挤出成型

null高分子材料成型加工高分子材料成型加工李宝铭 材料科学与工程学院教材与教学参考书教材与教学参考书周达飞，《高分子材料成型加工》（第二版），中国轻工业出版社，2005 黄锐，塑料成型 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 学，轻工业出版社，2005 陈耀庭，橡胶加工工艺，化学工业出版社，1982 王贵恒，高分子材料成型加工原理，化学工业出版社，1982 王文广，塑料配方设计（第二版），化学工业出版社，2004 林师沛，聚氯乙稀塑料配方设计指南，化学工业出版社，2002高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志引言引言一、概述 挤出成型在高分子材料加工领域中，是一个变 化众多，用途最广，比重最大的成型工艺。 挤出过程是使高分子材料的熔体在挤出机的螺 杆挤压作用下，通过具有一定形状的口模而连续成 型，所得的制品为恒定截面的连续型材。 三大合成材料的挤出，没有本质上的区别，所 用设备加工原理大同小异。挤出理论、工艺以塑料 为多，故本节主要讨论塑料的挤出成型。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型产品挤出成型产品高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志引言引言二、挤出工艺特点 连续成型，产量大，生产效率高。 制品外形简单，是断面形状不变的连续型材。 制品质量均匀密实，各向异性小，尺寸准确性较好。 适应性很强： 几乎适合除PTFE外所有热塑性塑料。 只要改变机头口模，就可改变制品形状。 可用来塑化、造粒、染色、共混改性，也可同其它方法混合成型。此外，还可作压延成型的供料。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志引言引言三、挤出成型基本过程 1、塑化 在挤出机内将固体塑料加热并依靠塑料之间的内摩擦热 使其成为粘流态物料。 2、成型 在挤出机螺杆的旋转推挤作用下，通过具有一定形状的 口模，使粘流态物料成为连续的型材。 3、定型 用适当的方法，使挤出的连续型材冷却定型为制品。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志引言引言高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志引言引言高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志引言引言四、挤出成型设备 螺杆式挤出机 连续成型，用途最多。 柱塞式挤出机 间歇成型，一般不用。 （UHMWPE、PTFE） 　　 单螺杆 单螺杆挤出机 螺杆式挤出机 双螺杆 双螺杆挤出机 多螺杆 行星螺杆挤出机 其中以单螺杆最常用，也较为简单。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用 　 加料装置 传动系统 料筒 挤出系统 螺杆 单螺杆挤出机 加热和冷却系统 机头 控制系统 口模 附属装置高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用一、传动装置 带动螺杆转动的部分。通常由电动机、减速箱 和轴承等组成。在挤出过程中，要求螺杆转速稳定 ，不随螺杆负荷的变化而变化，以保证制品质量均 匀一致。但在不同的场合下，又要求螺杆能变速， 以达到一台设备能适应挤出不同塑料或不同制品的 要求。 传动部分采整流子电动机、直流电动机等装置 达到无级变速。螺杆转速为：10～120转/分钟。设 有良好的润滑系统和迅速制动的装置。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用二、加料装置 供料一般采用粒料、粉料和带状料等几种。 装料设备通常使用锥形加料斗，其容积至少能容纳1小时的用料。 料斗底部有截断装置，以便调整和切断料流。 在加料孔的周围有冷却夹套。 侧面有视孔和标定计量的装置。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用三、料筒 是一个受压的金属圆筒，一般用耐磨、耐腐蚀 、高强度的合金钢或内衬合金钢的复合钢筒制成。 其外层有加热和冷却系统。（3～4段） 料筒的作用： 对塑料加热； 配合螺杆使塑料塑化。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用四、螺杆 　 是挤出机最主要部件，其结构对挤出工艺有重 要影响，挤出不同高聚物有不同结构形式的螺杆。 1、螺杆的结构高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用2、螺杆的几何结构参数 螺杆的直径Ds；螺杆的长径比L/Ds；螺杆的压缩比A；螺槽深度H； 螺旋角q；螺纹棱部宽度E；螺杆与料筒的间隙d高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用螺杆的直径 Ds 代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 挤出机的规格。D↑，挤出机的生产能力↑。 螺杆的长径比 L/Ds （15～25） 影响挤出机的产量和挤出质量（衡量塑化效率）。 L/Ds ↑，塑料的停留时间↑，混合塑化效果↑。 螺杆的压缩比 A （2～5） A＝螺杆第一螺槽的容积 / 螺杆最后螺槽的容积 A的获得：等距变深，等深变距，变深变距。 A↑，制品致密，排除物料中所含空气的能力大。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用螺槽深度 H 正比于挤出量；H小，产生的剪切速率大，塑化效果好 ，但生产率低；H3＝KDs，K＝0.02～0.06，Ds小K取大值， Ds大K取小值。 螺旋角q（10～30º） q↑，出料快，生产率↑，但停留时间短，塑化效果↓ 。螺杆在螺距＝直径时最容易加工，此时， q＝17º41'。 螺纹棱部宽度E 影响漏流，进而影响产量。 螺杆与料筒的间隙δ高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用3、螺杆的作用 输送物料 螺杆转动时，物料在旋转的同时受到轴向压力，向机头 方向流动以挤出成型。 传热塑化物料 与料筒配合，使物料接触传热面并不断更新，在料筒外 加热与螺杆摩擦作用下软化、熔融为粘流态。 混合与均化物料 与料筒和机头相配合产生强大的剪切作用，使物料混合 均匀、塑化完全。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用（1）加料段 L1 靠近料斗一端，在该段对物料主要起传热软化、输送作 用，无压缩作用。是固体输送。 L1的长度： 结晶型塑料：熔点高，难压缩，∴ L1较长。 无定型塑料：随T↑，形变↑，有压缩，∴ L1不长。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用（2）压缩段 L2 　 螺杆的中段。物料在此段继续吸热软化、熔融，直到最 后完全塑化，塑料在该段内可以进行较大程度的压缩。 压缩作用的来源：渐变型：螺距变化、螺槽深度变化。 突变型：等深等距深槽 等深等距 浅槽 （1～2个螺距过渡） 压缩段的长度：结晶型塑料：Tm很窄，到Tm后η↓↓， ∴L2很短即可。 无定型塑料：Tf较宽，∴ L2较长。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用（3）均化段 L3 靠机头口模一端。为等距等深的浅槽螺纹，其 作用是把压缩段送来的已塑化的物料，在均化段的 浅槽和机头回压下搅拌均匀，成为质量均匀的熔体 ，并且为定量定压挤出成型创造必要条件。（也称 计量段） 　 均化段要维持较高的而且稳定的压力，以保持 料流稳定，因此应有足够的长度，可为螺杆全长的 20～25％。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用4、螺杆的形式 　　　 等深变距 渐变型 普通型 等距变深 螺杆 变深变距 突变型 高效专用 锥型 可避免物料分解 螺杆头部 鱼雷头 混合和受热效果好高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用5、螺杆的选用 （1）材料 对结晶型塑料：突变型螺杆——等距不等深 对无定型塑料：渐变型螺杆——等距不等深 （2） L/D 对硬塑料，塑化时间长，L/D大些；对粉末料，要求多 塑化一些时间，应L/D大；对结晶型塑料，L/D大。 （3）A 根据不同的塑料选用不同的压缩比。 例：硬料，A小；软料，A大。 （硬质PVC，A＝2～3；软质PVC，A＝3～4）高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用五、机头和口模 可以作为一个整体来看。 机头和口模作用： 1）使料流从螺旋运动变为平直运动。 2）产生回压，利于进一步塑化、均化粘流态物料。 3）产生必要的成型压力，使制品致密。 4）成型制品，更换口模可改变制品断面的形状。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用机头与口模的组成部件： 　 过滤网，多孔板，分流器，模芯，口模和机颈等。 　 机头中还有校正和调整装置，能调整和校正模芯与口模 的同心度、尺寸和外观。 机头可分为： 　　直通式机头 —— 挤管材、片材、其它型材。 　　直角式机头 —— 挤薄膜、线缆包复物、吹塑制品。 偏移式机头 —— 共挤薄膜、共挤型材、共挤吹塑。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用口模可分为： 圆孔口模——挤出塑料圆棒、单丝和造粒。具有圆形出口的横截面。典型的一维流动，同心圆上的轴向流速是相同。 扁平口模——挤出法生产平膜和片材。出口具有狭缝形的横截面。 环形口模——挤出管子、管状薄膜、吹塑用型坯、涂布电线。出口具有环形截面。 异形口模——异型制品（型材）。从任一口模（异形口模）挤出而得到具有不规则截面的半成品。有中空和开放式两大类。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志单螺杆挤出机基本结构及作用单螺杆挤出机基本结构及作用六、附属设备 塑料的输送、预热、干燥等预处理装置。 挤出后制品的定型、冷却装置。 牵引装置。 卷绕或切割装置。 控制设备等。 另外，附属设备因制品的不同而不同。 如：挤出-吹塑。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型工艺挤出成型工艺 热塑性塑料 → 预热和干燥 → → 加料 → 调整 → 挤出成型 → 挤出机加热 → 开动螺杆 → → 定型 → 冷却 → 牵引 → 卷取（切割） → 后处理 → 挤出 制品 挤出成型工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型工艺挤出成型工艺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。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型工艺挤出成型工艺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） 速度（螺杆转速、牵引速度） 设备装置：口模尺寸 同心度高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型工艺挤出成型工艺 挤出制品的质量决定于工艺条件，关键在于塑 化情况（取决于温度和剪切情况）： 料筒外的加热 温度 螺杆对物料的剪切产生的摩擦热（主要） T↑，h↓，利于塑化，T↑↑，挤出物形状稳定性差； T↓，h↑，机头压力↑，制品致密，形状稳定，易出现离模膨胀效应，T↓↓，塑化差，质量差。 转速 n↑，剪切↑，利于塑化，h↓，但料筒中物料的压力↑。高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型工艺挤出成型工艺3、定型和冷却（同时进行） 管材、异型材 —— 独立的定型装置 板材、片材 —— 压辊定型 薄膜、单丝、线缆包覆 —— 无需定型，直接冷却 定型方法： 管材：定径套（外径定型、内径定型） 原理：管坯内外形成压力差。（p239-240） 冷却速度： 硬质塑料：慢些，以避免内应力。 软质塑料、结晶塑料：快些。（熔体粘度低）高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型工艺挤出成型工艺4、牵引拉伸及后处理 牵引拉伸目的： 消除离模膨胀效应， 引离。 牵引速度 > 挤出速度 后处理——热处理（Tg～Tf间热定型）： 提高尺寸稳定性 减少热收缩率（解取向） 消除内应力高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型工艺挤出成型工艺高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型工艺挤出成型工艺高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型工艺挤出成型工艺高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志挤出成型工艺挤出成型工艺高分子材料成型加工·挤出成型明德至诚 博学远志