塑料成型工艺及设备2..doc
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挤出成型
1、各种横截面一定,长度连续制品。如管、板、棒、片、丝、薄膜、电线电缆的涂覆、异型材等。
塑料的着色、混炼、塑化、造粒及共混改性等。
挤出+吹胀 挤出吹塑 中空吹塑制品
挤出+拉伸 挤出拉幅 拉伸薄膜
2、挤出成型 :使高聚物熔体(或粘性流体)在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下,通过一定形状的口模而连续成型,所得的制品为具有恒定断面形状的连续产品。
3、挤出成型基本过程:螺杆旋转,连续地将塑化好的物料从挤出机料筒输送到一定形状的口模(机头),使之在熔融状态下成型,然后通过牵引装置连续地从口模中拉出,并同时进行冷却定型处理。
4、关键部分挤压系统:螺杆+料筒,
5、辅机:机头(口模) 定型装置 冷却装置 牵引装置 切割装置 堆放或卷取装置
6、加料口:在料筒上,起进料作用。进料口处可水冷却,防止聚合物过早升温,加强输送效果。
上料部分作用:将物料输送到加料斗,连续均匀供料,预热干燥 ,混合。
7、螺杆主要参数:
螺杆直径D、长径比L/D、螺杆压缩比A、螺槽深度H1和H3、螺旋角、螺纹棱部宽E等
8、螺杆的长径比L/D:螺杆工作部分的有效长度L和直径D之比。决定螺杆体积容量的主要因素,影响热量从料筒壁传给物料的速率。有效工作长度取决于物料经过多长历程,才达成型所需的粘流态。
增大长径比,改善塑料的温度分布,混合更均匀,漏流和逆流减小,生产能力提高,是发展方向。 一般为25。
但太大不宜挤热敏性塑料,制造和安装困难。
选择依据:物料的物理性质和制品性能要求。
难加工的,如含氟塑料,需较大长径比。
粒料造粒,L/D较小;粉料造粒,L/D较大。
9、压缩比A:螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比。作用:挤压 排空气, 塑料加工,一般取2-5。A越大,塑料受到的挤压作用也越大,排除物料中空气的能力越大,但是A太大,螺杆本身的机械强度会下降。A获得的方法主要是采用等距变深螺槽(最常用)、等深变距螺槽。变深变距螺槽。
10、螺杆的作用:输送物料 传热塑化物料 混合均化物料
11、加料段(物料固态):等深等距的深槽螺纹。
主要功能:将料斗来的塑料传送给压缩段,同时加热物料。
压缩段(固熔共存—粘流态):螺槽容积(深度)逐渐减小。
主要功能:挤压和剪切物料,使塑料受热和前移,逐渐压实并软化为连续的熔体,将夹带的空气由加料段排出。
均化段(粘流态):使熔体进一步塑化均匀,并定量、定压由机头口模挤出。
12、普通螺杆存在问题:
加料段:加大固体输送量
熔融段:保证塑化质量
均化段:定压、定量输送熔体,均化
普通螺杆解决办法:
(1)提高n,减小h
(2)提高机筒温度
(3)增大L/D
分离型螺杆:熔融段上附加副螺纹,其外径略小于主螺纹外径,副螺纹与机筒的间隙△只许熔料通过,固相粒不能通过。
液相螺槽由窄变宽,与均化段螺槽相通;固相螺槽由宽变窄,与加料段末端相通。
促进固相和液相尽快分离。
思考题:提高挤出机加料段固体输送能力,应对设备采取什么措施?指出其理论依据。 答案要点: 结构角度:1增加螺槽深度; 2降低物料与螺杆的摩擦系数; 3增加物料与料筒的摩擦系数; 4选择适当的螺旋角。 工艺角度:1增加料筒温度(fb↑);②降低螺杆温度(fs↓)。
13、机头和口模的作用(机头):a使粘流态物料从螺旋运动变为平行直线运动,并稳定地导入口模而成型。b 产生回压,使物料进一步均化,提高制品质量。C 产生必要的成型力,以获得机构密实,形状准确的制品。
14、多孔板和过滤网作用:改变塑料的旋转运动为平直运动;过滤杂质;增加或减少滤网层数可起调节机头压力的作用,以获得不同的混合程度和成型效果。
15、固体输送理论:形成固体塞,充满螺槽;固体间产生磨擦力,物料与螺杆和机筒表面的摩擦因素不同。
螺杆旋转,对物料产生推挤作用,旋转运动和轴向水平运动共同作用,使物料沿着螺槽(z向)向机头前进。
旋转运动是由于物料与螺杆之间的摩擦力作用,物料被转动的螺杆带着运动。
轴向水平运动是螺杆斜棱对物料推力的轴向分力,使物料沿着螺杆轴向运动。
16、控制摩擦速率,提高固体输送速率:控制螺杆与机筒的表面加工。
提高螺杆表 面光洁度,涂聚四氟乙烯树脂,
机筒表面开设纵向沟槽。
控制螺杆与机筒的温度
高聚物与金
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