塑料成型工艺学2011-第五章挤出模塑2

1、5.3 5.3 双螺杆挤出机双螺杆挤出机twin-screw extrudertwin-screw extruder一、概述一、概述 前面我介绍的都是单螺杆的挤出，单螺杆挤出机结构简单、前面我介绍的都是单螺杆的挤出，单螺杆挤出机结构简单、制造容易、价格便宜，因而其在塑料加工中得到广泛应用，制造容易、价格便宜，因而其在塑料加工中得到广泛应用，但随着塑料工业的发展，单螺杆挤出机显露出较大的局限性，但随着塑料工业的发展，单螺杆挤出机显露出较大的局限性，主要表现在以下三点：主要表现在以下三点： 固体输送主要靠摩擦，故加料性能受到限制，粉料、共固体输送主要靠摩擦，故加料性能受到限制，粉料、共混改性中玻纤

2、、无机填料难以加入混改性中玻纤、无机填料难以加入 排气效果较差排气效果较差 物料在机筒中停留时间长，且各部分物料停留时间不等物料在机筒中停留时间长，且各部分物料停留时间不等 19371937年意大利首先研制出双螺杆挤出机。目前双螺杆挤出年意大利首先研制出双螺杆挤出机。目前双螺杆挤出机已较广泛地应用于塑料加工中，尤其是机已较广泛地应用于塑料加工中，尤其是PVCPVC的加工中，欧美的加工中，欧美各国各国PVCPVC挤管、造粒占挤管、造粒占100%100%，挤板和型材占，挤板和型材占80-90%80-90%。双螺杆挤出机的双螺杆挤出机的主要应用主要应用聚合反应聚合反应：如尼龙（聚已内酰胺）型材的挤出

3、成型，：如尼龙（聚已内酰胺）型材的挤出成型，可将尼龙单体、催化剂、加速剂混合加入挤出机，在可将尼龙单体、催化剂、加速剂混合加入挤出机，在挤出过程中，尼龙聚合成挤出过程中，尼龙聚合成710710万分子量，然后挤出成万分子量，然后挤出成型。型。预塑混料预塑混料：a. a. 共混改性：加入填料、玻纤、碳黑等。共混改性：加入填料、玻纤、碳黑等。b. b. 橡塑共混：如橡塑共混：如PP/PP/乙丙橡胶。乙丙橡胶。c.c.作为喂料机：对塑作为喂料机：对塑料中各种助剂进行混炼。料中各种助剂进行混炼。成型加工成型加工：主要应用于：主要应用于PVCPVC加工中。加工中。废料处理废料处理：如废料二次成型，二次造粒

4、，废料形状复：如废料二次成型，二次造粒，废料形状复杂杂, ,易分解。易分解。优点：优点：a.a.摩擦产生热量少摩擦产生热量少b.b.塑料所受剪切力均匀塑料所受剪切力均匀c.c.螺杆输送能力螺杆输送能力d.d.挤出量稳定挤出量稳定e.e.料筒自洁料筒自洁缺点：缺点：结构复杂结构复杂投资大投资大维修保养繁琐维修保养繁琐。 双螺杆挤出机是在一个双螺杆挤出机是在一个“”字形机筒内，由两根互相啮合的字形机筒内，由两根互相啮合的螺杆所组成。螺杆可以是螺杆所组成。螺杆可以是整体整体或或组装，同向组装，同向或或异向回转，平行异向回转，平行或或锥锥形形的的。 当螺杆同向旋转时，物料基本上不能由该螺槽继续进入到邻

5、近当螺杆同向旋转时，物料基本上不能由该螺槽继续进入到邻近的螺槽中去，而只能被迫地由一根螺杆的螺槽流到另一螺杆的螺槽的螺槽中去，而只能被迫地由一根螺杆的螺槽流到另一螺杆的螺槽中去。由于螺杆继续转动而反复强迫物料转向的结果，而使物料受中去。由于螺杆继续转动而反复强迫物料转向的结果，而使物料受到较好的剪切混合效果。这种螺杆具有很好的自洁作用，一般用于到较好的剪切混合效果。这种螺杆具有很好的自洁作用，一般用于混料造粒。混料造粒。 异向旋转时，由于两根螺杆的旋转方向不同，故不能形成异向旋转时，由于两根螺杆的旋转方向不同，故不能形成“”运动。物料通过两根螺杆之间的间隙时，犹如物料通过两辊运动。物料通过两根

6、螺杆之间的间隙时，犹如物料通过两辊的辊隙，所受的剪切、搅拌作用极强烈。因剪切作用强烈，物料塑的辊隙，所受的剪切、搅拌作用极强烈。因剪切作用强烈，物料塑化好，多用于加工制品，适用于化好，多用于加工制品，适用于PVCPVC制品。制品。二、二、 双螺杆挤出机双螺杆挤出机的结构双螺杆挤出机双螺杆挤出机的结构三、三、双螺杆挤出机的类型双螺杆挤出机的类型1.1.按双螺杆旋转方向分：按双螺杆旋转方向分： 同向旋转同向旋转Co-Rotating Screws 异向旋转异向旋转Counter-Rotating Screws （异向向内，异向向外）（异向向内，异向向外） 2. 2. 按双螺杆相对位置分按双螺杆相对

7、位置分: : 全啮合全啮合( R+ r = A ) ( R+ r = A ) （R R：螺杆外部半径，：螺杆外部半径，r r：螺杆根部半径）：螺杆根部半径） 非啮合非啮合( A2R )( A2R ) 部分啮合部分啮合( R+ r A 2R )( R+ r A 2R ) 目前，挤出机主要采用全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机和目前，挤出机主要采用全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机和全啮合同向旋转双螺杆挤出机两种类型。前者全啮合同向旋转双螺杆挤出机两种类型。前者PVCPVC的成型加工，后的成型加工，后者用于聚合物的共混改性。者用于聚合物的共混改性。3.3.按螺杆形状分按螺杆形状分 圆柱形（平行）圆柱形（平

8、行） 锥形锥形四、四、 双螺杆挤出机挤出原理双螺杆挤出机挤出原理1.1.全啮合同向双螺杆挤出机全啮合同向双螺杆挤出机 在啮合处在啮合处螺棱和螺槽的速度方向相反，相对速度比反螺棱和螺槽的速度方向相反，相对速度比反向旋转的大，向旋转的大，因此，对啮合区的物料的剪切速度、剪切力因此，对啮合区的物料的剪切速度、剪切力也大，混合效果比反向旋转的双螺杆好。也大，混合效果比反向旋转的双螺杆好。 一根螺杆要把物料拉入啮合间隙，而另一根螺杆把物一根螺杆要把物料拉入啮合间隙，而另一根螺杆把物料从间隙中推出，结果使物料从一根螺杆转到另一根螺杆，料从间隙中推出，结果使物料从一根螺杆转到另一根螺杆，呈呈 形前进，料流方

9、向改变，有助于物料的混合和均化。形前进，料流方向改变，有助于物料的混合和均化。全啮合同向双螺杆挤出机全啮合同向双螺杆挤出机 同向旋转剪切示意图全啮合同向双螺杆挤出机全啮合同向双螺杆挤出机全啮合同向双螺杆挤出机全啮合同向双螺杆挤出机用途用途：用于用于PVCPVC成型加工成型加工输送机理：输送机理：当双螺杆为封闭式全啮合时，物料进入挤出机后，当双螺杆为封闭式全啮合时，物料进入挤出机后，被两根螺杆分成与螺距相等的密闭被两根螺杆分成与螺距相等的密闭C C型室，物料在型室，物料在C C型室中，型室中，受到啮合螺棱旋转的推力，沿螺槽呈螺旋形向前运动。螺杆受到啮合螺棱旋转的推力，沿螺槽呈螺旋形向前运动。螺杆

10、旋转一周，物料沿轴向运动一个导程，所以在异向旋转双螺旋转一周，物料沿轴向运动一个导程，所以在异向旋转双螺杆中，物料是以正位移原理向前强制输送，与螺杆与物料的杆中，物料是以正位移原理向前强制输送，与螺杆与物料的摩擦系数无关，因此输送效率是极高的。摩擦系数无关，因此输送效率是极高的。理论生产率理论生产率: :Q QMAXMAX= 2= 2. .I I. .N N. .V V 式中：式中：I I是平行螺纹数，是平行螺纹数，N N为螺杆转速，为螺杆转速，V V是是C C型室的体积型室的体积2 2、封闭式全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机、封闭式全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机封闭式全啮合异向向外旋转双螺杆挤

11、出机封闭式全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机反向旋转剪切示意图 反向旋转双螺杆在啮反向旋转双螺杆在啮合处螺棱和螺槽的速度方合处螺棱和螺槽的速度方向相同，但存在速度差，向相同，但存在速度差，因此，被螺纹带入啮合间因此，被螺纹带入啮合间隙的物料将受到螺棱和螺隙的物料将受到螺棱和螺槽间的剪切和研磨，使物槽间的剪切和研磨，使物料得到混合和混炼。螺棱料得到混合和混炼。螺棱和螺槽的速度方向相同，和螺槽的速度方向相同，相对速度比同向旋转的小，相对速度比同向旋转的小，因此，对啮合区的物料的因此，对啮合区的物料的剪切速度、剪切力也小，剪切速度、剪切力也小，混合效果比同向旋转的双混合效果比同向旋转的双螺杆差一些。螺杆

12、差一些。封闭式全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机封闭式全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机压延效应压延效应 在异向旋转双螺杆输送过程中，物料在双螺杆的间隙在异向旋转双螺杆输送过程中，物料在双螺杆的间隙中受到挤压而产生使螺杆分离的反压力，使螺杆变形，这中受到挤压而产生使螺杆分离的反压力，使螺杆变形，这样加速螺杆和机筒的磨损。螺杆转速越大，压延效应就越样加速螺杆和机筒的磨损。螺杆转速越大，压延效应就越大，这就限制了螺杆的转速，向内异向的压延效应比反外大，这就限制了螺杆的转速，向内异向的压延效应比反外异向的压延效应大，因此向内异向很少采用，向外异向双异向的压延效应大，因此向内异向很少采用，向外异向双螺杆的一般

13、转速为螺杆的一般转速为8 85050转转/ /分范围分范围封闭式全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机封闭式全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机自洁性自洁性 由于双螺杆的相互，使一个螺杆的螺棱自动清理另一根螺由于双螺杆的相互，使一个螺杆的螺棱自动清理另一根螺杆的螺槽，这些自洁性对于加工热稳定性差的塑料（如杆的螺槽，这些自洁性对于加工热稳定性差的塑料（如PVCPVC）是极为有利的，它可以防止物料在螺杆中停留时间长而发生热是极为有利的，它可以防止物料在螺杆中停留时间长而发生热分解，这也就是在分解，这也就是在PVCPVC加工中广泛使用双螺杆挤出机的原因。加工中广泛使用双螺杆挤出机的原因。挤出量波动挤出量波动 物料

14、在异向双螺杆中被分成物料在异向双螺杆中被分成C C型小室，在机头处随着二螺型小室，在机头处随着二螺杆的啮合过程，一个杆的啮合过程，一个C C型室的物料被挤出，过渡到另一个型室的物料被挤出，过渡到另一个C C型室型室物料的挤出之间，挤出量会下降。如是全啮合不存在间隙，则物料的挤出之间，挤出量会下降。如是全啮合不存在间隙，则挤出量瞬时会下降到零，但实际上两螺杆之间存在四种间隙挤出量瞬时会下降到零，但实际上两螺杆之间存在四种间隙（螺棱间隙、径向间隙、侧面间隙和四面体间隙），因此，挤（螺棱间隙、径向间隙、侧面间隙和四面体间隙），因此，挤出量不会变为零而是作有规律地波动。但总的来说，双螺杆挤出量不会变为

15、零而是作有规律地波动。但总的来说，双螺杆挤出量是非常稳定的出量是非常稳定的封闭式全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机封闭式全啮合异向向外旋转双螺杆挤出机 5.4 5.4 挤出机的辅助设备挤出机的辅助设备1.前处理物料的设备：前处理物料的设备： 预热、干燥。预热、干燥。2.处理挤出物的设备：处理挤出物的设备： 冷却、牵引、卷取、切断、检验等。冷却、牵引、卷取、切断、检验等。3.控制生产条件的设备：控制生产条件的设备： 控制仪表等。控制仪表等。5.5 5.5 挤出机的一般操作方法挤出机的一般操作方法干燥物料干燥物料正常生产正常生产加热挤出机加热挤出机保温保温检查机头连接检查机头连接低速启动低速启动加入少

16、量物料加入少量物料调到工作速度调到工作速度控制要点控制要点 1.1.温度温度 料温来自加热和摩擦热。料温高，有利于塑化，熔体流量料温来自加热和摩擦热。料温高，有利于塑化，熔体流量增大，挤出物出料加快。但机头和口模温度不能过高，否则挤增大，挤出物出料加快。但机头和口模温度不能过高，否则挤出物形状稳定性差，制品收缩率大，甚至引起制品发黄、有气出物形状稳定性差，制品收缩率大，甚至引起制品发黄、有气泡等。料温低，塑化差，功率消耗大。泡等。料温低，塑化差，功率消耗大。2.2.压力压力 机头压力大，可提高挤出熔体混合均匀性和稳定性，对产机头压力大，可提高挤出熔体混合均匀性和稳定性，对产品致密程度好。因此在

17、机头上设置多孔板、过滤网。品致密程度好。因此在机头上设置多孔板、过滤网。 但压力不能太大，否则回压大，挤出量下降但压力不能太大，否则回压大，挤出量下降。 3.3.螺杆转速螺杆转速 转速转速，产量，产量，剪切作用，剪切作用，有利于混合和塑化，但，有利于混合和塑化，但功率消耗功率消耗。 5.6 5.6 常见挤出制品的挤出成型常见挤出制品的挤出成型 5.6.1 5.6.1 管材的挤出成型管材的挤出成型 一、概述：一、概述： 管材是塑料挤出成型的主要产品之一。挤管就是将粒状管材是塑料挤出成型的主要产品之一。挤管就是将粒状或粒状塑料从料斗加入挤出机，经加热成熔融的料流，螺杆或粒状塑料从料斗加入挤出机，经

18、加热成熔融的料流，螺杆旋转的推力使熔融料通过机头的环形通道形成管状物，经冷旋转的推力使熔融料通过机头的环形通道形成管状物，经冷却定型成为管材的生产过程。却定型成为管材的生产过程。 可供生产管材的塑料原料有：聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙可供生产管材的塑料原料有：聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、烯、ABSABS、聚酰胺；聚碳酸酯、聚酰胺；聚碳酸酯 目前国内生产的管材以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等材料目前国内生产的管材以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等材料为主。为主。 塑料管材有以下优点：塑料管材有以下优点： 相对密度小，仅为金属的相对密度小，仅为金属的1 15-15-18 8，耐化学腐蚀性好，电，耐化学腐蚀性好，电器

19、绝缘性优良。耐磨性好。塑料管广泛用作各种液体、气体输送器绝缘性优良。耐磨性好。塑料管广泛用作各种液体、气体输送管，尤其是某些腐蚀性掖体和气体，如自来水管、排行管、农业管，尤其是某些腐蚀性掖体和气体，如自来水管、排行管、农业排灌用管、化工管道、石油管、煤气管等。排灌用管、化工管道、石油管、煤气管等。管材挤出过程：管材挤出过程： 加料在螺杆中熔融塑化机头口模挤出定型冷却牵引切割 5.6.1 5.6.1 管材的挤出成型管材的挤出成型5.6.1管材的挤出成型牵引牵引 切割切割 挤出机挤出机 挤出设备由挤出设备由挤出机、机头、挤出机、机头、定型装置、冷却装置、牵引和定型装置、冷却装置、牵引和切割装置等组

20、成切割装置等组成1 1机头机头1 1）直通式）直通式 熔体在机头中流动方向与熔体在机头中流动方向与螺杆轴向一致螺杆轴向一致 结构简单易制造结构简单易制造 适于硬、软适于硬、软PVC,PE,PAPVC,PE,PA二、管材挤出设备二、管材挤出设备二、管材挤出设备二、管材挤出设备 分流梭与芯棒分流梭与芯棒 a.a.组成组成：圆头部分、斜坡部分、：圆头部分、斜坡部分、平直部分平直部分 b.b.分流梭作用：分流梭作用： 把圆柱形的把圆柱形的料流分成圆环形的薄层；固料流分成圆环形的薄层；固定芯棒；定芯棒； 通压缩空气通压缩空气 c.c.斜坡作用：斜坡作用：使物料松弛，消使物料松弛，消除合流痕迹，进一步压缩

21、。除合流痕迹，进一步压缩。 d.d.平直部分作用平直部分作用：继续弥补熔：继续弥补熔接痕；调节流速，稳定料流；接痕；调节流速，稳定料流；赋予制品外形。赋予制品外形。二、管材挤出设备二、管材挤出设备 部件尺寸确定部件尺寸确定 a.a.口模与芯棒平直部分长度口模与芯棒平直部分长度L L 根据经验，根据经验，L=(1.5-3)D, DL=(1.5-3)D, D是管子是管子- -外径。对于薄外径。对于薄壁管，壁管，L=(10-30)tL=(10-30)t，t t是管子壁厚。其具体数值与物料是管子壁厚。其具体数值与物料性能、管壁薄厚、管径大小、挤出机功率大小有关。性能、管壁薄厚、管径大小、挤出机功率大小

22、有关。 一般，一般，大管径取下限，硬管取小值，软管取大值大管径取下限，硬管取小值，软管取大值。b.b.口模内径、芯棒外径口模内径、芯棒外径 根据经验，对根据经验，对PVCPVC，口模内径比管子外径大，口模内径比管子外径大5%5%，对，对HDPEHDPE，口模内径比管子外径大，口模内径比管子外径大10%10%。 二、管材挤出设备二、管材挤出设备c.c.压缩比与拉伸比压缩比与拉伸比 机头压缩比机头压缩比是分流梭环形通道面积与口模通道面积之比。是分流梭环形通道面积与口模通道面积之比。根据经验，压缩比取根据经验，压缩比取5 51212，小管径取大一些，大管径取小，小管径取大一些，大管径取小一些。一些。

23、 拉伸比拉伸比是指口模与芯模在稳流定型区的环隙截面积与管是指口模与芯模在稳流定型区的环隙截面积与管材环状截面积的比值。材环状截面积的比值。 拉伸比反映：管材从高温型坯到冷却定型之后的截面变拉伸比反映：管材从高温型坯到冷却定型之后的截面变形程度（牵引作用的结果），以及在纵向可能获得的取向程形程度（牵引作用的结果），以及在纵向可能获得的取向程度和拉伸强度。度和拉伸强度。 扩张角扩张角不宜过大，过大料流阻力增加，会停止流动发不宜过大，过大料流阻力增加，会停止流动发生分解。过小不利于料层快速形成薄层，对加热不利。生分解。过小不利于料层快速形成薄层，对加热不利。 6060最大最大9090二、管材挤出设备

24、二、管材挤出设备 由于存在分流器支架由于存在分流器支架, ,会产生熔接会产生熔接线线, ,影响制品外观及质量。影响制品外观及质量。 消除熔接线的方法消除熔接线的方法: : 1. 1.适当加大口模平直段适当加大口模平直段( (成型段成型段) )长；长； 2.2.增大分流器支架与出料口的距离；增大分流器支架与出料口的距离； 3.3.使进口角使进口角( (扩张角扩张角) )大于出口角大于出口角( (收收缩角缩角) )； 4.4.加大机头进口处截面与出口截面比加大机头进口处截面与出口截面比; ; 5. 5.采用异型芯棒采用异型芯棒( (目的是增大料流阻目的是增大料流阻力力) )。合流痕二、管材挤出设备

25、二、管材挤出设备2 2）直角式）直角式 熔体在机头中流动方熔体在机头中流动方向与螺杆轴向垂直从料筒向与螺杆轴向垂直从料筒流出的熔体绕过芯模再向流出的熔体绕过芯模再向前流动，会产生一条分流前流动，会产生一条分流痕，流动阻力小，料流稳痕，流动阻力小，料流稳定，出料均匀，但其结构定，出料均匀，但其结构复杂，占地面积大。复杂，占地面积大。 适于适于PPPP、PEPE及尺寸要及尺寸要求严格的管材求严格的管材二、管材挤出设备二、管材挤出设备3 3）旁侧式）旁侧式 熔体经过一个近熔体经过一个近似直角的过渡区才流似直角的过渡区才流入机头，阻力大，结入机头，阻力大，结构更复杂。构更复杂。5.6.15.6.1管材

26、的挤出成型管材的挤出成型4 4）筛孔板式：）筛孔板式： 无分流梭和芯模无分流梭和芯模, ,物料经筛孔板进入口模成型段可保证物物料经筛孔板进入口模成型段可保证物料充分熔融、塑化无熔接痕，强度高，结构紧凑，占地面积小。料充分熔融、塑化无熔接痕，强度高，结构紧凑，占地面积小。 ( (生产聚烯烃类大管时生产聚烯烃类大管时, ,可克服自重产生的薄厚不均现象可克服自重产生的薄厚不均现象) )二、管材挤出设备二、管材挤出设备作用：作用：将机头挤出材料的将机头挤出材料的形状稳定下来，得到更为形状稳定下来，得到更为精确的截面形状、尺寸和精确的截面形状、尺寸和表面粗糙度，有内定径和表面粗糙度，有内定径和外定径法两

27、种外定径法两种(1)(1)内径定径法内径定径法 一般用于直角机头上，连在口模芯模上内通冷却水，定型一般用于直角机头上，连在口模芯模上内通冷却水，定型套有套有0.6%-1%0.6%-1%锥度锥度，长，长80-300mm,80-300mm,外径比管材内径大外径比管材内径大2%-4%2%-4%，利于，利于收缩后尺寸在控制范围内并保证管材内壁粗糙度。收缩后尺寸在控制范围内并保证管材内壁粗糙度。（内定径原理（内定径原理 动画）动画）2.2.定型定型( (定径定径) )装置装置a a 真空定径真空定径：管外抽真空而将管外壁吸附在冷却定型套内壁上，：管外抽真空而将管外壁吸附在冷却定型套内壁上，小孔直径小孔直

28、径0.5-0.7mm0.5-0.7mm，大时为大时为0.8-1.0mm0.8-1.0mm。b b 内压法定径内压法定径：管内加压缩空气，管外加冷却定型套。：管内加压缩空气，管外加冷却定型套。公差要求：外径带公差用外定径，内径带公差公差要求：外径带公差用外定径，内径带公差用内定径。可同时内外定径用内定径。可同时内外定径真空定径示意图(2)(2)外定径法外定径法（我国常用方法）（我国常用方法）浸浴式浸浴式：管浸入水中冷却，上下水温不一致，浮力，会弯曲：管浸入水中冷却，上下水温不一致，浮力，会弯曲变形变形喷淋式：喷淋式：会减少上述现象，特别是大管。会减少上述现象，特别是大管。3.3.冷却装置冷却装置

29、 浸浴式冷却水槽浸浴式冷却水槽1-进水管进水管 2-排水管排水管 3-轮子轮子 4-隔板隔板 5-槽体槽体 6-支架支架 7-螺丝撑杆螺丝撑杆 喷淋式冷却水槽喷淋式冷却水槽 1-1-喷水头喷水头 2-2-导轮导轮 3-3-支架支架 4-4-轮子轮子 5-5-导轮调整机构导轮调整机构 6-6-手轮手轮7-7-箱体箱体8-8-箱盖箱盖 橡胶带式：适合橡胶带式：适合50-150mm50-150mm管管滚轮式：滚轮式：100m100m管管履带式：二履带、三履带、四履带和六履带，适合各种管。履带式：二履带、三履带、四履带和六履带，适合各种管。4.4.牵引装置牵引装置5.6.1管材的挤出成型 履带的排列履

30、带的排列a-a-六条履带六条履带 b-b-二条履带二条履带 c-c-三条履带三条履带 1-1-履带履带 2-2-塑料管材塑料管材5.6.1管材的挤出成型气动双履带牵引机气动双履带牵引机手动双履带牵引机手动双履带牵引机园盘剧园盘剧行星剧行星剧与计长装置相连，与计长装置相连，实行定长切割。实行定长切割。5.5.切割装置切割装置1.PE1.PE管材管材 优点突出，成型加工容易，具有良好的韧性、无毒、优点突出，成型加工容易，具有良好的韧性、无毒、耐腐蚀、耐寒性和电性能广泛用于自来水管、煤气管、排耐腐蚀、耐寒性和电性能广泛用于自来水管、煤气管、排污管、灌溉管、化工管道及电线绝缘套管。污管、灌溉管、化工管

31、道及电线绝缘套管。 LDPELDPE挤出时温度分五段控制：挤出时温度分五段控制：机身：供料段机身：供料段9090100100，压缩段，压缩段100100140140，计量段，计量段140140160160；机头：分流器；机头：分流器140140160160，模口，模口140140160160 HDPE HDPE温度一般较温度一般较LDPELDPE高高2020 另定型套水温另定型套水温30305050 一般一般PEPE管材口模温度低于料筒最高温度，原因是：熔管材口模温度低于料筒最高温度，原因是：熔体粘度低，成型温度范围宽，降低温度利于成型，使制品体粘度低，成型温度范围宽，降低温度利于成型，使制品

32、更密实；利于定型，提高生产率；节约能源。更密实；利于定型，提高生产率；节约能源。三、常见挤出管材三、常见挤出管材2.PP2.PP管材管材 无毒、耐腐蚀、强度高、耐热性好、重量轻。广泛用作无毒、耐腐蚀、强度高、耐热性好、重量轻。广泛用作腐蚀性化工液体和气体的输送管，农田排灌管腐蚀性化工液体和气体的输送管，农田排灌管 普通普通PPPP性能缺陷很大，一是低温脆性大，二是耐老化性性能缺陷很大，一是低温脆性大，二是耐老化性差，一般要改性处理，常用改性配方如下：差，一般要改性处理，常用改性配方如下： PP 100 PP 100 HDPE 10-20 HDPE 10-20 抗氧剂抗氧剂1010 0.5-1

33、1010 0.5-1 CaCO CaCO3 3 10 10工艺温度：工艺温度： 机身：供料段机身：供料段165165，压缩段，压缩段180180，计量段，计量段220220； 机头：一区机头：一区230230，二区，二区220220，口模，口模195195 一般采用外定径法一般采用外定径法( (真空定径或内压外定径法真空定径或内压外定径法) )5.6.15.6.1管材的挤出成型管材的挤出成型3.3.硬质硬质PVCPVC管材管材耐腐蚀、绝缘性好耐腐蚀、绝缘性好主要做输送流体及做电线套管等主要做输送流体及做电线套管等生产工艺生产工艺 挤出挤出( (粒料粒料) )温度：机身依次为温度：机身依次为10

34、0-120100-120，120-140120-140，140-160140-160，分流器，分流器160-180160-180，口模，口模180-190180-190，机头，机头185-190185-190 螺杆转速：直径为螺杆转速：直径为45mm45mm的单螺杆挤出机转速为的单螺杆挤出机转速为20-40r/min20-40r/min 牵引速度：比挤出速度快牵引速度：比挤出速度快1%-10%1%-10%螺杆冷却螺杆冷却：材料流动性差，螺杆温度偏高会粘料，适当降低螺杆温：材料流动性差，螺杆温度偏高会粘料，适当降低螺杆温度可使塑料与螺杆间的摩擦系数降低，减少摩擦生热，防止物料分度可使塑料与螺杆间

35、的摩擦系数降低，减少摩擦生热，防止物料分解。冷却介质用水解。冷却介质用水5.6.15.6.1管材的挤出成型管材的挤出成型几种塑料管材成型的温度控制几种塑料管材成型的温度控制外壁光泽不良外壁光泽不良 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法：口模温度太低。应适当提高。定径套冷却水流量太大。应口模温度太低。应适当提高。定径套冷却水流量太大。应适当减小。适当减小。表面水纹表面水纹 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法：口模温度太高。应适当降低。口模温度太高。应适当降低。冷却太快，管材的挤出速度不稳定。应适当控制冷却水的冷却太快，管材的挤出速度不稳定。应适当控制冷却水的流量。流量。表面云纹表面云纹 故

36、障分析及排除方法：故障分析及排除方法：原料混合不均匀。应在混合过程中加强搅拌。原料混合不均匀。应在混合过程中加强搅拌。多孔过滤板处温度太高。应适当降低。多孔过滤板处温度太高。应适当降低。四、管材挤出成型常见故障的排查三、管材挤出成型常见故障的排查内外壁产生气泡内外壁产生气泡 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 原料潮湿，水分易挥发物含量太高。应进行预干燥处理。原料潮湿，水分易挥发物含量太高。应进行预干燥处理。 挤出温度太高，熔料过热分解。应适当降低挤出温度。挤出温度太高，熔料过热分解。应适当降低挤出温度。 内壁产生裂纹内壁产生裂纹 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： （1 1）原料

37、内混入杂质，裂纹产生在杂质部位。应净化原料。）原料内混入杂质，裂纹产生在杂质部位。应净化原料。 （2 2）模芯温度太低。应适当提高。）模芯温度太低。应适当提高。 （3 3）出料不均匀。应适当调整口模缝隙，保证出料均匀。）出料不均匀。应适当调整口模缝隙，保证出料均匀。三、管材挤出成型常见故障的排查内壁产生光亮的白道内壁产生光亮的白道 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 原料内有杂质。应检查筛料网是否破损。原料内有杂质。应检查筛料网是否破损。 料筒温度太，模头温度偏低，稳定剂析出等。应适当降低料筒料筒温度太，模头温度偏低，稳定剂析出等。应适当降低料筒温度，提高模头温度。温度，提高模头温度。管

38、子旋转管子旋转 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 口模处出料速度不一致。应适当调整口模间隙，使口模出料均口模处出料速度不一致。应适当调整口模间隙，使口模出料均匀。特别是小口径管材最容易产生这种故障。匀。特别是小口径管材最容易产生这种故障。 模头温度加热不均匀。硬调整均匀。模头温度加热不均匀。硬调整均匀。管子弯曲管子弯曲 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 管壁厚薄不均。应适当调整口模间隙，使口模均匀。管壁厚薄不均。应适当调整口模间隙，使口模均匀。 冷却太慢。应加大冷却水流量，提高冷却效率。冷却太慢。应加大冷却水流量，提高冷却效率。 冷却水槽安放不正。应调整水槽位置，使水槽与机身对

39、正平行冷却水槽安放不正。应调整水槽位置，使水槽与机身对正平行三、管材挤出成型常见故障的排查管壁厚薄不均管壁厚薄不均 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 芯模与口模的定位不同心，出料快慢不一致。应调节芯芯模与口模的定位不同心，出料快慢不一致。应调节芯模与口模的同心度，使其定位同心。模与口模的同心度，使其定位同心。 牵引速度不正常。应适当调整。牵引速度不正常。应适当调整。 机头加热不均匀。应检查机头加热器有无损坏，将机头机头加热不均匀。应检查机头加热器有无损坏，将机头温度调节均匀。温度调节均匀。外径不稳定外径不稳定 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 压缩空气控制不正常，气压不稳定。应

40、检修供气系统。压缩空气控制不正常，气压不稳定。应检修供气系统。 牵引速度不均匀。应检查牵引装置，使牵引平稳，不能牵引速度不均匀。应检查牵引装置，使牵引平稳，不能产生牵引打滑现象。这种故障常见于大口径管材。产生牵引打滑现象。这种故障常见于大口径管材。聚乙烯挤出管材成型常见故障的排查表面褐色条纹表面褐色条纹 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 管材表面出现轴向等距离褐色条纹，有明显的色差，产管材表面出现轴向等距离褐色条纹，有明显的色差，产生的主要原因是多孔过滤板处温度太高或未清理干净。应采生的主要原因是多孔过滤板处温度太高或未清理干净。应采取降温及清洁处理；取降温及清洁处理； 原料内的炭黑混

41、合不均匀，应加强炭黑的过筛及混合。原料内的炭黑混合不均匀，应加强炭黑的过筛及混合。表面冷斑表面冷斑 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 管材外表面毛糙。产生冷料斑点的主要原因是口模温度管材外表面毛糙。产生冷料斑点的主要原因是口模温度太低及冷却固化太快，应适当提高口模温度及减少冷却定型太低及冷却固化太快，应适当提高口模温度及减少冷却定型环的供水量。环的供水量。聚乙烯挤出管材成型常见故障的排查光亮凸块光亮凸块 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 管壁外表面产生光亮透明凸块（俗称管壁外表面产生光亮透明凸块（俗称“眼睛眼睛”）的主要原因为）的主要原因为口模温度太高或冷却不足应适当降低模头温

42、度及增加冷却定型环的口模温度太高或冷却不足应适当降低模头温度及增加冷却定型环的供水量。供水量。表面凹陷表面凹陷 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 如果管材内壁有凹坑，主要是由于原料潮湿，应进行预干燥处如果管材内壁有凹坑，主要是由于原料潮湿，应进行预干燥处理。若管材外壁有凹痕，主要是原料内混有杂质，应清洁原料或换理。若管材外壁有凹痕，主要是原料内混有杂质，应清洁原料或换用新料。用新料。螺纹状条纹螺纹状条纹 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 如果管材内局部产生螺纹状条纹，主要是由于模头局部温度太如果管材内局部产生螺纹状条纹，主要是由于模头局部温度太高，应适当降低。若管材内壁全部产生

43、螺纹状条纹，主要是由于压高，应适当降低。若管材内壁全部产生螺纹状条纹，主要是由于压缩空气流量太小，应适当加大供气量。缩空气流量太小，应适当加大供气量。聚乙烯挤出管材成型常见故障的排查外壁凸环外壁凸环 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 管壁上隆起一圈圈凸环或牵引不出，主要是由于机头设计不合理管壁上隆起一圈圈凸环或牵引不出，主要是由于机头设计不合理或冷固化太快。考虑重新设计及机头及减少冷却定型环的供水量。或冷固化太快。考虑重新设计及机头及减少冷却定型环的供水量。拉破或拉断拉破或拉断 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 如果牵引过程中，管壁上产生小洞，主要是由于冷却定型环的如果牵引过程

44、中，管壁上产生小洞，主要是由于冷却定型环的供水太少。应适当增加供水量。若管壁上拉出大洞，主要是由于压供水太少。应适当增加供水量。若管壁上拉出大洞，主要是由于压缩空气供气量太大。应合理调节压缩空气供给量。缩空气供气量太大。应合理调节压缩空气供给量。 若牵引太快，管材容易拉断。应合理控制牵引速度。若牵引太快，管材容易拉断。应合理控制牵引速度。椭圆及弯曲椭圆及弯曲 故障分析及排除方法：故障分析及排除方法： 口模与芯模中心位置不正。应调整相互间的同心度。口模与芯模中心位置不正。应调整相互间的同心度。 机头温度不均。检查机头加热是否损坏，将温度调节均匀。机头温度不均。检查机头加热是否损坏，将温度调节均匀

45、。 冷却水利口模太紧。应适当调整定型环的位置。冷却水利口模太紧。应适当调整定型环的位置。 冷却定型环供水太多。应减少供水量。冷却定型环供水太多。应减少供水量。 5.6.2 5.6.2 板材（片材）的挤出成型板材（片材）的挤出成型 塑料片材是指厚度在塑料片材是指厚度在0.250.252 mm2 mm之间的软质平面材料和厚度之间的软质平面材料和厚度在在0.5mm0.5mm以下的硬质平面材料。以下的硬质平面材料。 塑料板材和片材的生产方法有：挤出法、压延法、层压法、塑料板材和片材的生产方法有：挤出法、压延法、层压法、浇注法。挤出法和压延法是连续生产工艺，其他方法是间歇生产浇注法。挤出法和压延法是连续

46、生产工艺，其他方法是间歇生产工艺。工艺。 生产塑料板材、片材的主要原材料有：聚乙烯（生产塑料板材、片材的主要原材料有：聚乙烯（LDPELDPE、HDPEHDPE）、聚丙烯（）、聚丙烯（PPPP）、聚苯乙烯（）、聚苯乙烯（PSPS）、丙烯腈丁二烯苯）、丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚树脂（乙烯三元共聚树脂（ABSABS）、酚醛树脂、丙烯酸酯类树脂等。）、酚醛树脂、丙烯酸酯类树脂等。 塑料板、片材具有耐腐蚀、电绝缘性能优异、易于二次加工塑料板、片材具有耐腐蚀、电绝缘性能优异、易于二次加工等特点，广泛应用作为化工容器、贮罐等化工设备的衬里，电器等特点，广泛应用作为化工容器、贮罐等化工设备的衬里，电器工业中

47、的绝缘垫板、垫片等电绝缘材料、也可作为交通工具和建工业中的绝缘垫板、垫片等电绝缘材料、也可作为交通工具和建筑物的壁板、隔板等内装修材料。此外，无毒的透明及各色片材筑物的壁板、隔板等内装修材料。此外，无毒的透明及各色片材经二次加工制成的各种容器则是食品、医药理想的包装材料。经二次加工制成的各种容器则是食品、医药理想的包装材料。5.6.2 板材（片材）的挤出成型 堆砌装置 切割机 真空吸盘 牵引辊 轮式传送带 导轮 三辊压光机 挤出机 5.6.2 板材（片材）的挤出成型 1. 板（片材）机头板（片材）机头口模由引流道、分配腔和模唇组成口模由引流道、分配腔和模唇组成1 1）支管式）支管式 为将圆柱状

48、流体变为扁平的矩形截为将圆柱状流体变为扁平的矩形截面且有相等流速的流体，要设置一个纵面且有相等流速的流体，要设置一个纵向切口为管状的分配腔，其作用是对熔向切口为管状的分配腔，其作用是对熔体稳压、分流，使其均匀地挤出宽幅制体稳压、分流，使其均匀地挤出宽幅制品。品。 优点是结构简单，制造容易；可调优点是结构简单，制造容易；可调幅宽；温度易控制；体积小，重量轻。幅宽；温度易控制；体积小，重量轻。2 2）鱼尾形：）鱼尾形：熔体从中部进入沿扇形扩展开来熔体从中部进入沿扇形扩展开来 优点是物料呈流线型流动；物料停留时间短，适用的优点是物料呈流线型流动；物料停留时间短，适用的温度范围温度范围 广；结构简单广

49、；结构简单 缺点是鱼尾形部分扩张角不可过大（避免中心处压力缺点是鱼尾形部分扩张角不可过大（避免中心处压力速度太大造成中心出料多两端少）；不能生产宽幅制品速度太大造成中心出料多两端少）；不能生产宽幅制品5.6.2 5.6.2 板材（片材）的挤出成型板材（片材）的挤出成型5.6.2 板材（片材）的挤出成型5.6.2 板材（片材）的挤出成型3 3）衣架式）衣架式：分配腔为两根直管递减的支管并有一个扩张角分配腔为两根直管递减的支管并有一个扩张角可可 大至大至160-170160-170的型腔，（吸收了支管式和鱼尾形机头的型腔，（吸收了支管式和鱼尾形机头的优点）。的优点）。 优点是支管小，缩短了物料在机

50、头内的停留优点是支管小，缩短了物料在机头内的停留时间；扇形型腔提高了制品的薄厚均匀性，制品幅宽可达时间；扇形型腔提高了制品的薄厚均匀性，制品幅宽可达4-5m4-5m5.6.2 板材（片材）的挤出成型4 4）螺杆分配式：）螺杆分配式：在直支管式机头在直支管式机头模腔中插入一根旋转的分配螺模腔中插入一根旋转的分配螺杆杆分配螺杆的作用分配螺杆的作用：将模腔内的熔：将模腔内的熔体进一步塑化并沿宽度方向均体进一步塑化并沿宽度方向均匀分布；压力沿横截面各点一匀分布；压力沿横截面各点一致，挤速均匀；减少机头内积致，挤速均匀；减少机头内积料的可能性。料的可能性。5.6.2 板材（片材）的挤出成型优点：优点：生

51、产能力高，制品均匀；可以发泡成型，易成型宽、厚板材；生产能力高，制品均匀；可以发泡成型，易成型宽、厚板材；机头内料温易控制；可连续运转。机头内料温易控制；可连续运转。缺点：缺点：是加工困难，成本高；分配螺杆旋转，使料流到口模区变为是加工困难，成本高；分配螺杆旋转，使料流到口模区变为直线运动的距离短，易在制品中留下波浪形痕迹。直线运动的距离短，易在制品中留下波浪形痕迹。5.6.2 板材（片材）的挤出成型5.6.2 板材（片材）的挤出成型 挤出机机身温度：挤出机机身温度： 根据原料而定根据原料而定, ,机头温度一般比机身温度稍高机头温度一般比机身温度稍高5 51010左右左右 机头温度过低，板材表

52、面无光泽，易裂机头温度过低，板材表面无光泽，易裂 机头温度过高，料易分解且有气孔机头温度过高，料易分解且有气孔 机头温度一般是控制中间低两端高，机头温度应严格控制在机头温度一般是控制中间低两端高，机头温度应严格控制在规定温度之内，否则，温度误差将影响板与片厚度的均匀性。规定温度之内，否则，温度误差将影响板与片厚度的均匀性。 2. 2. 板材成型工艺要点板材成型工艺要点 三辗压光机温度控制：三辗压光机温度控制： 从机头挤出的板材温度较高，为使板材缓慢冷却，防止板从机头挤出的板材温度较高，为使板材缓慢冷却，防止板材产生内应力而翘曲，三辊压光机的三个辊简应加热，并设置调材产生内应力而翘曲，三辊压光机

53、的三个辊简应加热，并设置调温装置。加热介质有蒸汽、油、电热。辊筒温度过低，板不易贴温装置。加热介质有蒸汽、油、电热。辊筒温度过低，板不易贴紧辊简表面，而产生斑点，表面无光泽，透明度差并且会产生小紧辊简表面，而产生斑点，表面无光泽，透明度差并且会产生小皱纹。辊简表面温度应高到足以使熔融物料与辊简表面完全贴紧，皱纹。辊简表面温度应高到足以使熔融物料与辊简表面完全贴紧，但过高会使板、片粘辊，表面产生横向条纹。一般说来，象聚氯但过高会使板、片粘辊，表面产生横向条纹。一般说来，象聚氯乙烯、乙烯、ABSABS等无定形塑料，辊简温度不超过等无定形塑料，辊简温度不超过100100，可用蒸汽或热，可用蒸汽或热水

54、加热，而成型烯烃等结晶塑料，辊简温度超过水加热，而成型烯烃等结晶塑料，辊简温度超过160160，用油加，用油加热较好。热较好。板材成型工艺要点板材成型工艺要点几种塑料板加工温度几种塑料板加工温度温度温度硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯软聚氯乙烯软聚氯乙烯低密度聚乙烯低密度聚乙烯聚丙烯聚丙烯机身机身 120-130120-130100-120100-120150-160150-160160-170160-170150-170150-170机身机身2 2130-140130-140135-145135-145160-170160-170180-190180-190160-180160-180机身机身3 315

55、0-160150-160145-155145-155170-180170-180190-200190-200180-195180-195机身机身4 4160-180160-180150-160150-160180-190180-190200-205200-205185-200185-200连接器连接器150-160150-160140-150140-150160-170160-170180-200180-200180-190180-190机头机头1 1175-180175-180165-170165-170190-200190-200200-210200-210201-215201-215机头

56、机头2 2170-175170-175160-165160-165180-190180-190200-210200-210200-210200-210机头机头3 3155-165155-165145-155145-155170-180170-180190-200190-200190-200190-200机头机头4 4170-175170-175160-165160-165180-190180-190200-210200-210200-210200-210机头机头5 5175-180175-180165-170165-170190-200190-200200-210200-210205-2152

57、05-215辊筒辊筒硬聚氯乙烯硬聚氯乙烯 低密度聚乙烯低密度聚乙烯聚丙烯聚丙烯上辊上辊70-8085-9545-5580-85中辊中辊80-9075-8565-7580-90下辊下辊60-7065-7535-4590-100三辊压光机温度三辊压光机温度5.6.35.6.3吹塑薄膜的挤出成型吹塑薄膜的挤出成型Blow film extrusionBlow film extrusion Process is similar to blowing up a balloon. Tube is cooled by air from a cooling ring around die. The frost

58、 line is the zone where the temperature of the tube has fallen below the softening point of the plastics. Example, HDPE frost line actually appears frosty.Film BlowingExtruderDie/Blower Assembly Sizing BasketNip RollersWindupFrost Line5.6.3吹塑薄膜的挤出成型blow film exrusion1、生产薄膜的方法主要有： 挤出吹塑挤出吹塑（动画）（动画） 压延

59、压延 T型机头挤出法型机头挤出法 双向拉伸法双向拉伸法 流延法流延法 其中挤出吹塑用的最多且产量最大，常用生产薄膜的材料：其中挤出吹塑用的最多且产量最大，常用生产薄膜的材料：PE、PP、PVC、PS、PA等等2、吹塑法生产薄膜的特点、吹塑法生产薄膜的特点： 设备紧凑，投资少；设备紧凑，投资少； 容易调整薄膜的宽度；容易调整薄膜的宽度； 易于制袋；易于制袋； 薄膜在吹塑过程中得到了双轴定向，因此强度较高。薄膜在吹塑过程中得到了双轴定向，因此强度较高。 缺点是：由于冷却速度小，生产速度慢；薄膜的厚度偏差较大。缺点是：由于冷却速度小，生产速度慢；薄膜的厚度偏差较大。5.6.3吹塑薄膜的挤出成型5.6

60、.3吹塑薄膜的挤出成型Film BlowingExtruder and Blower5.6.3吹塑薄膜的挤出成型3 3、工艺过程、工艺过程 挤出膜管挤出膜管-吹膜吹膜-冷却冷却- -牵引牵引-卷取卷取4 4、挤出吹塑方法、挤出吹塑方法 平挤上吹平挤上吹 平挤平吹平挤平吹 平挤下吹法。平挤下吹法。5.6.3吹塑薄膜的挤出成型5.6.3吹塑薄膜的挤出成型5 5、吹膜主要设备：、吹膜主要设备： 挤出机：单螺杆，挤出机：单螺杆，D45D45150 mm150 mm，管膜直径约为，管膜直径约为100100300 mm300 mm。 机头和口模：常见为芯棒式直角机头，其它有螺机头和口模：常见为芯棒式直角机