《挤出工艺讲课用》PPT课件

挤出工艺简介,内容简介：挤出成型是借助螺杆的挤压作用,使塑化均匀的塑料强行通过机头成为的连续制品，如管、板、丝、条、薄膜、电线电缆等。挤出成型是塑料成型加工中重要方法之一。适用的树脂材料：绝大部分热塑性塑料及部分热固性塑料，如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂及密胺树脂等,挤出成型的特点:连续化,效率高,质量稳定应用范围广设备简单,投资少,见效快生产环境卫生,劳动强度低适于大批量生产介绍的内容：影响高聚物加工粘度的一些因素螺杆挤出的原理双螺杆挤出设备和工作过程的简单介绍,图6-4假塑性高分子液体的流动曲线左图：剪切应力-剪切速率曲线；右图：表观粘度-剪切速率曲线,一、影响高分子液体剪切粘度的因素,影响因素,实验条件和生产工艺条件的影响（温度T；压力p；剪切速度或剪切应力等）,大分子结构参数的影响（平均分子量；分子量分布；长链支化度等）,物料结构及成分的影响（配方成分，如添料、软化剂等）,（二）实验条件和生产工艺条件的影响,1、温度和压力的影响,图1PMMA的粘度与温度和压力的关系,总的规律：温度升高时，物料粘度下降；压力升高时，物料粘度上升。,图2不同温度下乙酸丁酸纤维素的粘度曲线,4、橡胶工业中常用门尼粘度表征材料的流动性，塑料工业中常用熔融指数或流动长度表征塑料的流动性，其实也是作为最简单的方法用来判断材料相对分子量的大小。一般橡胶的门尼粘度值大，表示流动阻力大，相对分子量高；塑料的熔融指数大，表示流动性好，相对分子量小。,1、从纯粹加工的角度来看，降低分子量肯定有利于改善材料的流动性，橡胶行业采用大功率炼胶机破碎、塑炼胶料即为一例。但分子量降低后必然影响材料的强度和弹性，因此需综合考虑。,2、不同的材料，因用途不同，加工方法各异，对分子量的要求不同。总体来看，橡胶材料的分子量要高一些（约105106），纤维材料的分子量要低一些（约104），塑料居其中。,3、塑料中，用于注射成型的树脂分子量应小些，用于挤出成型的树脂分子量可大些，用于吹塑成型的树脂分子量可适中。,说明,2、剪切速率和剪切应力的影响,表1各种加工方法对应的剪切速率范围,高分子流体在加工中主要表现为“剪切变稀”效应。该效应对高分子材料加工具有重要意义。由于实际加工过程都在一定剪切速率范围内进行（见表1），因此掌握材料粘-切依赖性的“全貌”对指导改进高分子材料加工工艺十分必要。,（三）配合剂的影响,对流动性影响较显著的配合剂有两大类,填充补强材料,软化增塑材料,碳酸钙，赤泥，陶土，高岭土，碳黑、短纤维等,各种矿物油，一些低聚物等,主要作用：使体系粘度上升，弹性下降，硬度和模量增大，流动性变差,主要作用：减弱物料内大分子链间的相互牵制，使体系粘度下降，非牛顿性减弱，流动性改善,2螺杆挤出原理,普通挤出机的工作过程,一.固体输送理论假设条件：物料与螺槽和料筒壁紧密接触形成固体塞（床），以恒速移动；略去物料重力、密度变化的影响；磨擦系数恒定，压力是螺槽长度的函数；螺槽为矩形经过分析可看出物料的运动类似螺母运动。提高固体输送的措施适当提高螺杆转数N和螺槽深度H;采用锥形结构料筒；在加料段料筒内壁开设纵向沟槽（提高fb）；冷却进料段防止物料提前软化；冷却螺杆加料段（减小fs）,增加螺杆表面光洁度（减小fs）,二、熔融理论,1、研究目的：预测螺槽中未熔化物料量熔化全部物料所需螺杆长度熔融与螺杆参数、物料特性、工艺参数间的关系2、冷却试验和熔融机理：冷却试验：本色料+35%着色料挤出稳定后停止并迅速冷却螺杆和料筒取出螺杆、剥下物料切断螺旋带状料并观察截面形状3、现象：熔融料呈流线型，未塑化料始终呈固态固液两相有一明显分界线固相逐渐消失，固体塑化完全集中在熔膜处4、熔融机理：加料段压实逐渐熔融成一层熔膜超过后边螺槽刮落于前侧形成熔体池固体床减小直至物料完全熔融,三、熔体输送理论,1、熔体有四种形式的流动：正流：正流(拖曳流)Qd(cm3/h)，沿螺槽向机头方向的流动。由于螺杆转动，塑料在螺杆根部与机筒间形成相对运动造成的，它决定挤出量的大小；逆流：逆流（反流）Qp，与Qd相反的流动。由机头、多孔板等阻力元件对熔体的反压力造成，也叫压力流，随机头压力的升高而增加；环流：横流（环流）Qt,由分速度Vbx引起的在螺槽内与正流垂直的流动。对总挤出量影响不大，可忽略不计，但对熔体的混合、塑化、热交换起重要作用；漏流：漏流Ql，由机头阻力元件引起的物料反向流动，沿螺杆与料筒间隙向加料口方向流动，可降低挤出量。正常情况很小0.10.6mm，Ql小，但磨损严重时，Ql的增加与平方成正比。,2、熔体输送能力的分析：,熔体的输送Q=Qd-Qp-Ql,实际的流动形式为：熔体沿螺槽螺旋前进。类似弹簧缠绕在螺槽内。忽略Ql，经计算熔体输送能力为：P-Q，机头阻力加大，产量下降。N-Q，转数提高，剪切提高。D-Q，直径增加，产量明显增加，所以要得到高的产量，这是最有效的手段之一。L-Q，挤出稳定性增加。螺槽深度h增加，挤出稳定性下降。,单螺杆挤出机的组成,双螺杆挤出机的结构,双螺杆挤出机的结构,1、双螺杆挤出机主要由传动系统、加料系统、塑化系统、加热与冷却系统、控制系统等组成。2、挤出系统主要由料筒、螺杆、多孔板和过滤网组成。,（二）双螺杆挤出的特点,双螺杆挤出设备和流程,挤