擠出機(jī)常識與工藝(溫度、螺桿),一.擠出機(jī)分類 產(chǎn)品代號 規(guī)格參數(shù) 說明：例如SHJM-Z4025800，指螺桿直徑為40mm，長徑比為25，牽引輥筒長為800mm的雙螺桿混合塑料擠出改塑薄膜機(jī)。 1、“SH”類別代號，指雙螺桿混合型（也有寫：SHSJ，SJ指塑料擠出機(jī)） 2、“J”組別代號，指擠出機(jī)。 3、“M”指品種代號，指吹塑薄膜機(jī) 4、“Z”指輔助代號，指主要機(jī)組，另如是“F”指輔助機(jī)。 5、“4025800”指規(guī)格參數(shù)，指螺桿有直徑為40mm，長徑比為25，牽引輥筒長為800mm。 6、最后一位為廠商識別序號，一般不出現(xiàn)，被省略,二、雙螺桿混合擠出機(jī)的功能參數(shù),1、“D”為直徑，衡量產(chǎn)量大小的一個重要參數(shù)。 2、“L/D”，指長度與直徑的比例，直接影響到塑化度，是衡量用途的標(biāo)志，一般塑料改性，用30-40左右，常用36：1或30：1。 3、“H”，螺槽深度，指其容料空間之大小。 4、“e”螺棱厚度，工藝上體現(xiàn)在剪切之大小。 5、“6”螺桿與機(jī)筒之間隙，擠出機(jī)質(zhì)量的一個重要參數(shù)，一般在0.3-2mm，越過5mm擠出機(jī)是警介線。 6、“N”主機(jī)轉(zhuǎn)速，指其最高值，指一個加工調(diào)整范圍，極大影響產(chǎn)量及中高低速之劃分。（國產(chǎn)機(jī)一般500-600r/min） （如：max:600r/min，低速： 230-240r/min 、中速350r/min 、 高速450-600r/min。 7、“P”，電機(jī)功率及加熱功率。,三、螺桿排列及其工藝設(shè)定螺桿的分段及其功能,（1）螺桿一般分：輸送段、熔融段、混煉段、排氣段、均化段5個段。 1、輸送段，輸送物料，防止溢料。 2、熔融段，此段通過熱傳遞和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化。 3、混煉段，使物料組分尺寸進(jìn)一步細(xì)化與均勻，形成理想的結(jié)構(gòu)，具分布性與分散性混合功能。 4、排氣段，排出水汽、低分子量物質(zhì)等雜質(zhì)。 5、均化（計量）段，輸送和增壓，建立一定壓力，使模口處物料有一定的致密度，同時進(jìn)一步混合，最終達(dá)到順利擠出造粒的目的。 （2）分布（分配）與分散混合之段別 1、分布混合，使熔體分割與重組，使各組分空間分布均勻，主要通過分離，拉伸（壓縮與膨脹交替產(chǎn)生）、扭曲、流體活動重新取向等應(yīng)力作用下置換流動而實(shí)現(xiàn)。 2、分散混合，使組分破碎成微?；蚴共幌嗳莸膬山M分分散相尺寸達(dá)至要求范圍，主靠剪切壓力和接伸應(yīng)力實(shí)現(xiàn)。,輸送元件，螺紋式的,表示法：如“56/56”輸送塊，前一個”56”指導(dǎo)程為56MM,后一個”56”指長度為56MM。 大導(dǎo)程，指螺距為1.5D2D 小導(dǎo)程，指螺距為0.4D左右。 其使用規(guī)律：隨著導(dǎo)程增加，螺桿擠出量增加，物料停留時間減少，混合效果降低。 A、選用大導(dǎo)程螺紋的場合，以輸送為主的場合，利于提高產(chǎn)量；熱敏性聚合物，縮短停留時間，減少降解；排氣處，選用（也有選用淺槽），增大表面積，利于排氣，揮發(fā)等。 B、選用中導(dǎo)程螺紋場合，以混合為主的場合，具不同的工作段逐漸縮小的組合，用于輸送和增壓。 C、選取用小導(dǎo)程螺紋的場合，為一般是組合上逐漸減小，用于輸送段和均化計量段，起到增壓，提高熔融；提高混合物化程度及擠出穩(wěn)定。,混煉元件，有兩大類，“K”系列與“M”系列（齒狀）,“K”系列 表示法：如K45/5/56”，屬于剪切塊，帶“”指片狀剪切塊，“”指片拼成的角度，“”指共有片， ”56”指長度為56MM ，螺棱寬度為56/5=11.2mm ），其參數(shù)： A、方向，有正向和反向反向，對物料的輸送有阻礙作用，起到延長時間，提高填充增大壓力，大大提高混煉效果的作用。 B、角度，一般有“30、45 、60 、90 ”之分，其作用與效果: a、正向時，增大交錯角，將降低輸送能力，延長停留時間，提高混煉效果，但越易漏流。對于分布混合與分散混合而言，分布混合隨著角度大而更加有效，分散混合在角度45。時最好，其次是30。，最差是 60。 b、反向時，增大角度，將減少聚合物之有效限制，但越易漏流。 C、螺棱寬度一般有7mm、11mm、11.2mm、14mm、 19mm等等，這是衡量剪切大小和混合大小的一個最重要參數(shù)之一，寬度越大剪切越大混合越?。粚挾仍叫〖羟性叫』旌显酱?。對于分布混合與分散混合而言，分布混合，隨寬度增大而有效性減少，分散混合隨寬度增而有效性增大；寬度越小，物料軸向有效流量和徑向有效流量之比隨之增大。 D、頭數(shù)，一般單頭、雙頭、三頭。其作用效果： a、正向時，頭數(shù)越少，擠出輸送能力越大，扭矩越大，混合特性也越優(yōu)，但剪切作用越少。 b、反向時，頭數(shù)越少，擠出輸送能力越小，混合特性越優(yōu)。 c、二頭螺紋可主來擠塑，受熱均勻且又是短，自潔性能好（常用的）。 d、三頭螺紋，能靈活選擇物料在機(jī)角的壓力和溫度分布，加纖穩(wěn)定，排氣表面更新效果好，但產(chǎn)量低。 “M”系列：齒形狀，主要起到攪亂料流，能使物料加速均化。齒越多混合越強(qiáng)。但使用時注意，高剪切的破壞性。(表示法，如國內(nèi)和臺灣地區(qū)的“M80”、 “”的、“”的),四、螺桿各段螺桿排布與溫度設(shè)定,1、塑料的物理變化特性及溫度設(shè)定原則： 塑料的物理變化特性： A非結(jié)晶性塑料 隨溫度逐漸升高有三個物態(tài)特性如： 高彈態(tài)粘流態(tài) Tg Tf Td (玻璃化溫度) （ 熔融溫度） （分解溫度） 其熔融在剪切流動引起粘性耗散下進(jìn)行。 B結(jié)晶性塑料， 隨溫度逐漸升高有二個物態(tài)特性，且變化都較為突然如： Tm Td (熔融溫度) （分解溫度） 其熔融經(jīng)歷：固態(tài)床的形成、破裂、形成大量顆粒漂浮于熔體中，后逐漸融化。,溫度設(shè)定原則：,共混合金各組分熔點(diǎn)及其比列：以共混組分熔點(diǎn)為依據(jù)，以連續(xù)相熔點(diǎn)為調(diào)整范圍。 塑料的熱性能，如熔融吸熱放熱、熱降解歷程及熱氧化難易。 塑料各組分熔點(diǎn)范圍內(nèi)，流動性能及形態(tài)變化。 如PC/ABS（6：4），PC：熔點(diǎn)230度左右，分解點(diǎn)350度左右；ABS：熔點(diǎn)180190度左右，分解點(diǎn)245-290度左右因此PC/ABS加工溫度230-250度考慮到其他助劑，如相容劑，潤滑劑的熱穩(wěn)定性等等,物料溫度升高的來源：,1，螺桿的剪切和物料粒子間相互摩擦生熱大部分。 2，筒體的傳熱。,（2）各段螺桿排布與溫度設(shè)定 螺桿組合的作用：,輸送物料 提供剪切使加工物料獲得物理變化和化學(xué)變化所需的能量，使組分間分散和分布。 建壓 物料顆粒熔融過程的分析： 聚合物自由輸送與預(yù)熱全充滿或部分充滿固體塞固體摩擦、耗散與固態(tài)密集“海島”結(jié)構(gòu)的生成固態(tài)稀疏“海島”結(jié)構(gòu) 成型擠出。,螺桿排布分段與溫度設(shè)定： 1、輸送段 A、螺桿排布思路有： a深槽正向螺紋 b中等螺槽大導(dǎo)程正向螺紋，且螺槽容積由大變小，即螺紋導(dǎo)程由大向小漸變。 B、溫度設(shè)定思路 a不宜太高，影響物料在此段輸送和受剪切的； 也不宜太低，螺桿受力過大或卡死 b一般略接近熔融，按梯度排列。,2、熔融段,A、螺桿排布： 物料在此段要達(dá)到的目的是: 使加工物料獲得物理變化和部分化學(xué)變化所需的能量，使組分間分布均勻和初步分散,做到組分均質(zhì)化、粘度接近。 一般要求物料承受較大的剪切和機(jī)筒傳熱，使之熔融一般設(shè)置捏合塊，剪切元件或反螺紋，且注意相間排列配合。 B、溫度設(shè)定 a玻纖系，溫度太低，樹脂半融，到后段玻纖包覆性差；溫度太高，樹脂流動 提高，混煉與剪切作用變小，甚至出現(xiàn)高溫降解，其設(shè)定原則： 1、據(jù)基料不同和玻纖含量不同； 2、扣除螺桿剪切輸入的熱量，略高于基料熔點(diǎn)范圍內(nèi)； 3、熔融段后段（即玻纖加入口）熔體流動狀況。 b填充系，（提供強(qiáng)剪切使填充物，充分分散），熔融段高出基料熔點(diǎn)1020（盡量提高），使物料充分熔融均勻分布。 c阻燃系，(保護(hù)好阻燃劑)，其溫度要偏低，特別是白色材料，盡可能降低。 d玻纖增強(qiáng)阻燃系，設(shè)定溫度介于前面兩者間，以物料基本熔點(diǎn)為依據(jù)。 b合金系，以兩組熔融溫度為依據(jù)，同時考慮組分比例及組分之熱敏性等，適當(dāng)調(diào)整溫度,3、混煉段,A、螺桿組分排布 物料在此段要達(dá)到的目的是： 1. 細(xì)化分散，形成理想的尺寸和結(jié)構(gòu)。 2. 注意保護(hù)成品理想的結(jié)構(gòu)不被破壞。 一般有兩典型思路：1、增強(qiáng)型，二頭和三頭組合；2、兼分布與分散的高剪切與高分流以捏合塊為主體，螺紋塊為輔助咸高剪切。較好方法：不同厚度，不同差痊角的捏合塊組合，加上輸送螺絲塊使物料受高剪切而分散又保留時間與返混，但保證不降解。 B、溫度設(shè)定 a玻纖系，溫度太低，物料流動性能差，粘度大，摩擦變大，生熱高，會出現(xiàn)局都過熱；溫度太高，樹脂降解，剪切度小玻纖分散變差，其設(shè)定原則： 1、據(jù)基料和玻纖含量不同而不同。 2、略筒于基料熔點(diǎn)范圍內(nèi)。 3、據(jù)成品帶條的光澤度而確定。 b填充系，（提供強(qiáng)剪切使填充物，充分分散），混煉段高出基料熔點(diǎn)1020（盡量提高），使物料充分熔融均勻分布，保證混合體是流體狀態(tài)。 c阻燃系， (保護(hù)好阻燃劑)共混溫度在偏低，特別是白色材料，盡可能降低。 d玻纖增強(qiáng)阻燃系，溫度設(shè)定以物料基本熔融為依據(jù)，保護(hù)好阻燃劑。 e合系化，以組分的熔融溫度為依據(jù)，同時考慮組分比例及組分熱敏性而調(diào)整。,4、排氣段,螺桿組合排列 一般排氣口入口處，設(shè)立反向螺紋咸反向捏合塊，將熔體密封建立起，是高壓；用大導(dǎo)程螺紋元件以形成低充滿度和懂熔體層，使物料暴露自由表面或采用多頭小導(dǎo)程螺紋，以增加熔體表面更新速度，利于氣體排除與揮發(fā) 總的思路：反螺紋（R-LH）或反向棍合塊（KG）+輸送螺紋+大導(dǎo)程或多頭小導(dǎo)程螺紋。 均化（料量）段 A螺桿組合 螺紋塊導(dǎo)程漸變小或螺槽漸變小來實(shí)現(xiàn)增壓，減少背壓段長度，同時注意采用單頭螺紋與寬螺棱螺紋來提高排料能力，避免冒料。 B溫度設(shè)定， 以適當(dāng)降低溫度，但模頭高溫利于排料。 在熔融段溫度基礎(chǔ)上，適當(dāng)降低溫度，其原則：根據(jù)帶光澤降度而定,五、轉(zhuǎn)速問題：,轉(zhuǎn)速越高，剪切越大，將分散相均勻分散于基體之中；剪切越大，分散相尺寸越細(xì)，但轉(zhuǎn)速過大，摩擦大易引起熱降解，同時停留時間變短，混合不均。 轉(zhuǎn)速越低，剪切越小，分散不均勻，同時停留時間長，對易分解聚合物不利。 轉(zhuǎn)速與螺桿結(jié)構(gòu)都是與剪切分散有關(guān)，因此必須兩者作為整體考慮。 加纖增強(qiáng)類， 影響到玻纖的長度和直徑，影響到樹脂與玻纖的分散包裹問題，從而影響增強(qiáng)效果。 合金類， 必須考慮，轉(zhuǎn)速剪切對樹脂間的結(jié)構(gòu)的生成和破壞問題。如PC/ABS合金，屬于類似海綿的“海島”結(jié)構(gòu)。 阻燃類， 必須考慮，阻燃劑的熱性能，如熔融吸熱放熱、熱降解歷程及熱氧化難易。,謝謝！,