塑料制品的挤出成型

第八章塑料制品的挤出成型塑料制品的加工成型一次成型：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、传递模塑、发泡成型等二次成型：中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜成型……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

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，所得的制品为具有恒定截面形状的连续型材.应用:管材，片材，板材，吹塑薄膜，电线电缆包覆，纺丝等。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生产效率高—连续操作适用范围广，产品品种多：

原料体系：塑料、橡胶、纤维

产品品种：管、棒、板、丝、膜、异型材等

应用领域：石油、天然气输送、建材、服装等设备投资少生产技术容易掌握制品精密程度差塑料制品的挤出成型挤出成型的过程挤出机定型装置冷却装置牵引装置收集装置切割装置卷取装置口模8.1单螺杆挤出机的基本结构8.1单螺杆挤出机的基本结构8.1单螺杆挤出机的基本结构挤压系统的组成及要求1、组成：加料装置、料筒、螺杆、机头、口模等2、要求：连续稳定地输送（固体、熔体）熔融（固体→熔体）混合、塑化（温度、组成分布均匀）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8.1单螺杆挤出机的基本结构加料装置-料斗向挤出机料筒连续供料。料斗的底部与料筒连接处是加料孔，该处有截断装置。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。料斗的侧面有玻璃视孔及标定计量的装置。8.1单螺螺杆杆挤挤出出机机的的基基本本结结构构加料料装装置置-料斗斗预热热干干燥燥和和真真空空减减压压装装置置：：对于于吸吸湿湿性性原原料料搅拌拌器器及及能能够够定定时时定定量量自自动动上上料料或或加加料料的的装装置置。。关于于““架架桥桥””现现象象：：粉体体，，软软化化的的塑塑料料，有有些些需需要要强强制制下下料料装装置置8.1单螺螺杆杆挤挤出出机机的的基基本本结结构构料筒筒作用用：：料筒筒作作为为挤挤压压系系统统的的组组成成部部分分，，和和螺螺杆杆共共同同完完成成对对塑塑料料的的固固体体输输送送、、熔熔融融和和定定量量定定压压输输送送作作用用。。料筒筒的的结结构构形形式式关关系系到到热热量量传传递递的的稳稳定定性性和和均均匀匀性性，，并影响响固固体体输输送送率率。8.1单螺螺杆杆挤挤出出机机的的基基本本结结构构料筒筒受热热受受压压的的金金属属圆圆筒筒。。在料料筒筒的的外外面面设设有有分分段段加加热热和和冷冷却却的的装装置置及及控控温温热热电电偶偶，，保保证证挤挤出出温温度度。。加加热热一一般般分分三三至至五五段段，，常常用用电电阻阻或或电电感感应应加加热热，，也也有有采采用用远远红红外外线线加加热热的的。。冷冷却却一一般般用用风风冷冷或或水水冷冷。。一般般用用耐耐磨磨、、耐耐腐腐蚀蚀、、高高强强度度的的合合金金钢钢成成碳碳钢钢内内村村合合金金钢钢来来制制造造。。内壁壁光光滑滑，，但但料斗斗座座处处内内壁壁可可加加纵纵向向沟沟槽槽，，提提高高挤挤出出产产量量，，及及挤挤出出稳稳定定性性等。。8.1单螺螺杆杆挤挤出出机机的的基基本本结结构构料筒筒8.1单螺螺杆杆挤挤出出机机的的基基本本结结构构螺杆杆作用用：：螺杆杆是是挤挤出出机机的的关关键键性性部部件件，，通通过过它它的的转转动动，，料料筒筒内内的的物物料料才才能能发发生生移移动动，，受受到到剪剪切切作作用用，，得得到到增增压压和和部部分分的的摩摩擦擦热热量量，，混混匀匀后后定定量量定定压压地地输输送送到到机机头头而而成成型型。。8.1单螺螺杆杆挤挤出出机机的的基基本本结结构构螺杆杆8.1单螺螺杆杆挤挤出出机机的的基基本本结结构构１、、螺螺杆杆几几何何结结构构参参数数螺杆杆直直径径D：Db－螺螺杆杆外外径径Ds－螺螺杆杆根根径径螺杆杆长长度度L：L－螺螺杆杆有有效效工工作作部部分分长长度度根据据功功能能分分为为：：L1－加加料料段段长长度度L2－压压缩缩段段长长度度L3－均均化化段段长长度度螺杆杆长长径径比比L/D8.1单螺螺杆杆挤挤出出机机的的基基本本结结构构螺槽槽宽宽度度：B－螺螺槽槽轴轴向向宽宽度度W－螺螺槽槽法法向向宽宽度度t－螺螺距距螺槽槽深深度度H(h)：h1,h2,h3－分分别别为为加加料料段段，，压压缩缩段段，，均均化化段段螺螺槽槽深深度度螺杆杆几几何何压压缩缩比比ε:加料料段段第第一一个个螺螺槽槽容容积积与与均均化化段段最最后后一一个个螺螺槽槽容容积积之之比比。。螺旋角角Φ１、螺螺杆几几何结结构参参数螺杆长长度的的增加加，挤挤出机机产量量提高高。压缩比比必须须与塑塑料在在挤出出机中中熔融融过程程的体体积变变化相相适应应，否否则会会引起起产量量的不不稳定定，影影响制制品的的尺寸寸精度度。8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构螺杆8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构加料段段（固固体输输送段段）压缩段段（熔熔融段段）均化段段（计计量段段）２、螺螺杆的的分段段8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构要求：：塑料料保持持固态态，输输送要要稳定定（温度，，料筒筒结构构）长度：：结晶晶性加加料段段较长长，非非结晶晶性加加料段段较短短（为什么么？）螺槽体体积：：等距距等深深（为什么么？）加料段段（固固体输输送段段）：：8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构要求：：熔化化，压压缩，，排气气长度及及压缩缩比：：结晶晶性塑塑料压压缩段段较短短，非非结晶晶性压压缩段段较长长（为什么么？）螺槽容容积逐逐渐减减少压缩段段（熔熔融段段）8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构要求：：加强强剪切切，塑塑化均均匀，，定量量，定定压挤挤出螺槽体体积不不变：：深度度最浅浅长度：：高聚聚物结结构（（热敏性性应减减少停停留时时间）均化段段（计计量段段）8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构加热冷冷却系系统挤出机机加热热方法法有：：载热热体加加热、、电阻加加热和电感感应加加热等等根据料料筒长长度和和工艺要要求分分段加加热逐渐升升温8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构加热冷冷却系系统挤出机机冷却却包括括：料料筒的的冷却却，螺螺杆的的冷却却，料料斗座座的冷冷却。。8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构料筒的的冷却却8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构螺杆的的冷却却：目的是是利于于物料料的输输送，，同时时防止止塑料料因过过热而而分解解8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构料斗座座的冷冷却：：防止““架桥桥”，，保证证进料料通畅畅，并并防止止挤压压部分分的热热量传传到止止推轴轴承和和减速速箱，，保证证挤出出机机的正正常工工作。。8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构多孔板板与过过滤网网作用：：增大大塑化化反压压；熔熔体由由螺旋旋运动动变为为直线线运动动；过过滤杂杂质及及未塑塑化的的物料料。（（电缆缆，透透明制制品，，薄膜膜，医医用管管等））8.1单螺杆杆挤出出机的的基本本结构构8.2单螺杆杆挤出出机的的辅机机机头和和口模模机头：：料筒筒和口口模的的连接接体。。口模：：制品品截面面的成成型部部件。。包括：：分流流器支支架，，口模模，芯芯模(芯棒)8.2单螺杆杆挤出出机的的辅机机8.2单螺杆杆挤出出机的的辅机机机头和和口模模机头口口模的的设计计：熔体的的粘弹弹性（（挤出出物胀胀大，，熔体体破裂裂等｝｝高聚物物的热热稳定定性足够的的压力力保证证8.2单螺杆杆挤出出机的的辅机机定型冷冷却设设备：：保证制制品的的冷却却定型型，制制品结结构的的均匀匀性，，提高高效率率。定型设设备冷却设设备根据不不同制制品的的要求求设计计。8.2单螺杆杆挤出出机的的辅机机牵引、、切割割或卷卷取牵引装装置：：速度度连续续、平平稳可可调，，加紧紧力适适当切割或或卷取取根据不不同制制品的的要求求设计计。8.2单螺杆杆挤出出机的的控制制系统统要求：：温控控的精精确度度，各各种设设备运运转的的稳定定性，，减少少波动动，保保证制制品的的内在在、外外观质质量和和尺寸寸的精精度。。8.3挤出成成型工工艺挤出成成型工工艺流流程图图粒状或或粉状状热塑塑性塑塑料预热干干燥挤出机机加热热螺杆启启动加料调整挤出成成型定型冷却牵引卷取(切割)(后处理理)挤出制制品8.3挤出成成型工工艺原料的的干燥燥:制品的的外观观与内内在质质量，，一般般控制制含水水量在在0.5％以下下。①干燥设设备：：烘箱箱，干干燥料料斗（（用于于连续续挤出出）②需要干干燥的的树脂脂：主主要是是一些些杂链链聚合合物（（缩聚聚产物物，工工程塑塑料））如：PA,PBT,PET,PC,PMMA,ABS,PAN,POM,PPO,PSF,PI等③干燥条条件8.3挤出成成型工工艺●温度和和螺杆杆转速速是影影响挤挤出成成型塑塑化质质量的的重要要工艺艺条件件。●提高挤挤出产产量的的同时时，保保证塑塑化质质量(高速高高效））是挤挤出机机的发发展趋趋势。。8.3挤出成成型工工艺挤出机机及机机头口口模的的预热热：生产产的稳稳定性性，设设备的的保护护①一般温温度从从低→高，，根据据不同同高聚聚物，，设定定加料料段，，熔融融段，，计量量段，，机头头口模模温度度（对对于结结晶度度高的的塑料料，加加料及及熔融融段温温度设设置较较高））②保温时时间应应充分分（挤挤出机机越大大，保保温时时间越越长））8.3挤出成成型工工艺③温度对对塑化化质量量的影影响：来源源于加加热和和剪切切摩擦擦热。。T↑η↓,有利于于塑化化（尤尤其对对于温温敏型型塑料料）,降低熔熔体压压力，，挤出出物形形状稳稳定性性差,易热分分解T↓η↑,机头压压力↑↑，制制品密密实，，挤出出物形形状稳稳定性性好，，功率率消耗耗大，，挤出出膨胀胀较严严重，，通过过增加加牵引引速度度减少少膨胀胀引起起的壁壁厚增增加。。温度度过低低，影影响塑塑化效效果，，或熔熔体破破裂））。8.3挤出成成型工工艺挤出机机的启启动与与调整整：①扭距，，电流流，机机头压压力，，出料料塑化化情况况，制制品尺尺寸②启动时时，转转速从从低→→高③剪切作作用（（螺杆杆转速速n）对塑塑化质质量的的影响响：n↑,剪切作作用↑↑，摩摩擦热热↑，，η↓，有利利于塑塑料的的混合合与塑塑化（（尤其其对于于剪敏敏性塑塑料）），产产量↑↑。。n过高，，受热热时间间缩短短，塑塑化不不充分分，挤挤出不不稳定定，熔熔体破破裂，，可可增加加螺杆杆L/D，改善善口模模条件件8.3挤出成成型工工艺成型（（机头头口模模处））:通过温温度和和挤出出流量量控制制挤出出型坯坯的外外观。。黏度，，弹性性，挤挤出物物胀大大，熔熔体破破裂，，鲨鱼鱼皮．．．．．8.3挤出成成型工工艺冷却定定型:防止形形变，，固定定尺寸寸工艺条条件(温度，，冷却却速度度)的设定定考虑虑：高高聚物物的聚聚集态态结构构及制制品外外观(结晶晶，，取取向向，，内内应应力力)；结晶晶塑塑料料的的冷冷却却定定型型（（由由于于熔熔融融潜潜热热的的存存在在，，冷冷却却需需排排除除更更多多的的热热量量，，冷冷却却水水温温的的控控制制））非结结晶晶塑塑料料的的冷冷却却定定型型(Tg)定型型模模具具的的设设计计应应考考虑虑不不同同材材料料的的工工艺艺要要求求8.3挤出出成成型型工工艺艺牵引引:使挤挤出出物物及及时时离离开开口口模模，，保保证证挤挤出出过过程程连连续续性性；；调调整整挤挤出出型型材材截截面面尺尺寸寸和和性性能能。。与挤挤出出速速度度的的配配合合，，消消除除挤挤出出物物胀胀大大，，制品品适适度度取取向向可可增增加加纵纵向向强强度度，不不同同制制品品应应采采取取不不同同的的控控制制方方法法。。后处处理理:减少少内内应应力力，，包包括括热热处处理理和和调调湿湿处处理理。。截面面尺尺寸寸大大的的制制品品（（内内外外冷冷却却不不平平衡衡））－－热热处处理理吸湿湿性性材材料料，，为为尽尽快快达达到到吸吸湿湿平平衡衡－－调调湿湿处处理理8.4管材材的的挤挤出出成成型型树脂脂品品种种：：PE,PVC,PP,PS，PB,PEX,ABS,PA,PC等管材材品品种种：：普普通通圆圆管管、、波波纹纹管管、、夹夹网网管管、、复复合合管管、、铝铝塑塑复复合合管管及及发发泡泡管管等等密度度小小、、耐耐腐腐蚀蚀性性好好、、电电性性能能优优良良、、价价格格低低廉廉、、安安装装施施工工力力便便各种种液液体体、、气气体体的的输输送送，，如如上上、、下下水水管管、、建建筑筑线线路路管管、、煤煤气气管管、、采采暖暖管管等等。。塑料料管管道道是是国国家家化化学学建建材材产产业业重重点点推推广广项项目目8.4管材材的的挤挤出出成成型型工艺艺流流程程及及使使用用设设备备挤出出机机、、机机头头口口模模、、定定型型装装置置、、冷冷却却水水槽槽、、牵牵引引及及切切割割装装置置等等组组成成，，机头头口口模模和和定定型型装装置置是关关键键部部件件。。8.4管材材的的挤挤出出成成型型挤出出机机：：螺螺杆杆D,L/D,ε机头头：：直通通式式，直直角角式式，，旁旁侧侧式式等等。。包括括：：分流流器器、、分分流流器器支支架架、、芯芯模模、、口口模模和和调调节节螺螺钉钉等等。。（（以以PVC硬管管机机头头为为例例））8.4管材材的的挤挤出出成成型型8.2.1塑料料制制品品的的挤挤出出成成型型－管管材材的的挤挤出出成成型型8.4管材材的的挤挤出出成成型型分流流器器：：使料料层层变变薄薄，，进进一一步步均均化化物物料料。。扩张张角角α:α过大大，，料料流流阻阻力力大大，，塑塑料料易易过过热热分分解解；；太太小小，，料料流流很很快快变变薄薄，，不不利利于于均均化化。。60～900分流流器器长长度度L3：1～1.5D（分分流流器器支支架架与与分分流流器器连连接接处处的的直直径径））。。8.4管材材的的挤挤出出成成型型分流流器器支支架架：：支撑撑分分流流器器和和芯芯棒棒分流流筋筋３３～～８８根根，，流流线线型型（（注意意合合流流痕痕）,进气气孔孔芯棒棒：：形成成管管材材内内表表面面，，流流线线型型收缩缩角角β小于于α平直直段段长长度度：：L1收缩缩角角及及平平直直段段长长度度影影响响到到塑塑料料合合流流痕痕的的强强度度。8.4管材材的的挤挤出出成成型型口模模：：机头头压压缩缩比比：：分分流流器器支支架架出出口口处处流流道道环环形形面面积积与与口口模模出出口口处处环环形形面面积积之之比比。。3～10平直直段段长长度度ＬＬ1压缩缩比比和和平平直直段段长长度度：：压实实，，消消除除分分流流器器支支架架产产生生的的合合流流痕痕，，料料流流均均匀匀稳稳定定。。还还要要考考虑虑料料流流阻阻力力8.4管材材的的挤挤出出成成型型冷却却定定径径装装置置：：管管子子的的定定径径和和初初步步冷冷却却由由定定径径套套完完成成。。影响响管管子子的的尺尺寸寸，，几几何何形形状状，，光光洁洁度度。定径径方方法法：：内内径径定定径径和和外外径径定定径径。。外径径定定径径分为为内内压压定定径径，，真真空空定定径径。。定径径套套的的长长度度，，与与管管材材接接触触面面的的光光洁洁度度…影响响制制品品的的质质量量。。8.4管材材的的挤挤出出成成型型8.4管材材的的挤挤出出成成型型8.4管材材的的挤挤出出成成型型8.4管材材的的挤挤出出成成型型真空空水水箱箱定定径径法法的的特特点点：：使用同一一机头口口模，可可通过选选择不同同直径的的定径套套及控制制真空度度来使管管坯膨胀胀和缩小小，而获获得不同同直径的的管子管材冷却却充分、、由于毛毛细管作作用，水水在定径径套和管管子之间间起润滑滑作用，，从而减减小摩擦擦力，管管材表面面光洁引管容易易、牵引引力小8.4管材的挤挤出成型型冷却水槽槽：充分冷却却，长度度取决于于管材直直径、管管壁厚度度，管材材温度、、冷却方方式、冷冷却水温温、牵牵引速度度和塑料料的种类类等因素素。一般般要求冷冷却后管管子平均均温度为为30℃。喷淋式，，浸泡式式。8.4管材的挤挤出成型型牵引装置置：克服服摩擦力力，调节节壁厚。。要求牵牵引速度度稳定，，无级变变速，不不打滑，，不使管管材变形形…。橡胶带带式，滚滚轮式，，履带式式切割装置：：自动式或或手动式圆圆锯切割机机，行星式式自动切割割机卷取装置：：8.4管材的挤出出成型8.4管材的挤出出成型8.4管材的挤出出成型PVC管材挤出工工艺特点：易热热分解，分分解产生腐腐蚀性气体体机头口模、、芯棒、挤挤出机料筒筒、螺杆耐耐腐蚀机头：直通通型，流道道光滑，没没有死角温度控制要要求精度高高每次挤出停停机时间长长，必须加加清洗料，，排空后，，拆机头，，螺杆清理理干净。加工温度最最高一般不不超过190℃。8.4管材的挤出出成型PVC管材的挤出出工艺8.4管材的挤出出成型原料的干燥燥条件，挤挤出机机筒筒温度，机机头口模温温度，螺杆杆转速，冷冷却水温度度，内压定定径压力，，真空定径径真空度，，牵引速度度塑料管材的的挤出工艺艺条件8.4管材的挤出出成型作业：请结结合结晶性性塑料和非非结晶性塑塑料的特点点分别说明明它们挤出出成型管材材的特点（（可举例说说明）。8.5吹塑薄膜挤挤出成型薄膜的成型型方法有;挤出吹塑，，压延，流流延，挤出出拉幅及狭狭缝机头直直接挤出等等以吹塑成型型经济和简简便吹塑即在挤挤出型坯内内通过压缩缩空气吹胀胀后成型。。8.5吹塑薄膜挤挤出成型树脂品种：：PE,PVC,EVA,PP,PA，PET，PVA等该法生产薄薄膜简单、、经济薄膜经双向向拉伸，强强度高厚度均匀度度较差受冷却定型型控制，生生产速度较较低各种包装，，农业地膜膜，大棚膜膜等8.5吹塑薄膜挤挤出成型工艺流程图图：管坯挤挤出，吹胀胀，冷却，，牵引，卷卷取平挤上吹平挤下吹平挤平吹8.5吹塑薄膜挤挤出成型8.5吹塑薄膜挤挤出成型设备设计及及工艺控制制的关键薄膜均匀度度的提高冷却速度的的提高8.5吹塑薄膜挤挤出成型机头8.5吹塑薄膜挤挤出成型机头薄膜厚度均均匀，不会会产生““偏中”现现象。分流流器支架有有3～4条筋，薄膜膜的合流线线较多，机机头内部空空腔较大，，积料多