塑料挤出机的成型工艺控制处理及对制品的影响

塑料挤出机就是通过外部动力传递和外部加热元件的传热，来进行塑料的固体输送、压实、熔融、剪切混炼挤出成型。以管材挤出机为例，工艺过程相关参数控制处理不当会产生一些问题。工艺控制参数包括成型温度、挤出机工作压力、螺杆转速、挤出速度和牵引速度、加料速度、冷却定型等。 1、原材料的预处理 聚烯烃是非吸水性材料，当聚烯烃含吸水性颜料，对湿度敏感。或者使用回料及填充料时，含水量会增大。水分不但导致管材内外表面粗糙，而且可能导致熔体中出现气泡。解决的方法是先对原料采用干燥预处理，也可添加如消泡剂等相应的具有除湿功能的助剂。PE的干燥温度保持在60-90度，产量可提高10%--25%。 2、温度控制 挤出温度包括加热器的设定温度和熔体温度，温度控制可影响到物料的塑化、制品质量、产量，理论温度是控制在粘流温度和降解温度之间。聚烯烃温控范围较宽，熔点到280度之间均可加工。塑料挤出各段温度设定应考虑聚合物本身的性能，如熔点，分子量大小和分布，熔体指数等;其次考虑设备的性能，有的设备，进料段的温度对主机电流的影响很大;再次，通过观察管模头挤出管坯表面是否光滑，有无气泡等现象来判断。 1)机头设置温度，一般控制机身温度较低，机头温度较高，这样会获得较好的外观及力学性能，并减小熔体出口膨胀。机头温度偏高，可使物料顺利进入模具，但挤出物的形状稳定性差，收缩率增加;机头温度低，则物料塑料不良，熔体粘度大，机头压力上升。产品形状稳定性好，但加工较困难，离模膨胀较大，产品表面粗糙，同时还会导致挤出机背压增加，设备负荷大，功率消耗也随之增加。 2)口模设置温度，对管子表面光洁度有影响，在一定的范围内，口模与芯模温度高，管子表面光洁度高。通常来讲，口模出口的温度不应超过220度，机头入口的熔体温度为200度，机头入口和出口熔体温差不应超过20度。因为熔体与金属间较高的温度差将导致鲨鱼皮现象。过高的熔体温度可能导致口模积料。 3)熔体温度是指在螺杆未端测得的熔体实际温度，主要决定于螺杆转速和机筒设置温度。聚乙烯管材挤出的熔体温度上限一般规定为230度。一般控制在200度左右为佳。聚丙烯管材挤出的熔体温度上限一般为240度。熔体温度不宜过高。一般考虑物料的降解，同时温度过高也会使管材定型困难。 3、熔体压力控制 挤出过程中 重要的压力参数是熔体压力，即机头压力。熔体压力大小与原料性能、螺杆结构、螺杆转速、工艺温度、过滤网的目数、多孔板等因素有关。熔体通常控制在10-30MPa之间。一般来讲，增加熔体压力，将降低挤出机产量，而使制品密实度增加，并利于提高制品质量。需要提请注意的是压力过大，会带来安全问题。 4、真空定型 主要控制真空度和冷却速度两个参数。通常在满足管材外观质量的前提下，真空度应尽可能低，这样管材内应力小，产品在存放过程中变形小。 5、冷却控制 聚乙烯管材挤出成型中冷却水温要求一般在20度以下，在生产PPR管材时，前段温度可以稍高，后段较低，从而形成温度梯度。调节冷却水流量也是相当重要的，流量过大，管材表面粗糙，产生斑点凹坑;流量过小，管材表面产生亮斑易拉断，如分布不均匀，管材壁厚不均，或椭圆。 6、螺杆转速与挤出速度 螺杆转速是控制挤出速率、产量和制品质量的重要工作参数。单螺杆挤出机的转速增加，则产量提高。剪切速率增加，则熔体表观粘度下降。并有利于物料的均化，同时塑化良好，分子间的作用力增大，机械强度得到提高。但螺杆转速过高，电机负载过大，熔体压力过高，剪切速率过高，离模澎胀加大，表面变坏，且挤出量不稳。 7、牵引速度 牵引速度直接影响产品壁厚、尺寸公差、性能和外观。牵引速度比须稳定，且牵引速度与管材挤出速度相匹配。牵引速度越快，管材壁厚越薄，冷却后的制品其长度方向的收缩率也越大。牵引速度越慢，管材壁厚越厚，越容易导致口模与定径套之间积料，破坏正常挤出生产。

精密挤出机之率双螺杆挤出机的优点

精密挤出机之率双螺杆挤出机优点降低生产成本制造母粒时，经常需要更换颜色，如果有必要更换产品，在数分钟时间内打开开启式的加工区域，另外还可通过观察整个螺杆上的熔体剖面来对混合过程进行分析。 目前普通的双螺杆挤出机在更换颜色时，需要用大量的清机料进行清机，既费时、费电，又浪费原材料。而剖分式双螺杆挤出机则可解决这个问题，更换颜色时，只要几分钟时间就可快速打开机筒，进行人工清洗，这样就可不用或少用清洗料，节约了成本。提高劳动效率在设备维修时，普通的双螺杆挤出机经常要先把加热、冷却系统拆下，然后再整体抽出螺杆。而剖分式双螺杆则不用，只要松开几个螺栓，转动蜗轮箱手柄装置抬起上半部分机筒即可打开整个机筒，然后进行维修。这样既缩短了维修时间，也降低了劳动强度。 率双螺杆挤出机工作原理从运动原理来看，双螺杆挤出机中同向啮合和异向啮合及非啮合型是不同的。同向啮合型双螺杆挤出机这类挤出机有低速和高速两种，前者主要用于型材挤出，而后者用于特种聚合物加工操作。(1)紧密啮合式挤出机。低速挤出机具有紧密啮合式螺杆几何形状，其中一根螺杆的螺棱外形与另一根螺杆的螺棱外形紧密配合，即共轭螺杆外形。(2)自洁式挤出机。高速同向挤出机具有紧密匹配的螺棱外形。可将这种螺杆设计成具有相当小的螺杆间隙，使螺杆具有密闭式自洁作用，这种双螺杆挤出机称为紧密自洁同向旋转式双螺杆挤出机。 率双螺杆挤出机与单螺杆挤出机的差别主要体现在以下两方面： 一是物料的传送方式 在单螺杆挤出机中，固体输送段中为摩擦拖拽，熔体输送段中为黏性拖拽。固体物料的摩擦性能和熔融物料的黏性决定了输送行为。如有些物料摩擦性能不良，如果不解决喂料问题，则较难将物料喂人单螺杆挤出机。 二是物料的流动速度场 目前对物料在单螺杆挤出机中的流动速度分布已描述得相当明确，而在率双螺杆挤出机中物料的流动速度分布情况相当复杂且难以描述。许多研究人员只是不考虑啮合区的物料流动情况来分析物料的流动速度场，但这些分析结果与实际情况相差很大。因为率双螺杆挤出机的混合特性和总体行为主要取决于发生在啮合区的漏流，然而啮合区中的流动情况相当复杂。