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。

塑料挤出机加工过程

塑料挤出机通过一个带有一个螺杆和螺旋道的机筒完成以上所有的过程。塑料挤出机塑料粒料通过机筒一端的料斗进入机筒，然后通过螺杆传送到机筒的另一端。为了有足够的压力，螺杆上螺纹的深度随着到料斗的距离的增加而下降。外部的加热以及在塑料和螺杆由于摩擦而产生的内热，使塑料变软和熔化。不同的聚合物及不同的应用，对塑料挤出机的设计要求常常也是不同的。许多选项涉及到排出口、多个上料口，沿着螺杆特殊的混合装置，熔体的冷却及加热，或无外部热源（绝热塑料挤出机），螺杆和机筒之间的间隙变化相对大小，以及螺杆的数目等。例如，双螺杆塑料挤出机与单螺杆塑料挤出机相比，能使熔体得到更加充分的混合。串联挤压是用 个塑料挤出机挤出的熔体，作为原料供给第二个塑料挤出机，通常用来生产挤出聚乙烯泡沫。塑料挤出机的功能是采用加热、加压和剪切等方式，将固态塑料转变成均匀一致的熔体，并将熔体送到下一个工艺。熔体的生产涉及到混合色母料等添加剂、掺混树脂以及再粉碎等过程。成品熔体在浓度和温度上必须是均匀的。加压必须足够大，以将粘性的聚合物挤出。 在机筒的尾部，塑料熔体通过一个机头离开塑料挤出机，这个机头设计成理想的形状，挤出的熔体流在这里通过。另一个重要的部分是塑料挤出机的驱动机构。它控制螺杆的旋转速度，螺杆的旋转速度决定着塑料挤出机的产量。所需的功率由聚合物的粘性（流动阻力）决定。而聚合物的粘性取决于温度和流动速率，随着温度和剪切力的增加而下降。塑料挤出机都带有滤网，能将杂质阻挡在滤网上。为避免停工，滤网应能自动更换。当加工带有杂质的树脂时，比如回收料，这一点特别重要。挤塑机的螺杆分进料段，塑化，熔融段，温度根据塑料粒子的工艺参数，型号按螺杆直径分203652657595120135。塑料颗粒加热后由螺杆的运动来改变原来的状态,类型就很多了，看具体应用。变频的容量跟螺杆的直径成正比，再根据原料的不同调整。 塑料挤出机的特征尺寸是螺杆的直径（D）和螺杆的长度（L）与直径DL/D（D）的比率（L/D。塑料挤出机通常至少由三段组成。 段，靠近L/D）加料斗，是加料段。它的功能让物料以一个相对平稳的速率进入塑料挤出机。一般情况下，为避免加料通道的堵塞，这部分将保持相对低的温度。第二部分为压缩段，在这段形成熔体并且压力增加。由加料段到压缩段的过渡可以突然的也可以是逐步（平缓）后一个部分计量段，的。紧靠着塑料挤出机出口。主要功能是流出塑料挤出机的物质是均匀一致的。在这部分为确保组成成分和温度的均匀性，物料应有足够的停留时间。