挤出成型.ppt

1、第一节 挤出成型,二、挤出成型原理,热塑性塑料在挤出过程中的变化： 静态变化： 固体 弹性体 粘流（熔融）体的形变。 动态变化： 在螺杆和料筒间沿螺槽向前流动。 挤出过程中有： T、P、 的变化； 化学结构和物理结构的变化。,（一）挤出过程和螺杆各段的职能,由于塑料在挤出过程中，在螺杆的全程中 其形变特点和流动情况是不同的。把塑料在挤 出机内的流动沿螺杆往机头方向分三段来讨论。 加料段：固体输送区，物料形变很小； 压缩段：熔融区，物料压缩形变大，熔融流动次要； 均化段：熔体输送区，熔融流动是主要的。,（二）挤出理论,1、固体输送理论 加料段的主要作用是固体输送。 塑料：未熔化、疏松的固体，表面

2、发粘结块，形变不大。,（二）挤出理论,（二）挤出理论,2、熔化理论（塑料的熔化过程） 塑料在压缩段是从固体状态到完全熔化状 态，同时要受到压缩作用，在该段，物料温升 快，物料内摩擦作用大，压缩作用大。 在压缩段塑料由固相 液相转变相迁移段。,（二）挤出理论,（1）熔化过程,当熔膜的厚度大于螺纹间隙时，熔膜被料筒表面“拖曳”而汇 集于熔池。同时， 固体床又以一定的速度沿Y方向移向分界 面，加以补充形成新的熔膜，以保证状态稳定。,（二）挤出理论,（2）相迁移面 熔化区内固体相和熔体相 的界面称为相迁移面。熔化 发生在相迁移面上。 （3）熔化长度 从熔化开始到固体床的宽 度降到零为止的螺槽总长。 熔

3、化速度越高，熔化长度越 短。,（二）挤出理论,（4）模型假设 挤出过程是稳定的。 固体床是均匀的连续体。 塑料的熔融温度范围很窄。 （5）熔化理论可归结为 熔化物料的热源 料筒加热熔膜内摩擦热 这些热量通过熔膜传导到相迁移面 固体粒子在分界面上熔化 沿螺槽深度方向物料的温度分布和速度分布为：,（二）挤出理论,（二）挤出理论,3、熔体输送理论 均化段物料是均一的粘流状态，它关系到挤出产量和质量，对该段主要研究物料的流动 是一种拖曳流动。 螺杆旋转时，由于推挤作用，塑料沿Z方向移动，但由于机头回压，塑料又有反压流动，使均化段料流复杂，一般认为，物料在均化段有四种流动，即正流、逆流、横流、漏流，挤出

4、流量是这四种流动的总和。,（二）挤出理论,（1）正流 按Z方向，是沿螺槽向机头口模方向的流动，是均化段熔体流动的主流，以QD表其体积流率。 （2）逆流 按Z的反方向，沿螺槽向加料口方向的流动，这是受机头口模阻力造成的反压流动，以Qp表其体积流率。,（二）挤出理论,（3）横流 粘流态料在螺槽与料筒之间，沿垂直水平方向的环流，是由于螺杆的螺旋状推挤作用造成的，以QT表示。 （4）漏流 塑料熔体在螺杆与料筒的间隙中流动，是沿螺杆轴向的流动，是由于机头、口模的回压造成的，以QL表示。,（二）挤出理论,熔体在均化段作组合流动，挤出量Q是上述四种流动综合的结果。 如果忽略环流（QT）的影响，则均化段熔体的

5、输送量（流率）为： 螺杆的结构参数、T、P、有关。 宏观上看只有物料沿螺杆螺槽的轨迹运动。,（三）单螺杆挤出机生产能力的计算,1、实测法 在挤出机上测出制品从机头口模中挤出的 线速度，由此来确定产量，准确实观不通用。 2、按经验公式计算 对挤出机生产能力进行多次实际调查、实测，并分析总结而得，不全面。,（三）单螺杆挤出机产生能力的计算,3、按固体输送理论计算 把挤出机内的物料看成是一个固体塞子， 把物料的运动看成象螺母在螺杆上移动。,（三）单螺杆挤出机产生能力的计算,4、按粘性流体流动理论计算 把挤出机内的物料当作粘性流体，把物料的运动看作是粘性流体流动，来计算生产能力。 即为均化段熔体的流率

6、： 几个假设： 塑料的流动是滞流（层流），为牛顿流动 塑料的温度没有变化，当然其粘度也不变 此段的螺槽宽度与深度之比 10,（三）单螺杆挤出机产生能力的计算,根据：物料在螺杆中的速度分布；螺杆的几何尺寸；熔体在管道中的流动方程式。 计算：三种流动的流率：,（四）螺杆特性曲线和机头口模特性曲线,螺杆特性曲线： 由式， A、B为常数，与温度有关。给定挤出机，在等温条件下操作，用不同的螺杆速率n，可作Qp坐标图，得一系列具有负斜率的平行直线螺杆特性曲线。,而塑料熔体，通过机头和口模时的体积流 率，可以根据牛顿流体在简单园管中的流动 方程来表示：,K 机头和口模的阻力常数。这也是通过原点的直线方程，如果口模尺寸不同，K值不同，斜率不同，可以作出一系列的直线口模的特性曲线。,三、挤出成型工艺,（一）挤出工艺流程,三、挤出成型工艺,1、原料的准备和预处理 粒状或粉状塑料含有水份，成型前需预热和干燥。 干燥要求： 一般塑料：水份 0.5% 高温下易水解的塑料，如尼龙（PA）、涤纶（PET）等：水份 0.03% 预热和干燥的方式： 烘箱、烘房，可抽真空干燥。,三、挤出成型工艺,2、挤出成型 挤出成型是连续成型工艺，关键是初期的调整，要调整到正常挤出。 主要调整： 工艺条件：温度（料筒各段、口模）