部分統(tǒng)稱為擠出機組。是擠出成型過程中的關鍵設備，它的規(guī)格及工藝控制直接影響擠出過程的產(chǎn)量的質量。第10頁/共207頁由擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、加料裝置和加熱系統(tǒng)四部分組成。5.2.1單螺桿擠出機(single-screwextruder)第11頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——傳動（todrive)（1）傳動（驅動）系統(tǒng)：

作用：為驅動螺桿轉動，并保證螺桿轉動所需的力矩和轉速，由減速箱和電機、軸承組成。

要求：a.恒扭矩

b.穩(wěn)定轉速

c.無級調速及范圍

調速的方法：a.三相異步整流子電機。效率高、啟動性好、穩(wěn)定性好，最大功率125KW。體積大，成本高故障率高。

b.直流電機。改變電電壓時可得到恒扭矩調速，改變激磁電壓得到恒功率調速。低速工作不穩(wěn)定。

c.機械無級變速器與異步電機配用。穩(wěn)定性好，維修簡單。最大功率＜20KW。

d.液壓馬達。傳動特性軟，啟動慣性小。制造精度高。

e.變頻調速。三相異步電機和變頻器。節(jié)能。目前常用變頻和直流兩種第12頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——加料裝置（feed）

（2）加料裝置

加料斗和上料器組成加料斗：

a.普通料斗

b.有攪拌器的加料斗

c.強制加料

d.帶干燥裝置自動上料：彈簧、鼓風、真空、群控。

第13頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——加料裝置（feed）群控示意圖第14頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——料筒（barrel）（3）擠壓系統(tǒng)ⅰ.料筒（螺筒）

作用：輸送物料，對物料進行加熱、加壓。要求：耐溫，堅韌，耐磨和耐腐。料筒常是鋼制外殼和合金鋼內襯共同組成的。料筒的外部裝置

a.加熱裝置：采用電阻絲加熱，也可電感應加熱，蒸汽或油加熱。

b.冷卻裝置：風冷或水或油冷，其作用是防止進料口處的物料過熱發(fā)粘，出現(xiàn)搭橋現(xiàn)象，使物料供料不足。另外在緊急停車時，避免物料過熱降解。第15頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)ⅱ.螺桿

①.螺桿的作用：

a.對物料進行輸送和加壓；

b.混合、塑化、加熱；

c.定量擠出。

②.螺桿形狀

a.漸變形螺桿：螺槽容積是逐漸變小。分為等距不等深螺桿和等深不等距螺桿。這種螺桿壓縮段較長，螺槽深度逐漸變淺主要用于加工非晶型塑料，如PVC。

b.突變形螺桿：螺槽容積是突然變小。壓縮段較短，螺槽深度變化較大。主要用于加工結晶型塑料，PP、PE、PA。

變距等深螺桿：主要用于橡膠加工等距變深螺桿：主要用于塑料成型、橡膠成型變深變距螺桿：加工困難，應用很少?

魚雷頭：高粘物料第16頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)第17頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)第18頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)

③參數(shù)

a.螺桿直徑D螺桿直徑分螺桿外徑D、內徑Ds和平均直徑Da，螺桿直徑不僅是螺桿的主要參數(shù)，也是擠出機的規(guī)格參數(shù)。螺桿直徑D與生產(chǎn)能力Q有關。

Q=βD2n

如何確定擠出機的規(guī)格呢（也就是說如何確定螺桿直徑呢）？一般根據(jù)加工制品的斷面尺寸和所要求的生產(chǎn)率來決定。用大規(guī)格機器生產(chǎn)小型制品是很不經(jīng)濟的，而且會由于機頭壓力過高造成機器的損壞，但是用小直徑螺桿擠出機生產(chǎn)大型制品也是很困難的。因此生產(chǎn)機器與制品應當匹配。

第19頁/共207頁螺桿直徑與加工制品的范圍螺桿直徑(mm)

硬管直徑(mm) 吹膜直徑(mm) 擠板寬度(mm)Φ30 3~30 50~300 Φ45 0~45 100~500Φ65 20~65 400~900 400~800Φ90 30~120 700~1200 700~1200Φ120 50~180 ~2000 1000~1400Φ150 80~300 ~3000 1200~2500Φ200 120~400 ~40005.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)第20頁/共207頁b.螺桿長徑比L/D工作長度與螺桿直徑之比，它也是擠出機規(guī)格參數(shù)之一。對于加工不同制品，L/D選擇也不同。粉料造粒，L/D大些；廢料造粒，L/D小些；吹模成型，L/D大些。一般長徑比為15～25，發(fā)展趨勢大的長徑比。增加L/D的作用：①

螺桿加壓充分，制品的物理力學性能可提高。②

由于物料塑化好，制品的外觀質量也好。在轉速一定下，L/D↑，物料在螺桿中運動時間↑，物料塑化和混合效率↑③

擠出量可提高20-40%，且擠出量也較穩(wěn)定。L/D↑，可以相應提高轉速，生產(chǎn)能力↑④

有利于粉料成型。但對于一些熱敏性材料（如PVC）受熱時間過長產(chǎn)生分解，而且L/D↑，功耗N↑，加工制造困難，螺桿壽命↓。5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)第21頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)c.螺桿的分段及各段的功能一般螺桿分為三段，即加料段（供料段）壓縮段（熔化段）均化段（計量段）①加料段（固體輸送段）：靠近料斗附近作用：使塑料受熱前移，將料斗供給的物料送往壓縮段。物料特征：固態(tài)結構：等距等深(0.10-0.15D)，長度據(jù)情況而定(L1=4-8D)。要求：ⅰ固體輸送能力應稍高于或等于熔融段或均化段的工作能力。

ⅱ壓實固體顆粒或粉料，排出氣體減少固體間的縫隙，有利于傳熱。第22頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)加料段長度的選擇

熔點高、導熱性差、熱焓大的聚合物加料段的長度取長一些，反之短一些。例如：HDPE、PP、PS。物理壓縮比＝密度/松密度。松密度g/cm3密度g/cm3物理壓縮比熔點℃導熱系數(shù)w./m.T達到“標準”的擠出溫度所需熱量kJ/kgPPHDPEPS0.510.540.590.900.961.051.771.781.781701351350.220.43-0.510.16690(250℃)690(220℃)505(220℃)第23頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)②壓縮段（熔融段）：螺桿中部一段（L2=3-15D）作用：加熱熔化；加壓壓實物料；排除空氣。物料狀態(tài)：液相、固相共存要求：物料得到進一步壓縮，排出氣體和揮發(fā)物；完成有松散料轉變成熔體的密度的變化。(HDPE松密度0.5g/cm3，190℃0.76g/cm3,20℃0.92g/cm3）幾何壓縮比：e＝H1/H3

第一個螺槽容積/最后一個螺槽的容積，大小取決于物理壓縮比、物料進料時聚集狀態(tài)和制品的狀態(tài)。一般幾何壓縮比(1.5～5)要大于物理壓縮比(1.5～3)。原因：避免發(fā)生缺料和漏料。改變螺槽深度；幾何壓縮比獲得方法：改變螺距；同時改變螺槽深度與螺距。第24頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)

常用塑料的壓縮比如下：

UPVC（粒料）

2.5

UPVC（粉料）

3－4

軟PVC（粒料）3－4

軟PVC（粉料）

3－5

PE

3－4

PP

2.5－4

PS

2－4

ABS

1.6－2.5

PA-6

3.5

PA-1010

3

PMMA3POM2.8-4

PC2.5-3PA-63.5

PA-663.7PA-112.6-4.7第25頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)③均化段(計量段）：螺桿最后一段

作用：使熔體塑化均勻；使料流定量、定壓擠出。

物料特征：液態(tài)

結構：等距等深(H3=0.02-0.06D)，長度據(jù)情況而定(L3=6-10D)。增大L3的長度，物料在均化段的停留時間長，物料的剪切作用增加，有利于對物料的分散和混合。但不利于低溫擠出，熱敏性樹脂易分解。均化段槽深h3也是一個重要參數(shù)，它對擠出機的塑化質量和混煉質量、機器的生產(chǎn)率、功率消耗和螺桿強度都有直接影響。對PE、PP能承受高剪切作用的，h3可選小些；而PVC、熱穩(wěn)定差，h3可選大些。這樣，剪切發(fā)熱減小，一般h3=(0.025~0.06)D

當ε和h3確定后，加料段槽深h1為：第26頁/共207頁塑料

長度加料段壓縮段均化段無定形塑料10-25%50-65%20-25%結晶性塑料50-65％0-15%25-30%表4螺桿的三段長度表5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)第27頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)d.螺桿上的螺旋角θ和螺棱寬度e

螺旋角：30°時適合于細粉狀。加料段：15°方塊料

17°球、柱狀料計量段：30°產(chǎn)率最高。

θ＝17.6°對產(chǎn)率影響不大。螺棱的寬度：e0.08-0.12De大：占據(jù)螺槽容積，增加螺桿的功率局部過熱

e小：削弱螺棱強度，增大漏流。螺棱的形狀：矩形和鋸齒形。

第28頁/共207頁螺紋導程T、螺距s、螺紋頭數(shù)i和螺旋角θ

導程：螺桿旋轉一周，螺棱上任意一點沿軸向前進的距離為導程。

螺距：螺桿相鄰兩螺棱間的距離。

螺紋頭數(shù)：螺桿頭或尾螺棱的個數(shù)。

螺旋角：螺棱與螺桿橫截面之間的夾角，它們之間的關系：e.螺桿的頭部結構螺桿的頭部結構也非常重要，半園頭、錐頭應用較廣，螺桿前需裝過慮板，常用于PE、PP、軟質PVC等。尖頭主要適用于硬質PVC，以防止物料因滯留而分解。魚雷頭主要用于擠出粘度大、導熱不良及有明顯熔點的樹脂如PS、PA、PMMA以及聚烯烴造粒。5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)第29頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——螺桿(screw)e.螺桿的頭部結構

帶螺紋的錐體球體－流線型錐體扇形體球體錐體第30頁/共207頁5.2.1單螺桿擠出機——加熱和冷卻（4)擠出機的加熱冷卻系統(tǒng)a.加熱（heating）料筒熔融段和機頭外部方式有電、液體和蒸汽加熱。b.冷卻（cooling）螺桿加料段逆向通冷卻水以加大輸送能力加料口下方用冷卻水冷卻，防止熱量傳向傳動側燒壞電機，并防止料斗中“架橋”料筒非工作側用鼓風機帶走過多的熱量防止物料分解。第31頁/共207頁國內表示法：?SJ—30X25BSJ

—表示擠出機；30：表示螺桿直徑；25：表示螺桿長徑比；B：表示機器結構或參數(shù)改進后標志。?SJW—250X10

螺桿直徑250mm長徑比為10的塑料擠出喂料機。?SJZ—90

表示螺桿直徑90mm長徑比為20的塑料擠出造粒機。5.2.1螺桿擠出機第32頁/共207頁5.2.2單螺桿擠出原理(extrusionprinciple)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(chǎn)量穩(wěn)定，須滿足以下兩個條件：熔體的輸送速率=固態(tài)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(chǎn)率第33頁/共207頁一.固體輸送理論(solidconvey)1．假設條件：物料與螺槽和料筒壁緊密接觸形成固體;

塞（床），恒速移動；略去及物料重力、密度變化的影響；

H1恒定，壓力是螺槽長度的函數(shù)；螺桿不動，料筒以的速度移動；螺槽為矩形。為分析方便，將一個螺距內的螺桿做平面展開,當螺桿轉動一周，設物料固體塞中的一點由A運動到B點。

2.固體輸送率Qs公式推導:物料的輸送速率是單位時間內從螺桿軸向截面所輸送的物料體積，其值等于螺槽在軸向的投影面積A與物料在軸向的運動速度Vpl的乘積。第34頁/共207頁2.固體輸送率Qs公式推導第35頁/共207頁2.公式推導移動角φ

Db:料筒內徑；t：螺紋的導程；L1：固體輸送段的軸向長度；fs：塑料與螺桿的摩擦系數(shù)；fb：塑料與料筒的摩擦系數(shù)；P1輸送段進口壓力；P2輸送段出口壓力；θS:螺桿根部的螺旋角；θb:螺桿頂部的螺旋角；θa:平均螺旋角；H1：加料段螺槽深度。第36頁/共207頁3.討論1.N：

Qs∝N，提高轉速可增大產(chǎn)量。但實際中，N增大一倍，Qs不一定增加一倍。原因是：N↑，摩擦力↑，溫度↑而影響摩擦系數(shù)，也就影響到Qs。

2.Hf、Db

Qs∝Db，增加螺桿直徑，Qs增加。

Qs∝H1螺桿外徑一定時，增加加料段螺槽深度有利于提高Qs。第37頁/共207頁3.討論3.移動角φ

Qs∝tgφ·tgθb/(tgθb+tgφ)Qs∝tgθ/[(tgθb/tgφ)+1]

若φ↑，則tgφ↑，而(tgθb/tgφ)↓，∴[(tgθb/tgφ)+1]↓，即Qs↑?！郠s∝φ影響移動角φ的因素：Qs↑第38頁/共207頁3.討論4.摩擦系數(shù)f

fs/fb

比值↓，cosφ↓，φ↑，Qs↑提高fb和降低fs的措施：a.提高螺桿光潔度；涂F4b.在料筒上開設縱向槽溝，把物料與機筒之間的摩擦系數(shù)轉變?yōu)槲锪吓c物料之間的摩擦，摩擦系數(shù)可提高5倍。c.降低螺桿溫度，通冷卻水；d.根據(jù)fb與溫度關系，適當提高加工溫度。控制螺桿和機筒溫度高聚物與金屬的摩擦系數(shù)是溫度的函數(shù)，不同物料不同溫度下的摩擦系數(shù)可通過實驗得到。如LDPE,T=104~110℃時，f最,T=50℃時f最小。第39頁/共207頁3.討論5.螺旋角θθb=0,物料在螺桿中打滑，不能輸送；θb=900，輸送率Qs最大；一般移動角0<θ<900,增大θ，可以明顯提高Qs第40頁/共207頁3.討論假設fs＝fb

，P2＝P1，取不同的fs及θb，以tgφ·tgθb/(tgθb+tgφ)對θb作圖，由于fs在0.4～0.6之間，最佳θb的范圍是17~20°。目前常取θb=17°41’。6.壓力

要保證P1的穩(wěn)定性。P1↑φ↑Qs↑第41頁/共207頁4．總結從工藝上：

1.提高螺桿的轉速N 2.適當提高加料段物料的溫度和降低螺桿的溫度，有利于增加物料與料筒的摩檫率，減少物料與螺桿的摩檫率。

從設備上: 3.增大螺桿的直徑

4.增大螺槽的深度

5.選用最佳方向角

6.加料段料筒內縱向開槽第42頁/共207頁二.熔融理論第43頁/共207頁二.熔融理論（melt）

對于壓縮段熔融理論的研究是從1959年開始，Maddock（馬多克）等人根據(jù)實驗觀察，定性地描述了物料的熔融過程。第44頁/共207頁二.熔融理論

由于外傳熱和摩擦熱（內熱）的共同作用，與料筒內表面接觸的物料首先熔化，形成熔膜。當熔膜厚度超過螺桿與料筒間隙時，熔膜被螺棱的推進面刮到螺槽中，并逐漸匯集成旋轉的流動區(qū)，形成熔池。在熔池的前方是一些受熱軟化和半熔融的物料，而由于外傳熱和摩擦熱的共同作用，與料筒內表面接觸的物料首先熔化，形成熔膜。處于最前面的是完全沒熔融的物料，這些半熔融和未熔融的物料稱為固體床。固相與液相的界面稱為遷移面，熔化在此進行。在熔融區(qū)結束時，塑料全部板材熔體。因此，物料在熔融段完成了由固體到液體的相的轉變。熱源：料筒壁熱傳導和摩擦。第45頁/共207頁二.熔融理論壓縮段物料固-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(shù)、物料特性、工藝參數(shù)間的關系2．冷卻試驗和熔融機理冷卻試驗：本色料+3~5%著色料擠出——穩(wěn)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3.現(xiàn)象：①熔融料呈流線型，未塑化料始終呈固態(tài)②固—液兩相有一明顯分界線③固相逐漸消失，固體塑化完全集中在熔膜處第46頁/共207頁二.熔融理論第47頁/共207頁1.基本假設1966年Todmol（塔莫爾）根據(jù)馬多克理論建立了數(shù)學模型，使熔融理論發(fā)展到理論計算?；炯僭O：

a.熔化過程是穩(wěn)定的過程；

b.固相是連續(xù)的均質體，沒有崩潰現(xiàn)象，而且螺槽的橫截面為矩形；

c.塑料的熔融溫度范圍很窄，因此固相與液相分界面很明顯；

d.熔體為牛頓流體；

e.熱量只在螺槽深度方向傳導，忽略其它方向的熱傳導和對流；

f.固體的熔化只是在界面處進行，熔池對固體的傳熱忽略不計；

g.熔化的物料由料筒表面的拖拽作用匯集到螺槽的推進面形成熔池，固體床以恒定的速度Vsy進入界面；

h.固體床在Y方向上無限深；

i.其它所有物理性能都是常數(shù)。第48頁/共207頁二.熔融理論第49頁/共207頁固體床在螺槽中的分布第50頁/共207頁

根據(jù)能量平衡、質量平衡原理推出熔化速度和固體床分布函數(shù)，最后求出熔化長度。①分界面上單位的熱量平衡

即：

Km、Ks：分別為液相和固相塑料的導熱系數(shù)

λ：固相塑料熔化潛熱

ρs：固相密度

(dT/dy)y=0：分別為熔膜內和固相內的溫度分布梯度2.公式推導第51頁/共207頁2.公式推導②經(jīng)熔膜流入分界面每單位面積上的熱流量：③分界面上每單位面積上傳入固相內的熱流量：則（1）式為：第52頁/共207頁2.公式推導④單位螺槽長度上的熔化速率ω：由固相沿Y方向加入熔膜的新熔化的物料量應等于由熔膜沿X方向流入熔池的物料量。

即：第53頁/共207頁2.公式推導解出（4）式中的Vsy代入（5）式中得：Φ是熔化速率的量度，Φ值越高，則熔化速率大。第54頁/共207頁2.公式推導⑤固體床寬度分布函數(shù)和螺桿熔融區(qū)的總長度ZT即：

d（HX）/dz=-ω/(ρs·Vsz)（9）式a.漸變型螺桿的固體床分布函數(shù)

H=H1-AZ（10）式將（10）式與ω=φX1/2代入（9）式并整理得：

G：質量流量；ψ：無因次數(shù)群，熔化系數(shù)。熔化長度：

ZT=(2–A/ψ)H1/ψ(14)式

第55頁/共207頁2.公式推導b.對等深螺槽的固體床分布函數(shù)為：

如果熔化是在Z=0處開始，則X1=W。漸變螺桿和等深螺桿的固體床分布分包為：

當外界條件一樣時，ψ一樣時，比較（16）（14）式，發(fā)現(xiàn)漸變型螺槽熔化長度比等深螺槽短一些。第56頁/共207頁3.影響熔融過程的因素

第57頁/共207頁3.影響熔融過程的因素（2）熔化段總長度與質量流率的關系以等深螺槽為例:將（12）式代入（16）式得：

ZT=(2G)/(ΦW1/2)（19）式從上式得出結論：

N↑，G↑，ZT↑。由ZT知道，G與ZT成正比。N增大，將導致G和Φ的增加，而G的增加需要增大ZT

，而Φ的增加可以減少ZT

，相矛盾。對于無背壓控制的設備，Φ的增加對Zt的影響不足以抵消G增加的影響，其結果需要增大ZT

；增加背壓后可以減少G增加對ZT的影響，即Φ的增加對ZT的影響大于G的影響，可以減少ZT

。并且要適當增加Tb和Ts,增加Φ值，減少ZT

。第58頁/共207頁三.熔體輸送理論

在螺桿三段理論中，均化段熔體輸送理論是研究最早，也是最成熟的，因為均化段的理論是非常重要的，通常以均化段的生產(chǎn)率代表擠出機的生產(chǎn)率，以均化段的功率為擠出機功耗的基礎。將螺桿、料筒展開，料筒與螺桿的相對速度Vb被分解為平行于螺槽方向的分速度Vbx和垂直于螺槽方向得分速度Vbz,使熔體產(chǎn)生了不同方向的流動，從而實現(xiàn)了熔體的輸送和混合。第59頁/共207頁三.熔體輸送理論

將螺桿、料筒展開，料筒與螺桿的相對速度Vb被分解為平行于螺槽方向的分速度Vbx和垂直于螺槽方向得分速度Vbz,使熔體產(chǎn)生了不同方向的流動，從而實現(xiàn)了熔體的輸送和混合。（1）假設（2）熔體輸送、混合機理在機頭阻力下，產(chǎn)生了沿螺桿方向的壓差，另外由于螺桿和料筒有間隙，使熔體有四種形式的流動：

正流、逆流、環(huán)流和漏流第60頁/共207頁

正流(拖曳流)Qd(cm3/h)，由分速度Vbz產(chǎn)生沿螺槽向機頭方向的流動。由于螺桿轉動，塑料在螺桿根部與機筒間形成相對運動造成的，決定擠出量的大小逆流（倒流、反流）Qp，與Qd相反的流動。由機頭、多孔板等阻力元件對熔體的反壓力造成，也叫壓力流，隨機頭壓力的升高而增加橫流（環(huán)流）Qt,由分速度Vbx引起的在螺槽內與正流垂直的流動。對總擠出量影響不大，可忽略不計，但對熔體的混合、塑化、熱交換起重要作用漏流Ql，由機頭阻力元件引起的物料反向流動，沿螺桿與料筒間隙向加料口方向流動，可降低擠出量。正常情況很小0.1~0.6mm，Ql小，但磨損嚴重時，Ql的增加與平方成正比。三.熔體輸送理論第61頁/共207頁第62頁/共207頁第63頁/共207頁D：螺桿外徑；δ：料筒與螺桿間隙；N：轉速；e：螺紋軸向寬度；h3：均化段螺槽深度；θb：螺旋角；μ：粘度（μ1

、μ2近似相等）；△P：壓力降；P：機頭壓力；L3：均化段長度第64頁/共207頁2.公式討論（1）Qm～P的關系：

①

②當P＝0，即機頭完全敞開，Qm最大：

③當有時機頭過慮網(wǎng)堵塞，則P很大（相當于機頭封死），

Qm＝0，此時最大壓力為：

第65頁/共207頁2.公式討論第66頁/共207頁2.公式討論（2）Qm～N的關系:（3）Qm～δ的關系:（4）Qm～L3、h3的關系:第67頁/共207頁1）螺桿特性線，擠出機穩(wěn)定后A,B(A=α,B=β+λ)為常數(shù)，只與螺桿結構尺寸有關，是一組與螺桿轉速相對應的斜率為負值的平行直線，稱螺桿特性線。Qm3擠出機的工作狀態(tài)P第68頁/共207頁3擠出機的工作狀態(tài)2）口模特性曲線熔體通過機頭和口模時的流動方程為:K為阻力系數(shù)（口模常數(shù)），僅與口模形狀和尺寸有關，ΔP為口模兩端壓差給定螺桿和口模時，N一定,壓差及Qm也確定下來了,這樣可求出指定擠出機配合不同口模時的擠出量.第69頁/共207頁螺桿、口模特性已知，N選定后，可找出擠出機工作點C當螺桿或口模改變一項，C點改變，可得到相應的熔體輸送速率和機頭壓力3）.擠出機工作曲線第70頁/共207頁3）.擠出機工作曲線第71頁/共207頁4）螺桿參數(shù)和生產(chǎn)率的關系第72頁/共207頁4）螺桿參數(shù)和生產(chǎn)率的關系第73頁/共207頁4）螺桿參數(shù)和生產(chǎn)率的關系第74頁/共207頁5）螺桿參數(shù)和生產(chǎn)率的關系第75頁/共207頁6）轉速和生產(chǎn)率的關系第76頁/共207頁7）料溫和生產(chǎn)率的關系溫度的變化直接影響物料的粘度，實際上溫度的變化相當于影響均化段的長度。第77頁/共207頁擠出理論的局限性1.許多假設，計算值與實際值有偏差；

2.三段輸出量與質量關系沒有解決；

3.固體段長度、均化段長度沒有完整的公式；

4.熔池的起始點無法計算；

5.把實際的連續(xù)過程人為的分為三段。第78頁/共207頁5.2.3單螺桿擠出機結構設計的改進一、普通三段式螺桿存在的問題

目前，一般單螺桿多采用等距不等深螺桿，加料段常和均化段螺槽深度不變，壓縮段螺槽逐漸變淺。這種螺桿可以滿足一般的擠出成型，但存在以下幾方面的問題：

1.熔融效率低熔融段熔體與固體床共同存在于一個螺槽中，減小了料筒壁與固體床的接觸面積；固體床隨著熔融解體，部分碎片進入熔體中，很難從剪切獲得熱量，這樣，固體床不能徹底熔融；

另外，已熔物料與料筒壁接觸，從料筒壁和熔膜處獲取熱量，溫度繼續(xù)升高過熱。2.壓力、溫度和產(chǎn)量波動大固體輸送時又與螺桿旋轉產(chǎn)生較高頻率的波動，由于熔融過程的不穩(wěn)定性產(chǎn)生低頻波動，溫控系統(tǒng)的穩(wěn)定性差或環(huán)境因素的變化引起的波動。3.混合效果差，不能很好適應一些特殊塑料的加工或混煉、著色工藝過程。第79頁/共207頁5.2.3單螺桿擠出機結構設計的改進二、新型螺桿1、排氣式螺桿主要適用于含水和易產(chǎn)生揮發(fā)組分的物料。排氣原理：物料到排氣段基本塑化，由于該段螺槽突然加深，壓力驟降，氣體從熔體中逸處，從排氣口排出第80頁/共207頁第81頁/共207頁5.2.3單螺桿擠出機結構設計的改進2、分離型（屏障型）螺桿原理：在螺桿熔融段再附加一條螺紋，將原來一個螺紋所形成的螺槽分為兩個，將已熔物料和未熔物料盡早分離，促進未熔料盡快熔融。第82頁/共207頁5.2.3單螺桿擠出機結構設計的改進第83頁/共207頁5.2.3單螺桿擠出機結構設計的改進3、銷釘型螺桿

原理：物料流經(jīng)過銷釘時，銷釘將固體料或未徹底熔融的料分成許多細小料流，這些料流在兩排銷釘間較寬位置又匯合，經(jīng)過多次匯合分離，物料塑化質量得以提高。銷釘設置在熔融區(qū)，排列形狀有人字形、環(huán)形等，銷釘形狀有圓柱形、菱形、方形等第84頁/共207頁5.2.3單螺桿擠出機結構設計的改進第85頁/共207頁5.2.3單螺桿擠出機結構設計的改進4、混合螺桿

在熔融段末或均化段增設置混合、混煉、剪切、均化等作用的元件，可以提高混合的均勻性、混煉效果好，混色均勻，分散性好。第86頁/共207頁5.2.3單螺桿擠出機結構設計的改進第87頁/共207頁5.2.3單螺桿擠出機結構設計的改進第88頁/共207頁5.3雙螺桿擠出機(twin-screwextruder)一、概述前面我介紹的都是單螺桿的擠出理論，單螺桿擠出機結構簡單、制造容易、價格便宜，因而其在塑料加工中得到廣泛應用，但隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，單螺桿擠出機顯露出較大的局限性，主要表現(xiàn)在以下三點：

固體輸送主要靠摩擦，故加料性能受到限制，粉料、共混改性中玻纖、無機填料難以加入。排氣效果較差。物料在機筒中停留時間長，而且各部分物料停留時間不等。

1937年意大利首先研制出雙螺桿擠出機。目前雙螺桿擠出機已較廣泛地應用于塑料加工中，尤其是PVC的加工中，歐美各國PVC擠管、造粒占100%，擠板和型材占80~90%。螺桿擠出機目前主要應用在以下幾個方面：①聚合反應：如尼龍（聚已內酰胺）型材的擠出成型，可將尼龍單體、催化劑、加速劑混合加入擠出機，在擠出過程中，尼龍聚合成7~10萬分子量，然后擠出成型。②預塑混料：a.共混改性：加入填料、玻纖、碳黑等。b.橡塑共混：如PP/乙丙橡膠。c.作為喂料機：對塑料中各種助劑進行混煉。③成型加工：主要應用于PVC加工中。④廢料處理：如廢料二次成型，二次造粒，廢料形狀復雜,易分解。第89頁/共207頁

5.3雙螺桿擠出機優(yōu)點：a.摩擦產(chǎn)生熱量少b.塑料所受剪切力均勻c.螺桿輸送能力d.擠出量穩(wěn)定e.料筒自潔缺點：結構復雜投資大維修保養(yǎng)繁瑣。第90頁/共207頁

5.3.1雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機的結構

雙螺桿擠出機是在一個“∞”字形機筒內，由兩根互相嚙合的螺桿所組成。螺桿可以是整體或組裝，同向或異向回轉，平行或錐形的。

當螺桿同向旋轉時，物料基本上不能由該螺槽繼續(xù)進入到鄰近的螺槽中去，而只能被迫地由一根螺桿的螺槽流到另一螺桿的螺槽中去。由于螺桿繼續(xù)轉動而反復強迫物料轉向的結果，而使物料受到較好的剪切混合效果。這種螺桿具有很好的自潔作用，一般用于混料造粒。異向旋轉時，由于兩根螺桿的旋轉方向不同，故不能形成“∞”運動。物料通過兩根螺桿之間的間隙時，猶如物料通過兩輥的輥隙，所受的剪切、攪拌作用極強烈。因剪切作用強烈，物料塑化好，多用于加工制品，適用于PVC制品。第91頁/共207頁5.3.1雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機的結構雙螺桿擠出機的類型1.按雙螺桿旋轉方向分：同向旋轉異向旋轉（異向向內，異向向外）2.按雙螺桿相對位置分:

全嚙合(R+r=A)

非嚙合(A≥2R)

部分嚙合(R+r<A<2R)

目前，擠出機主要采用全嚙合異向向外旋轉雙螺桿擠出機和全嚙合同向旋轉雙螺桿擠出機兩種類型。前者PVC的成型加工，后者用于聚合物的共混改性。3.按螺桿形狀分圓柱形（平行）錐形第92頁/共207頁5.3.1雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機的結構第93頁/共207頁5.3.1雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機的結構第94頁/共207頁5.3.1雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機的結構第95頁/共207頁5.3.1雙螺桿擠出機雙螺桿擠出機的結構第96頁/共207頁第97頁/共207頁5.3.2雙螺桿擠出機擠出原理1.全嚙合同向雙螺桿擠出機

螺棱和螺槽的速度方向相反，相對速度比反向旋轉的大，因此，對嚙合區(qū)的物料的剪切速度、剪切力也大，混合效果比反向旋轉的雙螺桿好。一根螺桿要把物料拉入嚙合間隙，而另一根螺桿把物料從間隙中推出，結果使物料從一根螺桿轉到另一根螺桿，呈形前進，料流方向改變，有助于物料的混合和均化。第98頁/共207頁5.3.2雙螺桿擠出機擠出原理第99頁/共207頁5.3.2雙螺桿擠出機擠出原理

同向旋轉剪切示意圖第100頁/共207頁5.3.2雙螺桿擠出機擠出原理第101頁/共207頁5.3.2雙螺桿擠出機擠出原理2.封閉式全嚙合異向向外旋轉雙螺桿擠出機用途：用于PVC成型加工輸送機理：當雙螺桿為封閉式全嚙合時，物料進入擠出機后，被兩根螺桿分成與螺距相等的密閉C型室，物料在C型室中，受到嚙合螺棱旋轉的推力，沿螺槽呈螺旋形向前運動。螺桿旋轉一周，物料沿軸向運動一個導程，所以在異向旋轉雙螺桿中，物料是以正位移原理向前強制輸送，與螺桿與物料的摩擦系數(shù)無關，因此輸送效率是極高的。理論生產(chǎn)率:QMAX=2.I.N.V式中：I是平行螺紋數(shù)，N為螺桿轉速，V是C型室的體積第102頁/共207頁5.3.2雙螺桿擠出機擠出原理第103頁/共207頁5.3.2雙螺桿擠出機擠出原理反向旋轉剪切示意圖

反向旋轉雙螺桿在嚙合處螺棱和螺槽的速度方向相同，但存在速度差，因此，被螺紋帶入嚙合間隙的物料將受到螺棱和螺槽間的剪切和研磨，使物料得到混合和混煉。螺棱和螺槽的速度方向相反，相對速度比同向旋轉的小，因此，對嚙合區(qū)的物料的剪切速度、剪切力也小，混合效果比同向旋轉的雙螺桿差一些。第104頁/共207頁5.3.2雙螺桿擠出機擠出原理?壓延效應在異向旋轉雙螺桿輸送過程中，物料在雙螺桿的間隙中受到擠壓而產(chǎn)生使螺桿分離的反壓力，使螺桿變形，這樣加速螺桿和機筒的磨損。螺桿轉速越大，壓延效應就越大，這就限制了螺桿的轉速，向內異向的壓延效應比反外異向的壓延效應大，因此向內異向很少采用，向外異向雙螺桿的一般轉速為8~50轉/分范圍第105頁/共207頁5.3.2雙螺桿擠出機擠出原理?具有自潔性由于雙螺桿的相互，使一個螺桿的螺棱自動清理另一根螺桿的螺槽，這些自潔性對于加工熱穩(wěn)定性差的塑料（如PVC）是極為有利的，它可以防止物料在螺桿中停留時間長而發(fā)生熱分解，這也就是在PVC加工中廣泛使用雙螺桿擠出機的原因。第106頁/共207頁5.3.2雙螺桿擠出機擠出原理

擠出量波動物料在異向雙螺桿中被分成C型小室，在機頭處隨著二螺桿的嚙合過程，一個C型室的物料被擠出，過渡到另一個C型室物料的擠出之間，擠出量會下降。如是全嚙合不存在間隙，則擠出量瞬時會下降到零，但實際上兩螺桿之間存在四種間隙（螺棱間隙、徑向間隙、側面間隙和四面體間隙），因此，擠出量不會變?yōu)榱愣亲饔幸?guī)律地波動。但總的來說，雙螺桿擠出量是非常穩(wěn)定的第107頁/共207頁5.4擠出機的輔助設備1.前處理物料的設備：預熱、干燥。2.處理擠出物的設備：冷卻、牽引、卷取、切斷、檢驗等。3.控制生產(chǎn)條件的設備：控制儀表等。第108頁/共207頁5.5擠出機的一般操作方法干燥物料正常生產(chǎn)加熱擠出機保溫檢查機頭連接低速啟動加入少量物料調到工作速度第109頁/共207頁5.5擠出機的一般操作方法控制要點：

1.溫度

料溫來自加熱和摩擦熱。料溫高，有利于塑化，熔體流量增大，擠出物出料加快。但機頭和口模溫度不能過高，否則擠出物形狀穩(wěn)定性差，制品收縮率大，甚至引起制品發(fā)黃、有氣泡等。料溫低，塑化差，功率消耗大。2.壓力

機頭壓力大，可提高擠出熔體混合均勻性和穩(wěn)定性，對產(chǎn)品致密程度好。因此在機頭上設置多孔板、過濾網(wǎng)。但壓力不能太大，否則回壓大，擠出量下降。3.螺桿轉速

轉速↑，產(chǎn)量↑，剪切作用↑，η↓，有利于混合和塑化，但功率消耗↑。第110頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型

管材是塑料擠出成型的主要產(chǎn)品之一。擠管就是將粒狀或粒狀塑料從料斗加入擠出機，經(jīng)加熱成熔融的料流，螺桿旋轉的推力使熔融料通過機頭的環(huán)形通道形成管狀物，經(jīng)冷卻定型成為管材的生產(chǎn)過程。設備

擠出機、機頭、定型裝置、冷卻裝置、牽引和切割可供生產(chǎn)管材的塑料原料有：聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚酰胺；聚碳酸酯目前國內生產(chǎn)的管材以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等材料為主。

塑料管材有以下優(yōu)點：相對密度小，僅為金屬的1／5--1／8，耐化學腐蝕性好，電器絕緣性優(yōu)良。耐磨性好。塑料管廣泛用作各種液體、氣體輸送管，尤其是某些腐蝕性掖體和氣體，如自來水管、排行管、農(nóng)業(yè)排灌用管、化工管道、石油管、煤氣管等。第111頁/共207頁塑料擠出成型工藝流程

擠出過程：加料——在螺桿中熔融塑化——機頭口模擠出——定型——冷卻——牽引——切割第112頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型第113頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型牽引

切割

擠出機第114頁/共207頁1機頭

機頭和口模常連為一體,通稱機頭,包括過濾網(wǎng)、多孔板（篩板）、分流梭（有時與模芯結合為一個部件）、模芯、口模等。主要作用：①

使物料由螺旋運動變?yōu)橹本€運動。流道應呈流線型，不能急劇擴大和縮小，避免死角和滯留，機頭型腔達▽8以上，表面光滑。②

產(chǎn)生必要的成型壓力，確保產(chǎn)品密實。消除因分流器支架造成的拼接縫。③

使物料通過機頭進一步塑化。④成型制品。因此，機頭要有一定的壓縮比。由于機頭和制品斷面形狀有差異，機頭應當有一定的成型長度。5.6.1管材的擠出成型第115頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型第116頁/共207頁濾網(wǎng)

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30~120目不銹鋼網(wǎng)組成，用多孔板支承。多孔板（篩板、分流板）厚度為螺桿直徑的1/3~1/5，上邊鉆有φ3~6mm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(wěn)定。分流器（魚雷頭），將圓柱形料流變?yōu)楸…h(huán)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，小型分流器與芯棒做為一體。5.6.1管材的擠出成型第117頁/共207頁一、管材擠出設備1機頭1）直通式熔體在機頭中流動方向與螺桿軸向一致結構簡單易制造適于硬、軟PVC,PE,PA5.6.1管材的擠出成型第118頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型(5-8)①分流梭與芯棒

a.組成：圓頭部分、斜坡部分、平直部分

b.分流梭作用：把圓柱形的料流分成圓環(huán)形的薄層；固定芯棒；通壓縮空氣c.斜坡作用：使物料松弛，消除合流痕跡，進一步壓縮。d.平直部分作用：繼續(xù)彌補熔接痕；調節(jié)流速，穩(wěn)定料流；賦予制品外形。

②部件尺寸確定

a.口模與芯棒平直部分長度L

根據(jù)經(jīng)驗，L1=(1.5~3)D,D是管子外徑。對于薄壁管，L1=(10~30)t，t是管子壁厚。其具體數(shù)值與物料性能、管壁薄厚、管徑大小、擠出機功率大小有關。一般，大管徑取下限，硬管取小值，軟管取大值。第119頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型b.口模內徑、芯棒外徑根據(jù)經(jīng)驗，對PVC，口模內徑比管子外徑大5%，對HDPE，口模內徑比管子外徑大10%。

c.壓縮比與拉伸比壓縮比是分流梭環(huán)形通道面積與口模通道面積之比。根據(jù)經(jīng)驗，壓縮比取5～12，小管徑取大一些，大管徑取小一些。拉伸比是指口模與芯模在穩(wěn)流定型區(qū)的環(huán)隙截面積與管材環(huán)狀截面積的比值。拉伸比反映：管材從高溫型坯到冷卻定型之后的截面變形程度（牽引作用的結果），以及在縱向可能獲得的取向程度和拉伸強度。擴張角α不宜過大，過大料流阻力增加，會停止流動發(fā)生分解。過小不利于料層快速形成薄層，對加熱不利。

α≤60°最大≤90°第120頁/共207頁

上述幾種機頭由于存在分流器支架,會產(chǎn)生熔接線,影響制品外觀及質量。消除熔接線的方法:1.適當加大口模平直段(成型段)長；

2.增大分流器支架與出料口的距離；

3.使進口角(擴張角)大于出口角(收縮角)；

4.加大機頭進口處截面與出口截面比;5.采用異型芯棒(目的是增大料流阻力)。5.6.1管材的擠出成型合流痕第121頁/共207頁2）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的熔體繞過芯模再向前流動，會產(chǎn)生一條分流痕，流動阻力小，料流穩(wěn)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5.6.1管材的擠出成型第122頁/共207頁3）旁側式熔體經(jīng)過一個近似直角的過渡區(qū)才流入機頭，阻力大，結構更復雜。5.6.1管材的擠出成型第123頁/共207頁4）篩孔板式：無分流梭和芯模,物料經(jīng)篩孔板進入口模成型段可保證物料充分熔融、塑化無熔接痕，強度高，結構緊湊，占地面積小。(生產(chǎn)聚烯烴類大管時,可克服自重產(chǎn)生的薄厚不均現(xiàn)象)5.6.1管材的擠出成型第124頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型2.定型(定徑)作用：將機頭擠出材料的形狀穩(wěn)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(1)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80~300mm,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。（內定徑原理動畫）第125頁/共207頁(2)外定徑法（我國常用方法）a真空定徑：管外抽真空而將管外壁吸附在冷卻定型套內壁上，小孔直徑0.5-0.7mm，η大時為0.8-1.0mm。b內壓法定徑：管內加壓縮空氣，管外加冷卻定型套。5.6.1管材的擠出成型公差要求：外徑帶公差用外定徑，內徑帶公差用內定徑?？赏瑫r內外定徑真空定徑示意圖第126頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型3.冷卻：浸浴式,管浸入水中冷卻，上下水溫不一致，浮力，會彎曲變形噴淋式，會減少上述現(xiàn)象，特別是大管。第127頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型

浸浴式冷卻水槽1-進水管2-排水管3-輪子4-隔板5-槽體6-支架7-螺絲撐桿第128頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型

噴淋式冷卻水槽

1-噴水頭2-導輪3-支架4-輪子5-導輪調整機構

6-手輪7-箱體8-箱蓋

第129頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型4.牽引裝置橡膠帶式：適合50-150mm管滾輪式：＜100m管履帶式：二履帶、三履帶、四履帶和六履帶，適合各種管。第130頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型

履帶的排列a-六條履帶b-二條履帶c-三條履帶

1-履帶2-塑料管材第131頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型氣動雙履帶牽引機手動雙履帶牽引機第132頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型5.切割園盤劇行星劇與計長裝置相連，實行定長切割。第133頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型第134頁/共207頁5.6.1管材的擠出成型二、常見擠出管材1.PE管材優(yōu)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、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90～100℃，壓縮段100～140℃，計量段140～160℃；機頭：分流器140～160℃，?？?40～160℃HDPE溫度一般較LDPE高20℃

另定型套水溫30～50℃

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(chǎn)率；節(jié)約能源。第135頁/共207頁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(nóng)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：

PP100HDPE10~20

抗氧劑10100.5~1CaCO310工藝溫度：機身：供料段165℃，壓縮段180℃，計量段220℃；機頭：一區(qū)230℃，二區(qū)220℃，口模195℃

一般采用外定徑法(真空定徑或內壓外定徑法)5.6.1管材的擠出成型第136頁/共207頁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(chǎn)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(shù)降低，減少摩擦生熱，防止物料分解。冷卻介質用水5.6.1管材的擠出成型第137頁/共207頁幾種塑料管材成型的溫度控制第138頁/共207頁外壁光澤不良故障分析及排除方法：口模溫度太低。應適當提高。定徑套冷卻水流量太大。應適當減小。表面水紋故障分析及排除方法：口模溫度太高。應適當降低。冷卻太快，管材的擠出速度不穩(wěn)定。應適當控制冷卻水的流量。表面云紋故障分析及排除方法：原料混合不均勻。應在混合過程中加強攪拌。多孔過濾板處溫度太高。應適當降低。內外壁產(chǎn)生氣泡故障分析及排除方法：原料潮濕，水分易揮發(fā)物含量太高。應進行預干燥處理。擠出溫度太高，熔料過熱分解。應適當降低擠出溫度。三、管材擠出成型常見故障的排查第139頁/共207頁三、管材擠出成型常見故障的排查內壁產(chǎn)生裂紋故障分析及排除方法：（1）原料內混入雜質，裂紋產(chǎn)生在雜質部位。應凈化原料。（2）模芯溫度太低。應適當提高。（3）出料不均勻。應適當調整口?？p隙，保證出料均勻。內壁產(chǎn)生光亮的白道故障分析及排除方法：原料內有雜質。應檢查篩料網(wǎng)是否破損。料筒溫度太，模頭溫度偏低，穩(wěn)定劑析出等。應適當降低料筒溫度，提高模頭溫度。管子旋轉故障分析及排除方法：口模處出料速度不一致。應適當調整口模間隙，使口模出料均勻。特別是小口徑管材最容易產(chǎn)生這種故障。模頭溫度加熱不均勻。硬調整均勻。第140頁/共207頁三、管材擠出成型常見故障的排查管子彎曲故障分析及排除方法：管壁厚薄不均。應適當調整口模間隙，使口模均勻。冷卻太慢。應加大冷卻水流量，提高冷卻效率。冷卻水槽安放不正。應調整水槽位置，是水槽與機身對正平行。管壁厚薄不均故障分析及排除方法：芯模與口模的定位不同心，出料快慢不一致。應調節(jié)芯模與口模的同心度，使其定位同心。牽引速度不正常。應適當調整。機頭加熱不均勻。應檢查機頭加熱器有無損壞，將機頭溫度調節(jié)均勻。外徑不穩(wěn)定故障分析及排除方法：壓縮空氣控制不正常，氣壓不穩(wěn)定。應檢修供氣系統(tǒng)。牽引速度不均勻。應檢查牽引裝置，使牽引平穩(wěn)，不能產(chǎn)生牽引打滑現(xiàn)象。這種故障常見于大口徑管材。表面褐色條紋故障分析及排除方法：管材表面出現(xiàn)軸向等距離褐色條紋，有明顯的色差，產(chǎn)生的主要原因是多孔過濾板處溫度太高或未清理干凈。應采取降溫及清潔處理；原料內的炭黑混合不均勻，應加強炭黑的過篩及混合。第141頁/共207頁聚乙烯擠出管材成型常見故障的排查表面冷斑故障分析及排除方法：管材外表面毛糙。產(chǎn)生冷料斑點的主要原因是口模溫度太低及冷卻固化太快，應適當提高口模溫度及減少冷卻定型環(huán)的供水量。光亮凸塊故障分析及排除方法：管壁外表面產(chǎn)生光亮透明凸塊（俗稱“眼睛”）的主要原因為口模溫度太高或冷卻不足應適當降低模頭溫度及增加冷卻定型環(huán)的供水量。表面凹陷故障分析及排除方法：如果管材內壁有凹坑，主要是由于原料潮濕，應進行預干燥處理。若管材外壁有凹痕，主要是原料內混有雜質，應清潔原料或換用新料。螺紋狀條紋故障分析及排除方法：如果管材內局部產(chǎn)生螺紋狀條紋，主要是由于模頭局部溫度太高，應適當降低。若管材內壁全部產(chǎn)生螺紋狀條紋，主要是由于壓縮空氣流量太小，應適當加大供氣量。第142頁/共207頁聚乙烯擠出管材成型常見故障的排查外壁凸環(huán)故障分析及排除方法：管壁上隆起一圈圈凸環(huán)或牽引不出，主要是由于機頭設計不合理或冷固化太快。應考慮重新設計及機頭及減少冷卻定型環(huán)的供水量。拉破或拉斷故障分析及排除方法：如果牽引過程中，管壁上產(chǎn)生小洞，主要是由于冷卻定型環(huán)的供水太少。應適當增加供水量。若管壁上拉出大洞，主要是由于壓縮空氣供氣量太大。應合理調節(jié)壓縮空氣供給量。若牽引太快，管材容易拉斷。應合理控制牽引速度。橢圓及彎曲故障分析及排除方法：口模與芯模中心位置不正。應調整相互間的同心度。機頭周圍溫度不均。檢查機頭加熱其是否損壞，并將溫度調節(jié)均勻。冷卻水利口模太緊。應適當調整定型環(huán)的位置。冷卻定型環(huán)供水太多。應減少供水量。第143頁/共207頁5.6.2板材（片材）的擠出成型(1-4)

塑料片材是指厚度在0.25～2mm之間的軟質平面材料和厚度在0.5mm以下的硬成平面材料。

塑料板材和片材的生產(chǎn)方法有：擠出法、壓延法、層壓法、澆注法。擠出法和壓延法是連續(xù)生產(chǎn)工藝，其他方法是間歇生產(chǎn)工藝。

生產(chǎn)塑料板材、片材的主要原材料有：聚乙烯（LDPE、HDPE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三元共聚樹脂（ABS）、酚醛樹脂、丙烯酸酯類樹脂等。

塑料板、片材具有耐腐蝕、電絕緣性能優(yōu)異、易于二次加工等特點，廣泛應用作為化工容器、貯罐等化工設備的襯里，電器工業(yè)中的絕緣墊板、墊片等電絕緣材料、也可作為交通工具和建筑物的壁板、隔板等內裝修材料。此外，無毒的透明及各色片材經(jīng)二次加工制成的各種容器則是食品、醫(yī)藥理想的包裝材料。第144頁/共207頁5.6.2板材（片材）的擠出成型第145頁/共207頁四、板材及片材生產(chǎn)工藝

塑料板材擠出生產(chǎn)工藝流程圖第146頁/共207頁5.6.2板材（片材）的擠出成型

第147頁/共207頁（1）板（片材）機頭口模由引流道、分配腔和模唇組成1）支管式為將圓柱狀流體變?yōu)楸馄降木匦谓孛媲矣邢嗟攘魉俚牧黧w，要設置一個縱向切口為管狀的分配腔，其作用是對熔體穩(wěn)壓、分流，使其均勻地擠出寬幅制品。優(yōu)點是結構簡單，制造容易；可調幅寬；溫度易控制；體積小，重量輕。5.6.2板材（片材）的擠出成型第148頁/共207頁2）魚尾形：熔體從中部進入沿扇形擴展開來優(yōu)點是物料呈流線型流動；物料停留時間短，適用的溫度范圍廣；結構簡單缺點是魚尾形部分擴張角不可過大（避免中心處壓力速度太大造成中心出料多兩端少）；不能生產(chǎn)寬幅制品5.6.2板材（片材）的擠出成型第149頁/共207頁5.6.2板材（片材）的擠出成型第150頁/共207頁5.6.2板材（片材）的擠出成型3）衣架式：分配腔為兩根直管遞減的支管并有一個擴張角可大至160~170o的型腔，（吸收了支管式和魚尾形機頭的優(yōu)點）優(yōu)點是支管小，縮短了物料在機頭內的停留時間；扇形型腔提高了制品的薄厚均勻性，制品幅寬可達4~5m第151頁/共207頁5.6.2板材（片材）的擠出成型第152頁/共207頁4）螺桿分配式：在直支管式機頭模腔中插入一根旋轉的分配螺桿分配螺桿的作用是將模腔內的熔體進一步塑化并沿寬度方向均勻分布；壓力沿橫截面各點一致，擠速均勻；減少機頭內積料的可能性。優(yōu)點：生產(chǎn)能力高，制品均勻；可以發(fā)泡成型，易成型寬、厚板材；機頭內料溫易控制；可連續(xù)運轉。缺點是加工困難，成本高；分配螺桿旋轉，使料流到口模區(qū)變?yōu)橹本€運動的距離短，易在制品中留下波浪形痕跡。5.6.2板材（片材）的擠出成型第153頁/共207頁5.6.2板材（片材）的擠出成型第154頁/共207頁5.6.2板材（片材）的擠出成型第155頁/共207頁5.6.2板材（片材）的擠出成型板材成型工藝要點擠出機機身溫度根據(jù)原料而定，機頭溫度一般比機身溫度稍高5～10℃左右，機頭溫度過低，板材表面無光澤，易裂。機頭溫度過高，料易分解且有氣孔。機頭溫度一般是控制中間低兩端高，ABＳ板材機頭溫度如圖所示。機頭溫度應嚴格控制在規(guī)定溫度之內，否則，溫度誤差將影響板與片厚度的均勻性。

三輾壓光機溫度控制：從機頭擠出的板材溫度較高，為使板材緩慢冷卻，防止板材產(chǎn)生內應力而翹曲，三輥壓光機的三個輥簡應加熱，并設置調溫裝置。加熱介質有蒸汽、油、電熱。輥筒溫度過低，板不易貼緊輥簡表面，而產(chǎn)生斑