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揭秘10大塑料挤出的原则
发布时间:2022.01.12
信息摘要:
螺杆式挤出机的工作机理是依靠螺杆旋转所产生的压力及剪切力,能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合并通过口模成型。下文提到的这些塑料挤出的原则,你都知道么?


螺杆式挤出机的工作机理是依靠螺杆旋转所产生的压力及剪切力,能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合并通过口模成型。下文提到的这些塑料挤出的原则,你都知道么?


015-螺杆式挤出机

螺杆式挤出机


1、机械原则
多数单螺杆是右旋螺纹,像木工和机器中使用的螺杆和螺栓。如果从后面看,它们是反向转动,因为它们要尽力向后旋出筒体。在一些双螺杆挤出机中,两个螺杆在两个筒体中反向转动并相互交叉,因此一个必须是右向的,另一个必须是左向的。


2、热原则
热塑性塑料一般用于挤出生产,材料在加热时熔化并在冷却时再次固化成型。熔化塑料的热量从何而来?进料预热和筒体/模具加热器起很大作用,电机输入能量和电机克服粘稠熔体的阻力转动螺杆时生成于筒体内的摩擦热量是所有塑料在挤出时最重要的热源。


3、减速原则
在多数挤出机中,螺杆速度的变化通过调整电机速度实现。电机通常以大约1750rpm的全速转动,但这对一个挤出机螺杆来说太快了。如果以如此快的速度转动,就会产生太多的摩擦热量而且塑料的滞留时间也太短而不能制备均匀的、很好搅拌的熔体。典型的减速比率在10:1到20:1之间。


4、进料作冷却剂
挤出是把能量传送到未加热的塑料上,从而使其熔融,输入进料比给料区中的筒体和螺杆表面温度低。而给料区中的筒体表面温度则在塑料熔点上,通过与进料颗粒接触而冷却,但热量由热前端向后传递的热量以及可控制加热而保持。甚至当前端热量由粘性摩擦保持并且不需要筒体热量输入时,可能需要开后加热器。


5、进料区内物料粘到筒体上滑到螺杆上
为了使一台单螺杆挤出机光滑筒体进料区的固体颗粒输送量到达最大,颗粒应该粘在筒体上并滑到螺杆上。如果颗粒粘在螺杆根部则没有什么东西能把它们拉下来,通道体积和固体的入口量就减少了。在根部粘附不好的另一个原因是塑料可能会在此处热炼并产生凝胶和类似污染颗粒,或者随输出速度的变化间歇粘附并中断。


6、材料的成本最高
在某些情况下材料成本可以占到生产成本的80%,多于其他所有因素之和。这个原则自然引出两个结论:加工商应该尽可能多地重复使用边角料和废品来代替原材料,并尽可能严格地遵守容差以免背离目标厚度及产品出现问题。


而能源成本相对来说不是很重要,运行一台挤出机所需的能源实际上是总生产成本中很少一部分,因为材料成本非常高,挤出机是一个有效的系统,如果引入了过多能量那么塑料就会过热以致于无法正常加工。



7、螺杆末端压力很重要
这个压力反映螺杆下游所有物体的阻力:过滤网和污染扎碎机板、适配器输送管、固定搅拌器以及模具自身。它不但依赖于这些组件的几何图形还依赖于系统中的温度,这反过来又影响树脂粘度和通过速度。就安全原因来说测量温度是很重要的——如果温度过高,模头和模具可能爆炸并对机器及附近人员造成伤害。


8、输出
输出=最后一个螺纹的位移+/-压力物流和泄漏,最后一个螺纹的位移叫做正流,只依赖于螺杆的几何形状、螺杆速度和熔体密度。它由压力物流调节,实际上包括了减少输出量的阻力效果(由最高压力表示)和增加输出量的进料中的任何过咬合效果。螺纹上的泄漏可能是两个方向中的任意一个方向。


9、剪切率在粘度中起主要作用
大多数塑料都有剪切变稀特性,即在塑料受剪切力越大时粘度越低。例如一些PVCs在推力增加一倍时流速会增加10倍或更多。而LLDPE剪力下降得不是太多,推力增加一倍时其流速只增加3到4倍。减少了的剪力降低效果意味着挤出条件下的高粘度,这反过来又意味着需要更多的电机功率。


10、电机与筒体的对立关系
为什么筒体的控制效果并非总是和期望的一样?如果对筒体加热,筒壁处的材料层粘度变小,电机在这个更加光滑的筒体内运行需要的能量更少,电机电流下降。相反如果筒体冷却,筒壁处的熔体粘度增大,电机必须更加用力地转动,安培数增加,通过筒体时除去的一些热量又被电机送回。



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