第五章擠出成型定義：在擠出機上使樹脂受熱呈熔融狀態(tài)，在一定壓力下通過擠出成型模具而獲得連續(xù)型材。產(chǎn)品類型：管材、板材、棒材、薄膜、電纜包層、異型材等。5.1擠出設(shè)備5.2擠出過程及擠出理論。5.3塑料板材的擠出成型。5.4塑料管材的擠出成型。5.5擠出吹塑薄膜。5.6共擠出復(fù)合成型80%的塑料材料用到擠出成型，擠出設(shè)備廣泛用于塑料材料的塑化、熔體輸送和泵送加壓，從而成為其它成型方法的基礎(chǔ)雙壁波紋管擠出機的分類擠出機的分類擠出機的分類：隨著擠出機用途的增加，出現(xiàn)了各種擠出機，分類方法很多。1）按螺桿數(shù)目的多少，可以分為單螺桿擠出機和多螺桿擠出機；2）按可否排氣，分為排氣擠出機和非排氣擠出機；3）按螺桿的有無，分為螺桿擠出機和無螺桿擠出機；4）按螺桿在空間的位置，可分為臥式擠出機和立式擠出機。最常用的是臥式單螺桿非排氣擠出機屏障型螺桿銷釘型螺桿分配混合型螺桿組合型螺桿螺桿類型表示螺桿結(jié)構(gòu)特征的基本參數(shù)

基本參數(shù)：直徑、長徑比、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺桿與機筒的間隙、螺頭結(jié)構(gòu)等直徑D：用來表示擠出機的大小規(guī)格,常見的螺桿直徑為45～150毫米,

螺桿直徑增大，加工能力提高長徑比(L/D):螺桿工作部分有效長度與直徑之比，通常為18～25。

L/D大，能改善物料溫度分布，有利于塑料的混合和塑化;能減少漏流和逆流，提高擠出機的生產(chǎn)能力;

L/D過大，塑料受熱時間增長而降解;

螺桿自重增加，自由端撓曲下垂，造成螺桿與機筒的間隙不均勻;給螺

桿和機筒的加工制造帶來困難;

L/D過小，易引起物料的混煉、塑化不良。壓縮比：螺桿加料段第一個螺槽的容積與均化段最后一個螺槽容積之比表示螺桿結(jié)構(gòu)特征的基本參數(shù)螺桿的結(jié)構(gòu)形式與其三個主要工作區(qū)?

加料段：起預(yù)熱、壓實、輸送物料的作用，螺槽深度不變II

壓縮段：螺槽深度逐漸變??；起熔融物料、去階氣體等III均化段（計量段）：螺槽深度通常為常數(shù)；起進一步塑化均勻物料、并將其定量定壓的送入機頭口模的作用。擠出機的作用擠出機的作用：①連續(xù)、穩(wěn)定地輸送物料②將固體物料塑化成熔融物料③使物料在溫度和組分上均勻一致。擠出過程及擠出理論送料段－固體輸送理論：固體在摩擦力作用下沿螺槽恒速運動壓縮段－熔化理論：固體和熔體共存區(qū)計量段－熔體輸送理論：正流、逆流、漏流、橫流單螺桿擠出機的工作原理均化段塑料在擠出機中的狀態(tài)及流動固體輸送—加料段熔化過程—壓縮段遷移面①

熔膜的形成②熔池的形成?隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，筒壁上的熔膜被強制刮下來?刮下的聚合物熔體移動到螺桿根部?然后再次被根部掃起來形成旋轉(zhuǎn)運動?在螺紋推進面前方形成一熔池③熔池的擴大④全部熔融單螺桿擠出原理熔融過程：由料斗加入的物料經(jīng)過固體輸送區(qū)被壓實成固體床，固體床在前進過程中同已經(jīng)加熱的料筒表面接觸時逐漸升溫并開始熔融，在料筒表面形成一層熔膜。當(dāng)熔膜的厚度超過螺桿與料筒的間隙時，旋轉(zhuǎn)著的螺桿的棱面就把熔體刮落，匯集于螺紋推力面的前方，形成熔池。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，來自加熱器的熱量和熔膜中的剪切熱不斷傳至未熔融的固體床，使與熔膜相接觸的固體粒子熔融1無熔體移走的傳導(dǎo)熔融熔融全部熱量由接觸或暴露表面提供，熔融速率僅由傳導(dǎo)決定。

熔融的方法2.

有熔體強制移走的傳導(dǎo)熔融熔融的一部分熱量由接觸表面的傳導(dǎo)提供，一部分熱量通過熔膜中的粘性耗散將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊醽硖峁?/p>

耗散---力學(xué)的能量損耗，即機械能轉(zhuǎn)化為熱的現(xiàn)象。在外力作用下，大分子鏈的各運動單元可能沿力的方向做從優(yōu)取向的運動，就要克服內(nèi)部摩擦，所以要消耗能量,這些能量轉(zhuǎn)化為熱能。3.其它熔融方式(c)耗散混合熔融

(d)利用電、化學(xué)或其它能源的耗散熔融方法（e）壓縮熔融

聚合物在螺桿擠出機中的熔融均化段

能量來源：①裝在機筒外壁的加熱器,使能量在機筒沿螺槽深度方向自上而下傳導(dǎo).圖：單螺桿擠出機結(jié)構(gòu)示意圖1-樹脂2-料斗3-映襯墊4-熱電耦5-機筒6-加熱裝置7-襯套加熱器8-多孔板9-熔體熱電耦10-口模11-襯套12-過濾網(wǎng)13-螺桿14-冷卻夾套-

能量來源：②隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，筒壁上的熔膜被強制刮下來移走而使熔融層受到剪切作用，使部分機械能轉(zhuǎn)變熱能.熔體輸送—均化段正流、逆流、漏流、橫流塑料在擠出機中的狀態(tài)及流動（1）正流(拖曳流動)

：流體沿著螺槽向機頭方向的流動；是螺桿旋轉(zhuǎn)時螺紋斜棱的推力作用造成。塑料熔體在螺槽中混合流動示意圖熔體在螺槽內(nèi)的流速分布圖熔體輸送—均化段（2）逆流（壓力流動）方向與正流相反；是由機頭（壓力高）到加料口（壓力低）的壓力梯度所引起的逆向流動。（3）漏流和逆流一樣，也是由壓力梯度引起的。是產(chǎn)生在螺桿突棱與機筒間隙中的一種壓力逆流。漏流的流速比正流和逆流小得多。（4）橫流沿垂直于螺紋線方向的流動（環(huán)流）。橫流對物料的混合、熱交換和塑化起著重要作用，但對流體總的流動量基本無影響。塑料在擠出機中的狀態(tài)及流動螺桿直徑（MM）304565最小間隙（MM）0.10.150.2最大間隙（MM）0.250.30.4單螺桿與料筒間隙（JB-1291-73)是在一個“∞”字形機筒內(nèi)，由兩根互相嚙合的螺桿組成。螺桿可以是整體或組裝，同向旋轉(zhuǎn)或異向旋轉(zhuǎn)，平行或錐形的雙螺桿擠出機1.強制輸送作用在同向旋轉(zhuǎn)嚙合的雙螺桿擠出機中，兩根螺桿相互嚙合，嚙合處一根螺桿的螺紋插入另一根螺桿的螺槽中，使其在物料輸送過程中不會產(chǎn)生倒流或滯流。無論螺槽是否填滿。輸送速度基本保持不變，具有最大的強制輸送性。螺紋嚙合處對物料剪切過程使物料的表層得到不斷地更新，增進了排氣效果，因此雙螺桿擠出機比單螺桿擠出機具有更好的排氣性能。2.混合作用由于兩根螺桿相互嚙合，物料在擠出過程中進行著比單螺桿擠出機中更為復(fù)雜的運動，不斷受到縱向橫向的剪切混合，從而產(chǎn)生大量熱能，使物料加熱更趨均勻，達到較高的塑化質(zhì)量。3.自潔作用反向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿，在嚙合處的螺紋和螺槽間存在速度差，相互擦離過程中，相互剝離粘附在螺桿上的物料，使螺桿得到自潔。同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿，在嚙合處兩根螺桿的運動方向相反，相對速度更大，因此能剝?nèi)ジ鞣N積料，有更好的自潔作用。雙螺桿擠出機的作用雙螺桿擠出機特點加料容易：無壓力回流，高低粘度的帶狀料、糊狀料、粉料和玻璃纖維等皆可加入；物料在螺桿中停留時間短優(yōu)異的排氣性能：料筒可以自動清洗，使得物料在排氣段能獲得完全的表面更新。優(yōu)異的混合、塑化效果：經(jīng)受縱橫向的剪切混合，較好的混合和較大的傳熱面積（熱敏性）；低能耗：短，物料的能量多由剪切產(chǎn)生。螺桿的輸送能力大雙螺桿擠出機和單螺桿

擠出機工作原理比較物料在單螺桿擠出機中的輸送是依靠物料與機筒的摩擦力而雙螺桿擠出機則為“正向輸送”，有強制將物料向前輸送的作用，另外，雙螺桿擠出機在兩根螺桿的嚙合處還對物料產(chǎn)生剪切作用雙螺桿擠出機排氣擠出機在機筒上開設(shè)一個或多個排氣口，揮發(fā)物可由此逸出。二階單螺桿擠出機，由二根普通螺桿串連而成：加料、熔融、計量；壓縮、計量排氣口的冒料現(xiàn)象5.2擠出過程及擠出理論擠出成型過程可分為三個階段：塑化階段：在擠出機上進行塑料的加熱和混煉，使固態(tài)原料變?yōu)榫鶆虻恼承粤黧w。成型階段：在擠出機螺桿的作用下，熔融塑料以一定的壓力和速度連續(xù)通過裝在擠出機上的成型模具，獲得一定的斷面形狀。定形階段：通過冷卻等方法使熔融塑料已獲得的形狀固定下來，成為固態(tài)制件。要求：穩(wěn)定的產(chǎn)量和質(zhì)量：①沿螺槽方向任一截面上的質(zhì)量流率必須保持恒定且等于產(chǎn)量，②熔體的輸送速率應(yīng)等于物料的熔化速率。擠出機的組成和作用傳動裝置加料裝置機筒螺桿機頭與口模單螺桿擠出機結(jié)構(gòu)示意圖1-機座2-電動機3-傳動裝置4-料斗5-料斗冷卻區(qū)6-機筒7-料筒加熱器8-熱點偶控溫點9-螺桿10-過濾網(wǎng)及多孔板11-機頭加熱器12-機頭13-擠出物擠出機的組成和作用擠出機：機頭：熔融塑料通過它獲得一定的幾何截面和尺寸。定型裝置：它的作用是將從機頭中擠出的塑料的既定形狀穩(wěn)定下來．并對其進行精整，從而得到更為精確的截面形狀、尺寸和光亮的表面。通常采用冷卻和加壓的方法達到這一目的。冷卻裝置：由定型裝置出來的塑料在此得到充分的冷卻，獲得最終的形狀和尺寸。牽引裝置：其作用為均勻地牽引制品。并對制品的截面尺寸進行控制，使擠出過程穩(wěn)定地進行。切割裝置：將連續(xù)擠出的制品切成一定的長度或?qū)挾?。卷取裝置：將軟制品（薄膜、軟管、單絲等）卷繞成卷。

概述擠出機主機機頭定型裝置冷卻裝置牽引裝置切割裝置定長裝置

塑料管材機組組合式瓣合式擠出機機頭擠出成型機頭擠出成型機頭的作用①使塑料的螺旋運動變?yōu)橹本€運動②產(chǎn)生必要的成型壓力，使擠出的塑料熔體密實③使塑料得到進一步塑化④成型塑料制件擠出成型機頭擠出機成形機頭的組成：口模和芯棒：口模成型塑料制品的外表面，芯棒成型制品的內(nèi)表面，決定了制品的橫截面形狀。多孔板：將塑料熔體由螺旋運動變?yōu)橹本€運動，同時還能防止未塑化的塑料及其它雜質(zhì)進入機頭分流器和分流器支架：把塑料熔體分為薄環(huán)狀，以進一步的均勻加熱和塑化在設(shè)計擠出成型機頭時應(yīng)遵循的原則：①為保證物料通過口模后具有規(guī)定的斷面形狀和足夠的定型時間，口模應(yīng)有足夠的成型長度。②流道應(yīng)具有一定的壓縮比，使制品密實、消除熔體結(jié)合紋。③應(yīng)保持熔體擠出后具有規(guī)定的斷面形狀（控制口模必要的成型長度）擠出制件的冷卻定型管件：定徑套和冷卻水槽定型冷卻外徑定徑：使管材和定徑套內(nèi)壁相接觸，常采用內(nèi)部通壓縮空氣或在管材外壁抽真空的手段。定徑套過大會增大管材表面的粗糟度，過小會產(chǎn)生過大的阻力，使管材不易擠出內(nèi)徑定徑：定徑套的冷卻水管從芯棒中伸進。內(nèi)徑定徑所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。壓縮空氣的壓力0.03～0.28Mpa，加熱。外徑固定內(nèi)定徑5.4板材的擠出成型薄膜：厚度小于0.25mm；片材：厚度0.25～1mm；板材：厚度大于1mm；擠出可以生產(chǎn)厚度0.02～20mm的薄膜、片材和板材。一般寬度為1～1.5m，最大寬度可達3～4m。結(jié)構(gòu)：單層或多層、平面或波紋、異型截面等。板材的加工方法：壓延法、層壓法、澆注法、和擠出法，擠出法最為簡單，但厚度均勻性不如壓延法。用途：結(jié)構(gòu)材料和包裝材料：化工容器、建筑或交通工具車、廣告板；還是一些熱成型產(chǎn)品的原料（真空吸塑：冰箱內(nèi)襯，藥片包裝）幾種塑料制品的擠出成型（1）片材和平膜成型用擠出成型方法可以生產(chǎn)大于10～15μm至8毫米的平膜、片材和板材。一般按產(chǎn)品的厚度分，1毫米以上稱板材，0.25～１毫米稱片材，薄膜的厚度通常為幾到幾十μm(Micron)。板材擠出成型生產(chǎn)線（2）管材成型幾種塑料制品的擠出成型（3）型材擠出

型材通常指棒材和異型材。棒材一般是指實心圓棒，也可以是指正方形、矩形、三角形、菱形等；異型材是指除管材、板(片)材外，縱向斷面相同，橫向斷面不對稱的，由擠出法連續(xù)成型的塑料制品。尤其是中空異型材制品

幾種塑料制品的擠出成型5.5共擠出復(fù)合成型將二臺或二臺以上的擠出機，分別擠出的熔融物料匯合到一起，形成同一產(chǎn)品的過程。包裝材料，要求有良好的氣密性（阻隔性好，PVDC）、強度、韌性（HDPE）、耐熱性、熱封性（LDPE）模前復(fù)合法，模內(nèi)復(fù)合法5.6共擠出復(fù)合成型共擠出復(fù)合管材成型：增加耐藥品性：PA/PP增加耐壓力:PA/PP提高隔熱效果：PP/發(fā)泡PP防止熱脹冷縮：玻璃纖維增強雙層PP降低成本：PE/添加CaCO3PE/PE增加色彩雙層管機頭P218共擠出復(fù)合管材機頭結(jié)構(gòu)三層管機頭P219共擠出復(fù)合管材機頭結(jié)構(gòu)層間形成咬合結(jié)構(gòu)的多層管材和成型口模的結(jié)構(gòu)在設(shè)計擠出成型機頭時應(yīng)遵循的原則①機頭內(nèi)料流通道呈流線型，無死角。②流道應(yīng)具有一定的壓縮比，使制品密實、消除熔體結(jié)合紋。③應(yīng)保持熔體擠出后具有規(guī)定的斷面形狀（控制口模必要的成型長度）5.3造粒定義：將樹脂及各種助劑經(jīng)計量、混合及塑煉制成便于成型的密實的球形、圓柱體形、立方體形顆粒的操作過程。造粒是制品生產(chǎn)中的一個中間過程，由造粒法生產(chǎn)的樹脂、專用料、改性料、著色料也可以作為產(chǎn)品。色母粒優(yōu)點：①良好的分散效果：顏料獲得最大的表面積來發(fā)揮對可見光的選擇性吸收與反射效應(yīng)。團聚的顏料顆粒會堵塞噴絲板②產(chǎn)品成本低：小批量、短周期③配料操作簡單：換色、換料方便④操作環(huán)境清潔⑤產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能好：二者粒徑相差太大。色母粒色母粒的組成及制備方法載體樹脂：相容性、流動性好顏料：無機：鎘紅、鎘黃、氧化鐵紅；有機：酞菁懶、酞菁綠分散劑：氧化聚乙烯、硬酯酸、液態(tài)石蠟制備方法：攪拌－粗色漿－研