。 擠出進程的三個階段
塑料擠出最首要的依據(jù)是塑料所具有的可塑態(tài)
。塑料在擠出機中完結可塑進程成型是一個雜亂的物理進程,即包含了混合
、破碎
、熔融、塑化
、排氣
、壓實并最終成型定型。我們值的留意的是這一進程是接連完結的
。但是習慣上
,人們往往按塑料的不同反應將擠塑進程這一接連進程,人為的分紅不同階段
,即為:塑化階段(塑料的混合
、熔融和均化);成型階段(塑料的揉捏成型)
;定型階段(塑南洋電纜料層的冷卻和固化)
。
第一階段是塑化階段。也稱為緊縮階段
。它是在擠塑機機筒內(nèi)完結的
,通過螺桿的旋轉(zhuǎn)效果,使塑料由顆粒狀固體變?yōu)榭伤苄缘恼沉黧w
。塑料在塑化階段獲得熱量的來歷有兩個方面:一是機筒外部的電加熱
;二是螺桿旋轉(zhuǎn)時發(fā)生的沖突熱。起先的熱量是由機筒外部的電加熱發(fā)生的
,當正常開車后
,熱量的獲得則是由螺桿選裝物料在緊縮
、剪切
、攪拌進程中與機筒內(nèi)壁的沖突和物料分子間的內(nèi)沖突而發(fā)生的。
第二階段是成型階段
。它是在機頭內(nèi)進行的
,因為螺桿旋轉(zhuǎn)和壓力效果
,把粘流體面向機頭,經(jīng)機頭內(nèi)的模具
,使粘流體成型為所需求的各種尺度形狀的擠包資料
,并包覆在線芯或?qū)w外。
第三階段是定型階段
。它是在冷卻水槽或冷卻管道中進行的
,塑料擠包層通過冷卻后,由無定型的塑性狀況變?yōu)槎ㄐ偷墓腆w狀況
。
塑化階段塑料活動的改動
在塑化階段
,塑料沿螺桿軸向被螺桿面向機頭的移動進程中,閱歷著溫度
、壓力
、粘度,乃至化學結構的改動
,這些改動在螺桿的不同區(qū)段狀況是不同的
。塑化階段依據(jù)塑料活動時的物態(tài)改動進程又人為的分紅三個階段,即加料段
、熔融段
、均化段,這也是人們習慣上對擠出螺桿的分段辦法
,各段對塑料擠出發(fā)生不同的效果
,塑料在各段呈現(xiàn)不同的形狀,然后表現(xiàn)出塑料的擠出特性
。
在加料段
,首要便是為顆粒狀的固體塑料供給軟化溫度,其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定的機筒之間發(fā)生的剪切應力效果在塑料顆粒上
,完結對軟化塑料的破碎
。而最首要的則是以螺桿旋轉(zhuǎn)發(fā)生足夠大的接連而安穩(wěn)的推力和反向沖突力,以構成接連而安穩(wěn)的擠出壓力
,然后完結對破碎塑料的攪拌與均勻混合
,并開端實施熱交換,然后為接連而安穩(wěn)的擠出供給根底
。在此階段發(fā)生的推力是否接連均勻安穩(wěn)
、剪切應變率的凹凸,破碎與攪拌是否均勻都直接影響著擠出質(zhì)量和產(chǎn)值
。
在熔融段
,經(jīng)破碎、軟化并開端攪拌混合的故態(tài)塑料,因為螺桿的推擠效果
,沿螺槽向機頭移動
,自加料段進入熔融段。在此段塑料遇到了較高溫度的熱效果
,這是的熱源
,除機筒外部的點加熱外,螺桿旋轉(zhuǎn)的沖突熱也在起著效果
。而來自加料段的推力和來自均化段的反效果力
,使塑料在行進中構成了回流,這回流發(fā)生在螺槽內(nèi)以及螺桿與機筒的空隙中
,回流的發(fā)生不光使物料進一步均勻混合
,并且使塑料熱交換效果加大,到達了外表的熱平衡
。因為在此階段的效果溫度已超越了塑料的流變溫度
,加之效果時刻較長,致使塑料發(fā)生了物態(tài)的改動
,與加熱機筒觸摸的物料開端熔化
,在機筒內(nèi)外表構成一層聚合物熔膜,當熔膜的厚度超越螺紋頂與機筒之間的空隙時
,就會被旋轉(zhuǎn)的螺紋刮下來
,集合在推動螺紋的前面,構成熔池
。因為機筒和螺紋根部的相對運動
,使熔池發(fā)生了物料的循環(huán)活動。螺棱后邊是固體床(固體塑料)
,物料沿螺槽向前移動的進程中
,因為熔融段的螺槽深度向均化段逐步變淺,固體床不斷被擠向機筒內(nèi)壁
,加快了機筒向固體床的傳熱進程
,一起螺桿的旋轉(zhuǎn)對機筒內(nèi)壁的熔膜發(fā)生剪切效果,然后使熔膜和固體床分界面的物料熔化
,固體床的寬度逐步減小
,知道徹底消失,即由固態(tài)改動為粘流態(tài)
。此刻塑料分子結構發(fā)生了底子的改動
,分子間張力極度松懈,若為結晶性高聚物
,則其晶區(qū)開端削減
,無定形增多
,除其間的特大分子外,主體完結了塑化
,即所謂的“開端塑化”
,并且在壓力的效果下
,掃除了固態(tài)物料中所含的氣體
,完結開端壓實。
在均化段
,具有這樣幾個杰出的工藝特性:這一段螺桿螺紋深度最淺
,即螺槽容積最小,所以這里是螺桿與機筒間發(fā)生壓力最大的作業(yè)段
;別的來自螺桿的推力和篩板等處的反效果力
,是塑料“浴血奮戰(zhàn)”的直接地帶;這一段又是擠出工藝溫度最高的一段
,所以塑料在此階段所遭到的徑向壓力和軸向壓力最大
,這種高壓效果,足以使含于塑料內(nèi)的悉數(shù)氣體掃除
,并使熔體壓實
,細密。該段所具有的“均壓段”之稱即由此而得
。而因為高溫的效果
,使得通過熔融段未能塑化的高分子在此段完結塑化,然后最終消除“顆粒”
,使塑料塑化充沛均勻
,然后將徹底塑化熔融的塑料定量、定壓的由機頭均勻的擠出
。
擠出進程中塑料的活動狀況
在擠出進程中
,因為螺桿的旋轉(zhuǎn)使塑料推移,而機筒是不動的
,這就在機筒和螺桿之間發(fā)生相對運動
,這種相對運動對塑料發(fā)生沖突效果,使塑料被拖著行進
。別的
,因為機頭中的模具、多孔篩板和濾網(wǎng)的阻力
,又使塑料在行進中發(fā)生反效果力
,這就使塑料在螺桿和機筒中的活動雜亂化了。一般將塑料的活動狀況看成是由以下四種活動方式組成的:
正流――是指塑料沿著螺桿螺槽向機頭方向的活動
。它是螺桿旋轉(zhuǎn)的推擠力發(fā)生的
,是四種活動方式中最首要的一種。正流量的巨細直接決議著擠出量。
倒流――又稱逆流
,它的方向與正流的活動方向整好相反
。它是因為機頭中的模具、篩板
、和濾網(wǎng)等阻止塑料的正向運動
,在機頭區(qū)域里發(fā)生的壓力(塑料行進的反效果力)構成的。由機頭至加料口構成了“壓力下的回流”
,也稱為“反壓活動”
。它能引起生產(chǎn)能力的丟失。
橫流――它是沿著軸的方向
,即與螺紋槽相筆直方向的塑料活動
。也是由螺桿旋轉(zhuǎn)時的推擠所構成的。它的活動遭到螺紋槽側(cè)壁的阻力
,因為兩邊螺紋的彼此阻力
,而螺桿是在旋轉(zhuǎn)中,使塑料在螺槽內(nèi)發(fā)生翻轉(zhuǎn)運動
,構成環(huán)狀活動
,所以橫流本質(zhì)是環(huán)流。環(huán)流對塑料在機筒中的混合
、塑化成熔融狀況
,是和環(huán)流的效果分不開的。環(huán)流使物料在機筒中發(fā)生攪拌和混合
,并且利于機筒和物料的熱交換
,它對進步擠出質(zhì)量有重要的含義,但對擠出流率的影響很小
。
漏流――它也是由機頭中模具
、篩板和濾網(wǎng)的阻力發(fā)生的。不過它不是螺槽中的活動
,而是在螺桿與機筒的空隙中構成的倒流
。它也能引起生產(chǎn)能力的丟失。因為螺桿與機筒的空隙一般很小
,故在正常狀況下
,漏流流量要比正流和倒流小的多。在擠出進程中
,漏流將影響擠出量
,漏流量增大,擠出量將減小
。
塑料的四種活動狀況不會以獨自的方式呈現(xiàn)
,就某一塑料質(zhì)點來說
,既不會有真實的倒流,也不會有關閉的環(huán)流
。熔體塑料在螺紋槽中的實踐活動是上述四種活動狀況的歸納
,以螺旋形軌道向前的一種活動。
擠出質(zhì)量
擠出質(zhì)量首要指塑料的塑化狀況是否杰出
,幾許尺度是否均一
,即徑向厚度是否共同,軸向外徑是否均勻
。決議塑化狀況的沿襲除塑料本身外
,首要是溫度和剪切應變率及效果時刻等要素
。擠出溫度過高不光構成擠出壓力的動搖
,并且導致塑料的分化,乃至或許變成設備事端
。而減小螺槽深度
,增大螺桿長徑比,盡管有利于塑料的熱交換和延伸受熱時刻
,滿意塑化均勻要求
,但將影響擠出量,又為螺桿制作和安裝構成困難
。所以確保塑化的重要要素應是進步螺桿旋轉(zhuǎn)對塑料所發(fā)生的剪切應變率
,以到達機械混合均勻,擠出熱交換均衡
,并由此為塑化均勻供給確保
。這個應變率的巨細由螺桿與機筒間的剪切應變力所決議,在確保擠出量的要求下
,能夠在進步轉(zhuǎn)速的狀況下加大螺槽深度
。此外,螺桿與機筒的空隙也對擠出質(zhì)量有影響
,空隙過大時則塑料的倒流
、漏流添加,不光引起擠出壓力動搖
,影響擠出量
;并且因為這些回流的添加,使塑料過熱而導致塑料焦燒或成型困難
。
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