第二章 挤出成型
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1、2.1 2.1 热塑性塑料加工性能热塑性塑料加工性能2.22.2 挤出成型挤出成型第二章第二章 挤出成型挤出成型2.1 2.1 热塑性塑料加工性能热塑性塑料加工性能（1）聚合物的可挤压性）聚合物的可挤压性可挤压性可挤压性是指聚合物通过是指聚合物通过挤压作用形变挤压作用形变时获得一时获得一定形状并定形状并保持保持这种形状的能力。这种形状的能力。在料筒、辊筒、模具在料筒、辊筒、模具衡量聚合物可挤压性的物理量是熔体的衡量聚合物可挤压性的物理量是熔体的粘度粘度(剪切粘度和拉伸粘度剪切粘度和拉伸粘度)。影响因素：分子结构影响因素：分子结构、相对分子质量相对分子质量和和组成等组成等高分子性质高分子性质，温
2、度温度、压力压力等成型条件有关。等成型条件有关。（2）聚合物的可模塑性）聚合物的可模塑性聚合物在温度和压力作用下发生聚合物在温度和压力作用下发生形变形变并在模具型腔并在模具型腔中模制中模制成型成型的能力，称为可模塑性。的能力，称为可模塑性。注射、挤出、模压等成型方法对聚合物的可模塑性注射、挤出、模压等成型方法对聚合物的可模塑性要求要求是：能是：能充满充满模具模具型腔型腔获得制品所需尺寸精度，获得制品所需尺寸精度，有一定的有一定的密实度密实度，满足制品合格的使用性能等。，满足制品合格的使用性能等。可模塑性主要取决于聚合物可模塑性主要取决于聚合物本身的属性本身的属性( (如流变性、如流变性、热性能
3、、物理力学性能以及热固性塑料的化学反应性热性能、物理力学性能以及热固性塑料的化学反应性能等能等) )，工艺因素工艺因素( (温度、压力、成型周期等温度、压力、成型周期等) )以及模以及模具的结构尺寸。具的结构尺寸。（3）聚合物的可纺性）聚合物的可纺性常规的常规的纺丝方法纺丝方法: 熔体纺丝、湿法纺丝和干法纺丝。熔体纺丝、湿法纺丝和干法纺丝。聚合物的聚合物的可纺性可纺性是指材料经成型加工为连续的固是指材料经成型加工为连续的固态纤维的能力。态纤维的能力。可纺性主要取决于聚合物材料的流变性，熔体可纺性主要取决于聚合物材料的流变性，熔体粘度、拉伸比、喷丝孔尺寸和形状、粘度、拉伸比、喷丝孔尺寸和形状、挤
4、出丝条与冷却介质之间传质和传热速率、熔挤出丝条与冷却介质之间传质和传热速率、熔体的热化学稳定性等。体的热化学稳定性等。（4）聚合物的可延性）聚合物的可延性 非晶或半结晶聚合物在受到非晶或半结晶聚合物在受到压延或拉伸压延或拉伸时时变形变形的能力称为的能力称为可延性可延性，利用聚合物的可延性，通过压延和拉伸工艺可生利用聚合物的可延性，通过压延和拉伸工艺可生产产片材、薄膜和纤维片材、薄膜和纤维。聚合物的可延性取决于材料产生聚合物的可延性取决于材料产生塑性变形塑性变形的能力的能力和和应变硬化应变硬化作用。作用。形变能力与固态聚合物的长链结构和柔性形变能力与固态聚合物的长链结构和柔性(内因内因)及其所处
5、的环境温度及其所处的环境温度(外因外因)有关：而应变硬化作有关：而应变硬化作用则与聚合物的用则与聚合物的取向程度取向程度有关。有关。 2.2.1 2.2.1 概述概述 2.2.2 2.2.2 挤出设备简介挤出设备简介 2.2.3 2.2.3 挤出制品的生产工艺流程挤出制品的生产工艺流程 2.2.4 2.2.4 几种挤出制品生产工艺举例几种挤出制品生产工艺举例2.2 挤出成型挤出成型2.1.1 2.1.1 概述概述一、挤出方法简介一、挤出方法简介 挤出成型是高分子材料在挤出成型是高分子材料在挤出机挤出机中通过中通过加热加热、加压加压而使塑料以流动状态通过而使塑料以流动状态通过口模口模成型的方法。
6、成型的方法。 应用最早的成型方法之一，应用最广泛。目前应用最早的成型方法之一，应用最广泛。目前塑料制品的三分之一是用挤出方法生产的。塑料制品的三分之一是用挤出方法生产的。1 1、设备制造容易，成本低、设备制造容易，成本低2 2、可以连续化生产效率高、可以连续化生产效率高3 3、设备自动化程度高，劳动强度低、设备自动化程度高，劳动强度低4 4、生产操作简单，工艺容易控制、生产操作简单，工艺容易控制5 5、挤出产品均匀密实，质量好、挤出产品均匀密实，质量好二、挤出成型特点二、挤出成型特点6 6、原料的适应性强几乎所有热塑性塑料都能用、原料的适应性强几乎所有热塑性塑料都能用于挤出，用量最大的是于挤出
7、，用量最大的是PVCPVC、PEPE、PPPP，其次是，其次是PSPS、PMMAPMMA、醋酸纤维素、乙烯、醋酸纤维素、乙烯- -醋酸乙烯共聚醋酸乙烯共聚物、物、ABSABS、聚酰胺、聚碳酸酯和聚甲醛等。、聚酰胺、聚碳酸酯和聚甲醛等。7 7、所生产的产品广泛，可一机多用、所生产的产品广泛，可一机多用8 8、生产线占地面积小，生产环境清洁、生产线占地面积小，生产环境清洁9 9、不能生产具有三维尺寸制品、不能生产具有三维尺寸制品1010、制品往往需要二次加工。、制品往往需要二次加工。三、挤出分类1 1、按挤塑过程中成型物料塑化方式、按挤塑过程中成型物料塑化方式 干法挤塑干法挤塑是依靠是依靠电加热电
8、加热将固体物料转变成熔将固体物料转变成熔体，塑化和挤出可在同一设备上进行，挤出塑性体，塑化和挤出可在同一设备上进行，挤出塑性连续体的定型只是简单的冷却操作。连续体的定型只是简单的冷却操作。 湿法挤塑湿法挤塑的物料要用的物料要用溶剂溶剂将其软化，软化和将其软化，软化和挤塑要在两个设备中各自独立完成，而定型处理挤塑要在两个设备中各自独立完成，而定型处理要有脱出溶剂的操作。要有脱出溶剂的操作。 连续式挤出连续式挤出所用设备为螺杆式挤出机。所用设备为螺杆式挤出机。 间歇式挤出间歇式挤出所用设备为柱塞式挤出机。所用设备为柱塞式挤出机。 柱塞式挤出机柱塞式挤出机的主要成型部件是加热料筒和的主要成型部件是加
9、热料筒和施压柱塞，当其成型制品时，是将一部分物料加施压柱塞，当其成型制品时，是将一部分物料加进料筒，借助料筒的外部加热塑化并依靠柱塞的进料筒，借助料筒的外部加热塑化并依靠柱塞的推挤将其挤出机头的模孔之外，加进的一份物料推挤将其挤出机头的模孔之外，加进的一份物料挤完后，柱塞退回，再加新的一份物料后进行下挤完后，柱塞退回，再加新的一份物料后进行下一步推挤操作，是不连续的，而且无法使物料受一步推挤操作，是不连续的，而且无法使物料受到搅拌混合，使塑化料的温度均匀性差，目前很到搅拌混合，使塑化料的温度均匀性差，目前很少采用。少采用。2 2、按挤出时加压方式分、按挤出时加压方式分2.2.2 2.2.2 挤
10、出成型设备简介挤出成型设备简介单螺杆单螺杆：加料装置加料装置、料筒料筒、螺杆螺杆、传动装置等传动装置等一、挤出机一、挤出机双螺杆挤出机双螺杆挤出机：主要由料筒、螺杆、加料装置、传动装置和：主要由料筒、螺杆、加料装置、传动装置和控制装置等组成。螺杆分控制装置等组成。螺杆分噛噛合和相切、平行和锥形、同向和合和相切、平行和锥形、同向和反向、整体和组合。反向、整体和组合。1 1、加料容易，单螺杆挤出机靠摩擦输送，双螺杆、加料容易，单螺杆挤出机靠摩擦输送，双螺杆挤出机靠正位移输送；强制输送，产生的摩擦热少；挤出机靠正位移输送；强制输送，产生的摩擦热少；2 2、塑料在双螺杆挤出机中停留时间短；、塑料在双螺
11、杆挤出机中停留时间短；3 3、剪切力大，具有优异的混合、塑化效果；、剪切力大，具有优异的混合、塑化效果；4 4、优异的排气性能；机筒可以自动清洁；、优异的排气性能；机筒可以自动清洁；5 5、挤出量稳定，产量高；采用强制定量加料；、挤出量稳定，产量高；采用强制定量加料；6 6、容积效率非常高。流率对口模压力不敏感。、容积效率非常高。流率对口模压力不敏感。特点：特点：挤出机参数 直径直径 螺杆外径，决定了挤出机的生产能力。螺杆外径，决定了挤出机的生产能力。 长径比长径比 螺杆螺杆有效长度有效长度L L与直径之比，与直径之比，L/DL/D大大，塑化好，产，塑化好，产生大压力，制品密实；逆流和漏流减少
