塑料制品的挤出成型(PPT87页)17343.pptx
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1、第八章第八章 塑料制品的挤出成型塑料制品的挤出成型塑料制品的加工成型塑料制品的加工成型o一次成型:挤出成型、注射成型、模压成一次成型:挤出成型、注射成型、模压成型、压延成型、铸塑成型、模压烧结成型、型、压延成型、铸塑成型、模压烧结成型、传递模塑、发泡成型等传递模塑、发泡成型等 o二次成型:中空吹塑成型、热成型、拉幅二次成型:中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜成型薄膜成型等等 加工成型是将各种形态的塑料(粉料、粒料、溶液和悬浮体),制成所需形状或坯件的过程。塑料制品的挤出成型塑料制品的挤出成型 挤出成型是使高聚物的熔体(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
2、制品为具有恒定截面形状的连续型材.应用应用:管材,片材,板材,吹塑薄膜,电线电缆包覆,管材,片材,板材,吹塑薄膜,电线电缆包覆,纺丝等。纺丝等。塑料的混合,塑化造粒,着色,排水、排气,喂料塑料的混合,塑化造粒,着色,排水、排气,喂料塑料制品的挤出成型特点塑料制品的挤出成型特点o生产效率高生产效率高连续操作连续操作o适用范围广,产品品种多:适用范围广,产品品种多:原料体系原料体系原料体系原料体系:塑料、橡胶、纤维塑料、橡胶、纤维产品品种产品品种产品品种产品品种:管、棒、板、丝、膜、异型材等管、棒、板、丝、膜、异型材等 应用领域应用领域应用领域应用领域:石油、天然气输送、建材、服装等石油、天然气输
3、送、建材、服装等o设备投资少设备投资少o生产技术容易掌握生产技术容易掌握o制品精密程度差制品精密程度差塑料制品的挤出成型塑料制品的挤出成型挤出成型的过程挤出成型的过程挤出机挤出机挤出机挤出机定型装置定型装置定型装置定型装置冷却装置冷却装置冷却装置冷却装置牵引装置牵引装置牵引装置牵引装置收集装置收集装置收集装置收集装置切割装置切割装置切割装置切割装置卷取装置卷取装置卷取装置卷取装置口模口模口模口模8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构挤压系统的组成及要求挤压系统的组成及要求1 1
4、、组成:加料装置、料筒、螺杆、机头、口模等、组成:加料装置、料筒、螺杆、机头、口模等2 2、要求:、要求:连续稳定地输送(固体、熔体)连续稳定地输送(固体、熔体)熔融(固体熔融(固体熔体)熔体)混合、塑化(温度、组成分布均匀)混合、塑化(温度、组成分布均匀)增压(排气、传热,使制品密实)增压(排气、传热,使制品密实)挤出机大小一般用螺杆直径的大小表示:SJ-65-258.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构加料装置加料装置-料斗料斗o向挤出机料筒向挤出机料筒连续供料连续供料。o料斗的底部与料筒连接处是加料孔,该处有截料斗的底部与料
5、筒连接处是加料孔,该处有截断装置。断装置。o加料孔周围有冷却水夹套,防止塑料软化,堵加料孔周围有冷却水夹套,防止塑料软化,堵塞加料口。尤其对于软化点低的塑料。塞加料口。尤其对于软化点低的塑料。o料斗的侧面有玻璃视孔及标定计量的装置。料斗的侧面有玻璃视孔及标定计量的装置。8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构加料装置加料装置-料斗料斗o预热干燥和真空减压装置:预热干燥和真空减压装置:对于吸湿性原料对于吸湿性原料o搅拌器及能够定时定量自动上料或加料的装置。搅拌器及能够定时定量自动上料或加料的装置。o关于关于“架桥架桥”现象:现象:粉体,软化的塑料粉体,软化的塑料,有些,有些需要强制下
6、料装置需要强制下料装置8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构料筒料筒作用:作用:料筒作为挤压系统的组成部分,料筒作为挤压系统的组成部分,和螺杆共同完成对塑料的固体输送、和螺杆共同完成对塑料的固体输送、熔融和定量定压输送作用。熔融和定量定压输送作用。料筒的结构形式关系到热量传递的稳料筒的结构形式关系到热量传递的稳定性和均匀性,定性和均匀性,并并影响固体输送率影响固体输送率。8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构料筒料筒o受热受压的金属圆筒。受热受压的金属圆筒。o在料筒的外面设有分段加热和冷却的装置及控在料筒的外面设有分段加热和冷却的装置及控温热电偶,保证挤出温度。加热
7、一般分三至五温热电偶,保证挤出温度。加热一般分三至五段,常用电阻或电感应加热,也有采用远红外段,常用电阻或电感应加热,也有采用远红外线加热的。冷却一般用风冷或水冷。线加热的。冷却一般用风冷或水冷。o一般用耐磨、耐腐蚀、高强度的合金钢成碳钢一般用耐磨、耐腐蚀、高强度的合金钢成碳钢内村合金钢来制造。内村合金钢来制造。o内壁光滑,但内壁光滑,但料斗座处内壁可加纵向沟槽,提料斗座处内壁可加纵向沟槽,提高挤出产量,及挤出稳定性高挤出产量,及挤出稳定性等。等。8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构料筒料筒8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构螺杆螺杆作用:作用:螺杆是挤出机的关
8、键性螺杆是挤出机的关键性部件,通过它的转动,料筒内部件,通过它的转动,料筒内的物料才能发生移动,受到剪的物料才能发生移动,受到剪切作用,得到增压和部分的摩切作用,得到增压和部分的摩擦热量,混匀后定量定压地输擦热量,混匀后定量定压地输送到机头而成型送到机头而成型 。8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构螺杆螺杆8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构、螺杆几何结构参数、螺杆几何结构参数螺杆直径螺杆直径D:Db螺杆外径螺杆外径 Ds螺杆根径螺杆根径螺杆长度螺杆长度L:L螺杆有效工作部分长度螺杆有效工作部分长度根据功能分为:根据功能分为:L1加料段长度加料段长度 L2压缩段
9、长度压缩段长度 L3均化段长度均化段长度螺杆长径比螺杆长径比L/D8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构螺槽宽度螺槽宽度:B螺槽轴向宽度螺槽轴向宽度W螺槽法向宽度螺槽法向宽度t螺距螺距螺槽深度螺槽深度H(h):h1,h2,h3分别为加料段,压缩段,均分别为加料段,压缩段,均化段螺槽深度化段螺槽深度螺杆几何压缩比螺杆几何压缩比:加料段第一个螺槽容积与均化段最后一加料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。个螺槽容积之比。螺旋角螺旋角、螺杆几何结构参数、螺杆几何结构参数o螺杆长度的增加,挤出机产量提高。o压缩比必须与塑料在挤出机中熔融过程的体积变化相适应,否则会引起产量的不稳定
10、,影响制品的尺寸精度。8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构螺杆螺杆8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构o加料段(固体输送段)加料段(固体输送段)o压缩段(熔融段)压缩段(熔融段)o均化段(计量段)均化段(计量段)、螺杆的分段、螺杆的分段8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构o要求:塑料保持固态,输送要稳定(要求:塑料保持固态,输送要稳定(温度,温度,料筒结构料筒结构)o长度:结晶性加料段较长,非结晶性加料段长度:结晶性加料段较长,非结晶性加料段较短(较短(为什么为什么?)?)o螺槽体积:等距等深(
11、螺槽体积:等距等深(为什么?为什么?)加料段(固体输送段):加料段(固体输送段):8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构o要求:熔化,压缩,排气要求:熔化,压缩,排气o长度及压缩比:结晶性塑料压缩段较短,非长度及压缩比:结晶性塑料压缩段较短,非结晶性压缩段较长(结晶性压缩段较长(为什么?为什么?)o螺槽容积逐渐减少螺槽容积逐渐减少压缩段(熔融段)压缩段(熔融段)8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构o要求:加强剪切,塑化均匀,定量,定压挤要求:加强剪切,塑化均匀,定量,定压挤出出o螺槽体积不变:深度最浅螺槽体积不变:深度最浅o长度:高聚物结构(长度:高聚物结构(热敏
12、性应减少停留时间热敏性应减少停留时间)均化段(计量段)均化段(计量段)8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构加热冷却系统加热冷却系统 挤出机加热方法有:载热体加热、挤出机加热方法有:载热体加热、电阻加热电阻加热和电感应加热等和电感应加热等 根据料筒长度和根据料筒长度和工艺要求分段加热工艺要求分段加热逐渐升温逐渐升温8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构加热冷却系统加热冷却系统 挤出机冷却包括:料筒的冷却,螺杆的冷却,挤出机冷却包括:料筒的冷却,螺杆的冷却,料斗座的冷却。料斗座的冷却。8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构料筒的冷却料筒的冷却8.1 单螺
13、杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构螺杆的冷却螺杆的冷却:目的是利于物料的输送,同时防止目的是利于物料的输送,同时防止塑料因过热而分解塑料因过热而分解 8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构料斗座的冷却:料斗座的冷却:防止防止“架桥架桥”,保,保证进料通畅,并防止挤证进料通畅,并防止挤压部分的热量传到止推压部分的热量传到止推轴承和减速箱,保证挤轴承和减速箱,保证挤 出机的正常工作。出机的正常工作。8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构多孔板与过滤网多孔板与过滤网o作用:增大塑化反压;熔体由螺旋运动变为直作用:增大塑化反压;熔体由螺旋运动变为直线运动;过滤杂质及未
14、塑化的物料。(电缆,线运动;过滤杂质及未塑化的物料。(电缆,透明制品,薄膜,医用管等)透明制品,薄膜,医用管等)8.1 单螺杆挤出机的基本结构单螺杆挤出机的基本结构8.2 单螺杆挤出机的辅机单螺杆挤出机的辅机机头和口模机头和口模o机头:料筒和口模的连接体。机头:料筒和口模的连接体。o口模:制品截面的成型部件。口模:制品截面的成型部件。o包括:分流器支架,口模,芯模包括:分流器支架,口模,芯模(芯棒芯棒)8.2 单螺杆挤出机的辅机单螺杆挤出机的辅机8.2 单螺杆挤出机的辅机单螺杆挤出机的辅机机头和口模机头和口模o机头口模的设计:机头口模的设计:熔体的粘弹性(挤出物胀大,熔体破裂等熔体的粘弹性(挤
15、出物胀大,熔体破裂等高聚物的热稳定性高聚物的热稳定性足够的压力保证足够的压力保证8.2 单螺杆挤出机的辅机单螺杆挤出机的辅机定型冷却设备:定型冷却设备:保证制品的冷却定型,制品结构保证制品的冷却定型,制品结构的均匀性,提高效率。的均匀性,提高效率。o定型设备定型设备o冷却设备冷却设备 根据不同制品的要求设计。根据不同制品的要求设计。8.2 单螺杆挤出机的辅机单螺杆挤出机的辅机牵引、切割或卷取牵引、切割或卷取o牵引装置:速度连续、平稳可调,加紧力适当牵引装置:速度连续、平稳可调,加紧力适当o切割或卷取切割或卷取 根据不同制品的要求设计。根据不同制品的要求设计。8.2 单螺杆挤出机的控制系统单螺杆
16、挤出机的控制系统o要求:温控的精确度,各种设备运转的稳定性,要求:温控的精确度,各种设备运转的稳定性,减少波动,保证制品的内在、外观质量和尺寸减少波动,保证制品的内在、外观质量和尺寸的精度。的精度。8.3 挤出成型工艺挤出成型工艺挤出成型工艺流程图挤出成型工艺流程图粒状或粉状热塑性塑料粒状或粉状热塑性塑料预热干燥预热干燥挤出机加热挤出机加热螺杆启动螺杆启动加料加料调整调整挤出成型挤出成型定型定型冷却冷却牵引牵引卷取卷取(切割切割)(后处理后处理)挤出制品挤出制品8.3 挤出成型工艺挤出成型工艺o原料的干燥原料的干燥:制品的外观与内在质量,一般控制含制品的外观与内在质量,一般控制含水量在水量在0
17、.5以下。以下。干燥设备:烘箱,干燥料斗(用于连续挤出)干燥设备:烘箱,干燥料斗(用于连续挤出)需要干燥的树脂:主要是一些杂链聚合物需要干燥的树脂:主要是一些杂链聚合物(缩聚产物,工程塑料)(缩聚产物,工程塑料)如:如:PA,PBT,PET,PC,PMMA,ABS,PAN,POM,PPO,PA,PBT,PET,PC,PMMA,ABS,PAN,POM,PPO,PSF,PIPSF,PI等等干燥条件干燥条件8.3 挤出成型工艺挤出成型工艺温度和螺杆转速是影响挤温度和螺杆转速是影响挤出成型塑化质量的重要工艺条出成型塑化质量的重要工艺条件。件。提高挤出产量的同时,保提高挤出产量的同时,保证塑化质量证塑化
18、质量(高速高效)是挤出高速高效)是挤出机的发展趋势。机的发展趋势。8.3 挤出成型工艺挤出成型工艺o挤出机及机头口模的预热挤出机及机头口模的预热:生产的稳定性,设备的:生产的稳定性,设备的保护保护一般温度从低一般温度从低高,根据不同高聚物,设定加高,根据不同高聚物,设定加料段,熔融段,计量段,机头口模温度(对于结晶料段,熔融段,计量段,机头口模温度(对于结晶度高的塑料,加料及熔融段温度设置较高)度高的塑料,加料及熔融段温度设置较高)保温时间应充分(挤出机越大,保温时间越长)保温时间应充分(挤出机越大,保温时间越长)8.3 挤出成型工艺挤出成型工艺温度对塑化质量的影响温度对塑化质量的影响:来源于
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