聚合物加工工艺.doc

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1、第七章挤出成型1.挤出机由哪几部分构成？1）传动系统作用2）加料装置（料斗）3）加热冷却系统4）机头与口模5）定型装置6）冷却装置7）牵引装置8）卷取装置9）控制系统组成：电器、仪表、执行机构2.挤出机螺杆有哪些参数？（1）螺杆直径Ds：指其外径。（2）螺杆长径比L／Ds：螺杆工作部分的有效长度L与直径Ds之比。（3）压缩比A：螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比，表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。（4）螺槽深度H：加料段h1、均化段h3一定值；压缩段h2变化。（5）螺旋角θ：螺纹与

2、螺杆横截面之间的夹角，随着θ的增大，挤出机的生产能力提高，但螺杆对塑料的挤压剪切作用减少。（6）螺纹棱部宽E：E太小，易漏流；E太大，增加动力消耗，局部过热；（7）螺杆与料筒的间隙δ：影响挤出机的生产能力和物料的塑化。δ大，生产效率低，不利热传导，降低剪切速率；δ小，剪切作用过大，物料降解，3.挤出机螺杆的作用：任何一根螺杆都必须完成加料、输送、压缩、熔融、混合和排气4.根据螺距和螺槽深度的变化，螺杆可分为等距变深螺杆．等深变距螺杆和变距变深螺杆。挤出时，渐变螺杆和突变螺杆具有不同的加工特点。已知：PVC软

3、化点75~165℃；尼龙的熔融温度范围则较窄，约10℃，它们应分别选用何种螺杆进行加工？简要说明理由。答案：PVC应选用渐变螺杆而尼龙应选择突变螺杆进行加工。解释：物料在料筒中的塑化经历固体输送、熔融、混合及均化三个阶段，这个过程能否圆满完成，挤压系统螺杆的结构起着关键作用。一般螺杆在挤出中要完成三个基本职能：固体输送、熔融、均化，不同职能对螺杆结构要求不同，因此一般的挤出机螺杆可分为三段：固体输送段、熔融段、均化段。螺杆结构上的三个区段应尽可能与物料的状态变化相适应。PVC是无定形塑料，无固定的熔点，软化

4、温度范围较宽，其熔融过程是逐渐进行的，所以选择熔融段较长的渐变螺杆；PA是结晶性塑料，有固定的熔点，熔融温度范围较窄，温度达到熔点后，熔融较快，应选择熔化区较短的突变螺杆。5挤出过程和螺杆各段的职能：根据塑料在挤出机中的三种物理状态的变化过程及对螺杆各部件的工作要求，将挤出机的螺杆分成加料段(固体输送区)、压缩段(熔融区)和均化段(熔体输送区)三段。、1）加料段职能：对塑料进行输送并压实，物料仍以固体状态存在。2）、熔融段职能：使塑料进一步压实和熔融塑化，排除物料内空气和挥发份。在该段，熔融料和未熔料以两相

5、的形式共存，至熔融段末端，塑料最终全部熔融为粘流态。3）、均化段职能：塑料在机头口模阻力造成的回压作用下被进一步混合塑化均匀，并定量定压地从机头口模挤出，在该段，螺杆对熔体进行输送。6旋转运动：由于物料与螺杆之间的摩擦力作用被转动的螺杆带着运动。轴向水平运动：由于螺杆旋转时螺杆斜棱对物料的推力产生的轴向分力使物料沿螺杆的轴向移动。7为提高固体输送速率，可采取的措施有：（1）在螺杆直径不变时，增大螺槽深度；（2）减少物料与螺杆的静摩擦因素fs；（3）增大物料与料筒的静摩擦因素fb；（4）选择合适的螺旋角θ，8

6、熔融过程的描述：由加料段送来的固体物料进入压缩段，在料筒温度的外加热和物料与物料之间及物料与金属之间的摩擦作用的内热作用下而升温，同时逐渐受到越来越大的压缩作用，固体物料逐渐熔化，最后完全变成熔体，进入均化段。在压缩段既存在固体物料又存在熔融物料，物料在流动过程中有相变化发生。9熔化过程：:当固体物料从加料段进入压缩段时，物料是处在逐渐软化和相互粘结的状态，与此同时越来越大的压缩作用使固体粒子被挤压成紧密堆砌的固体床。固体床在前进过程中受到料筒外加热和内摩擦热的同时作用，逐渐熔化。首先在靠近料筒表面处留下熔

7、膜层，当熔膜层厚度超过料筒与螺棱的间隙时，就会被旋转的螺棱刮下并汇集于螺纹推力面的前方，形成熔池，而在螺棱的后侧则为固体床。随着螺杆的转动，来自料筒的外加热和熔膜的剪切热不断传至未熔融的固体床，使与熔膜接触的固体粒子熔融。这样，在沿螺槽向前移动的过程中，固体床的宽度逐渐减小，直至全部消失，即完成熔化过程。10相迁移面：熔化区内固体相和熔体相的界面称为相迁移面，它是由固体相转变为熔体相的过渡区域。11.均化段的熔体输送理论：正流、逆流、横流、漏流。12挤管工艺:由挤出机均化段出来的塑化均匀的塑料，经过滤网、粗

8、滤器而达分流器，并为分流器支架分为若干支流，离开分流器支架后再重新汇合起来，进入管芯与口模间的环形通道，最后通过口模到挤出机外而成管子，接着经过定径套定径和初步冷却，再进入冷却水槽或具有喷淋装置的冷却水箱，进一步冷却成为具有一定口径的管材，最后经由牵引装置引出并根据规定的长度要求而切割得到所需的制品。13机头包括分流器、分流器支架、管芯、口模和调节螺钉等几个部分，分流器与粗滤板之间的空腔起汇集料流作用。14机头压