第六章挤出成型

1、聚合物成型原理与工艺聚合物成型原理与工艺各章内容各章内容第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 聚合物的流变性质聚合物的流变性质 第三章第三章 聚合物流体在管和槽中的流动聚合物流体在管和槽中的流动 第四章第四章 聚合物加工过程中的结构变化聚合物加工过程中的结构变化第五章第五章 成型物料的配置成型物料的配置 第六章第六章 挤出成型挤出成型 第七章第七章 注塑成型注塑成型 第八章第八章 其它成型方法其它成型方法 第六章第六章 挤出成型挤出成型Back6.1 概述概述6.2 挤出机的基本结构挤出机的基本结构 6.2.1 单螺杆挤出机单螺杆挤出机 6.2.2 双螺杆挤出机双螺杆挤出机 6.2.3 单双螺杆

2、性能比较单双螺杆性能比较 6.2.4 其他挤出机其他挤出机 6.2.5 机头和口模机头和口模6.3 挤出原理挤出原理 6.3.1 单螺杆挤出原理单螺杆挤出原理 6.3.2 双螺杆挤出原理双螺杆挤出原理6.4几种制品的挤出工艺几种制品的挤出工艺 6.4.1 管材的挤出管材的挤出 6.4.2 吹塑薄膜的挤出吹塑薄膜的挤出 6.4.3 异型材的挤出异型材的挤出 6.4.4 板材的挤出板材的挤出 20世纪世纪30年代后期，双螺杆挤出机是由年代后期，双螺杆挤出机是由意大意大利人利人研制出的。研制出的。 在初始阶段，由于对双螺杆挤出机的工作机在初始阶段，由于对双螺杆挤出机的工作机理认识不足，并且在机器的设

3、计和制造方面遇到理认识不足，并且在机器的设计和制造方面遇到的一些难于解决问题，直到的一些难于解决问题，直到20世纪世纪60年代后期，年代后期，开发了适合应用于双螺杆挤出机的开发了适合应用于双螺杆挤出机的专用推力轴承专用推力轴承，解决了在两根螺杆间较小空间内轴承轴向和径向解决了在两根螺杆间较小空间内轴承轴向和径向都具有较强的都具有较强的承载能力承载能力问题，使得双螺杆挤出机问题，使得双螺杆挤出机在机械结构上非常可靠。在机械结构上非常可靠。 6.3.2 双螺杆挤出原理双螺杆挤出原理双螺杆挤出机的两个主要应用领域是：双螺杆挤出机的两个主要应用领域是： 热敏性材料热敏性材料的挤出成型，如的挤出成型，如

4、PVC管材和型材；管材和型材； 特种聚合物特种聚合物的加工，如共混、排气、化学反应等。的加工，如共混、排气、化学反应等。 用于型材挤出的双螺杆具有相互啮合的螺棱、螺用于型材挤出的双螺杆具有相互啮合的螺棱、螺槽，并在较低的转速下操作，约为槽，并在较低的转速下操作，约为10r/min以内。以内。 由于双螺杆挤出机还被设计成许多特殊结构的元由于双螺杆挤出机还被设计成许多特殊结构的元件，可任意组合和更换，所以特别适合一些特种聚合件，可任意组合和更换，所以特别适合一些特种聚合物的加工。啮合型同向旋转式双螺杆挤出机可用于共物的加工。啮合型同向旋转式双螺杆挤出机可用于共混、连续化学反应以及排气挤出。这类挤出

5、机在高速混、连续化学反应以及排气挤出。这类挤出机在高速下运行，最大螺杆转速范围为下运行，最大螺杆转速范围为300600r/min。螺杆啮合情况：螺杆啮合情况：(1) 双螺杆挤出机的结构双螺杆挤出机的结构图图6-23 双螺杆挤出机的螺杆啮合情况双螺杆挤出机的螺杆啮合情况图图6-24 双螺杆挤出机的螺槽纵横向开放与双螺杆挤出机的螺槽纵横向开放与封闭封闭(a)-纵向开放；纵向开放；(b)-纵向封闭；纵向封闭；(c)-横向开放横向开放 纵向开放纵向开放：物料可以从一根螺杆沿螺槽流到另一根螺杆的螺物料可以从一根螺杆沿螺槽流到另一根螺杆的螺槽。槽。 纵向封闭：纵向封闭：两根螺杆上各自形成若干个互不相通的腔

6、室，一两根螺杆上各自形成若干个互不相通的腔室，一根螺杆的螺槽完全被另一根螺杆的螺棱堵死。根螺杆的螺槽完全被另一根螺杆的螺棱堵死。 横向开放：横向开放：若横过螺棱物料有通道，物料可以从同一根螺杆若横过螺棱物料有通道，物料可以从同一根螺杆的一个螺槽流向相邻的另一个螺槽，或一根螺杆的一个螺槽中的的一个螺槽流向相邻的另一个螺槽，或一根螺杆的一个螺槽中的物料可流到另一根螺杆的相邻两个螺槽中。物料可流到另一根螺杆的相邻两个螺槽中。(a)-非啮合非啮合(b)-部分啮合部分啮合(c)-全啮合全啮合 双螺杆挤出机与单螺杆挤出机一样，承担双螺杆挤出机与单螺杆挤出机一样，承担输送、输送、塑化、混合与混炼塑化、混合与

7、混炼聚合物的工作，但在工作原理上与聚合物的工作，但在工作原理上与单螺杆有许多不同点。单螺杆有许多不同点。 双螺杆挤出机输送物料的原理与其啮合与否，纵双螺杆挤出机输送物料的原理与其啮合与否，纵横向开放与否和开放程度，以及螺杆的旋转方向有关。横向开放与否和开放程度，以及螺杆的旋转方向有关。 双螺杆挤出机输送物料的原理即不同于单螺杆挤双螺杆挤出机输送物料的原理即不同于单螺杆挤出机，又不完全等同于柱塞或齿轮泵的正位移输送。出机，又不完全等同于柱塞或齿轮泵的正位移输送。所谓正位移输送是指移动的外部表面置换了系统中的所谓正位移输送是指移动的外部表面置换了系统中的部分液体的输送方式。部分液体的输送方式。 (

8、2) 双螺杆挤出机的工作原理双螺杆挤出机的工作原理非啮合非啮合双螺杆挤出机因两根螺杆不能形成封闭的双螺杆挤出机因两根螺杆不能形成封闭的或半封闭的腔室，或半封闭的腔室，无正位移输送无正位移输送条件，其输送机条件，其输送机理类似于单螺杆挤出机，物料与料筒、螺杆的摩理类似于单螺杆挤出机，物料与料筒、螺杆的摩擦因数、物料的粘性力是控制输送量的主要因素。擦因数、物料的粘性力是控制输送量的主要因素。 啮合型双螺杆挤出机视具体结构不同，而表啮合型双螺杆挤出机视具体结构不同，而表现不同程度的正位移输送特性。现不同程度的正位移输送特性。 螺槽纵横向螺槽纵横向封闭越好封闭越好或共轭性越好，或共轭性越好，正位移正位

9、移输送特性越强输送特性越强。全啮合、螺槽纵横向完全封闭的，全啮合、螺槽纵横向完全封闭的，才能实现完全的正位移输送才能实现完全的正位移输送。 若螺槽纵向或横向有一定程度的若螺槽纵向或横向有一定程度的开放开放，就会，就会丧失一定的正位移输送能力丧失一定的正位移输送能力，因为在压力梯度作，因为在压力梯度作用下，物料会流经这些开放通道，即会产生漏流。用下，物料会流经这些开放通道，即会产生漏流。正位移输送能力的损失，有利于混合能力或其它正位移输送能力的损失，有利于混合能力或其它性能性能(如排气如排气)的提高。的提高。 啮合异向旋转双螺杆挤出机啮合异向旋转双螺杆挤出机 物料被封闭在由一个导程的螺槽与机筒内

10、壁所形成的形状如物料被封闭在由一个导程的螺槽与机筒内壁所形成的形状如“C”字形空间，称为字形空间，称为C形室。图形室。图624(b)。A 共轭纵横向皆封闭的矩形螺槽共轭纵横向皆封闭的矩形螺槽式中式中 vL-物料轴向移动速度物料轴向移动速度 t 螺纹的导程螺纹的导程; n螺杆的转速螺杆的转速 当螺杆转动一周，当螺杆转动一周，C形室中的物料向前移动一个导程，它沿螺杆轴形室中的物料向前移动一个导程，它沿螺杆轴线移动的速度为：线移动的速度为：ntvL 图图624 全啮合纵横向皆封闭异向双螺杆中的物料全啮合纵横向皆封闭异向双螺杆中的物料异向旋转啮合双螺杆挤出机的理论挤出量为：异向旋转啮合双螺杆挤出机的理

11、论挤出量为：式中式中 V单个单个C形小室的体积形小室的体积VnQ 2 1螺杆螺杆A；2螺杆螺杆B 尽管由于机械加工和专门设计，存在许多间隙，存在漏流，但尽管由于机械加工和专门设计，存在许多间隙，存在漏流，但双螺杆挤出机对物料的输送能力是很强的，效率也很高。双螺杆挤出机对物料的输送能力是很强的，效率也很高。 如图如图625，在啮合异向转动的双螺杆啮合处取一点，在啮合异向转动的双螺杆啮合处取一点A，A是螺杆是螺杆1螺棱顶部与螺杆螺棱顶部与螺杆2螺槽底部相接近处。其相对速度为：螺槽底部相接近处。其相对速度为： 双螺杆的自洁性双螺杆的自洁性 可以证明，可以证明，B点处点处VrB与与VrA数值相等，方向

12、相反。数值相等，方向相反。 由于啮合处的速度差，使得一个螺棱对另一螺槽中由于啮合处的速度差，使得一个螺棱对另一螺槽中的物料有清理作用，使得物料不易粘于螺杆上，这被认的物料有清理作用，使得物料不易粘于螺杆上，这被认为是双螺杆良好的自洁性。为是双螺杆良好的自洁性。vrAA点处两螺杆侧间隙之间的点处两螺杆侧间隙之间的相对速度相对速度Rb螺杆外半径螺杆外半径Rs螺杆根半径螺杆根半径 sbrARRnv2式中：式中：图图6-25 啮合区的速度分析啮合区的速度分析B 纵向开放的双螺杆纵向开放的双螺杆 C形室中物料被旋转着的螺杆拖曳着朝向两形室中物料被旋转着的螺杆拖曳着朝向两螺杆相遇的部位，此处物料压力大大增

13、加。由于螺杆相遇的部位，此处物料压力大大增加。由于没有其它通道，物料中的一部分就由这一部位的没有其它通道，物料中的一部分就由这一部位的间隙挤压至啮合区，再进入啮合区的另一侧。间隙挤压至啮合区，再进入啮合区的另一侧。两两螺杆之间有螺杆之间有物料交换物料交换，物料通过侧间隙时受到很，物料通过侧间隙时受到很大的剪切，大的剪切，混合作用混合作用加强。加强。C 纵横向皆开放的双螺杆纵横向皆开放的双螺杆 两根螺杆的运动将部分物料拉入两根螺杆之两根螺杆的运动将部分物料拉入两根螺杆之间的间隙中，所形成的速度分布、压力分布和剪间的间隙中，所形成的速度分布、压力分布和剪切速率分布。提高啮合异向双螺杆挤出、机的混切

14、速率分布。提高啮合异向双螺杆挤出、机的混合效果。合效果。 啮合同向旋转双螺杆挤出机啮合同向旋转双螺杆挤出机 该挤出机纵向必须开放，否则螺杆会由于发该挤出机纵向必须开放，否则螺杆会由于发生干涉而不能啮合。生干涉而不能啮合。其螺槽宽度要大于螺棱宽度，其螺槽宽度要大于螺棱宽度，在纵向留下一定的通道在纵向留下一定的通道。纵向开放程度越大，正。纵向开放程度越大，正位移输送能力损失越多，而摩擦拖曳和粘性拖曳位移输送能力损失越多，而摩擦拖曳和粘性拖曳所起的作用越大。但无论纵向开放程度多大，物所起的作用越大。但无论纵向开放程度多大，物料沿螺槽流动时在螺棱处仍受阻，改变流向，因料沿螺槽流动时在螺棱处仍受阻，改变

15、流向，因而而还有一定的正位移输送能力还有一定的正位移输送能力。 (a)-纵向开放；纵向开放；(b)-纵向封闭；纵向封闭；(c)-横向开放横向开放具有塑化均匀、混合性能好的优点具有塑化均匀、混合性能好的优点双螺杆挤出剂中的功能元件双螺杆挤出剂中的功能元件 输送元件具有输送元件具有般螺纹结构，主要起输送物料的作用。般螺纹结构，主要起输送物料的作用。 图图6-26啮合同向旋转双螺杆中物料的流动啮合同向旋转双螺杆中物料的流动 A 输送元件输送元件图图6-27 啮合同向旋转啮合同向旋转双螺杆的输送元件双螺杆的输送元件(a)螺槽和螺棱宽度接近相等，可在较短的长度内建立起较高的压力；螺槽和螺棱宽度接近相等，

16、可在较短的长度内建立起较高的压力；(b)纵横向开放较大的输送元件，混合较好，但漏流量大，物料停留纵横向开放较大的输送元件，混合较好，但漏流量大，物料停留时间分布较宽；时间分布较宽；(c)纵向开放、横向封闭的共轭螺纹元件，具有较强的输送作用，但纵向开放、横向封闭的共轭螺纹元件，具有较强的输送作用，但混合效果差。混合效果差。 (a)螺槽为螺槽为等深变距等深变距，螺棱宽度由薄变厚螺棱宽度由薄变厚，双重作用使螺，双重作用使螺糟体积变小，起到压缩作用；糟体积变小，起到压缩作用； (b)等深变距，螺距连续变小，起到压缩作用。等深变距，螺距连续变小，起到压缩作用。B 压缩元件压缩元件图图6-29 混炼元件混

17、炼元件(a) 偏心圆形；偏心圆形；(b) 菱形；菱形；(c) 曲边三角形曲边三角形C 混合混炼元件混合混炼元件 在聚合物的混合与混炼中，多采用在聚合物的混合与混炼中，多采用积木式同向旋转的双积木式同向旋转的双螺杆挤出机螺杆挤出机，在以下的应用中取得良好效果。，在以下的应用中取得良好效果。 A 热塑性塑料的共混改性热塑性塑料的共混改性 不同的聚合物在双螺杆中依靠不同的聚合物在双螺杆中依靠扩散、对流、剪切扩散、对流、剪切的方式实的方式实现混合。现混合。 B 填充塑料填充塑料 采用中等螺距和采用中等螺距和较小压缩比较小压缩比，配以较强的，配以较强的破碎混炼元件破碎混炼元件，促使无机填料均匀地分散到聚

18、合物熔体中，经排气后，再次均促使无机填料均匀地分散到聚合物熔体中，经排气后，再次均化塑炼，得到均匀的填充聚合物。化塑炼，得到均匀的填充聚合物。 C 纤维增强纤维增强 纤维增强聚合物在双螺杆中的混合过程，需在混炼过程纤维增强聚合物在双螺杆中的混合过程，需在混炼过程中中剪断玻璃纤维剪断玻璃纤维，其相关的混炼元件都设计成带有一定的倾角。，其相关的混炼元件都设计成带有一定的倾角。 D 热固性塑料及粉末的塑炼热固性塑料及粉末的塑炼 采用采用较大螺距较大螺距，并适当地串联某些混炼元件。为了，并适当地串联某些混炼元件。为了防止防止物物料因料因温度过高温度过高在机内在机内固化固化，螺杆长径比、压缩比都较小。，

19、螺杆长径比、压缩比都较小。 物料加工物料加工 物料在双螺杆中的平均停留时间为单螺杆挤出物料在双螺杆中的平均停留时间为单螺杆挤出机的机的1/2，而且停留时间的分布范围也仅为单螺杆，而且停留时间的分布范围也仅为单螺杆挤出机的挤出机的1/5左右。左右。由于物料停留时间分布窄，所由于物料停留时间分布窄，所有物料在机筒内所经历的物理、化学过程大体相同，有物料在机筒内所经历的物理、化学过程大体相同，因此，混合物各部分的性能会更均匀。因此，混合物各部分的性能会更均匀。 双螺杆挤出机中物料停留时间的分布双螺杆挤出机中物料停留时间的分布图图6-28 停留时间的分布情况停留时间的分布情况1-双螺杆挤出物料双螺杆挤

20、出物料 2-单螺杆挤出物料单螺杆挤出物料同向与异向双螺杆的区别同向与异向双螺杆的区别: : 同向双螺杆同向双螺杆的两根螺杆是完全相同的，的两根螺杆是完全相同的， 螺纹方螺纹方向一致，向一致， 由于同向旋转双螺杆在啮合处的速度由于同向旋转双螺杆在啮合处的速度 方向相反，一根螺杆要把物料拉入啮合间隙，而方向相反，一根螺杆要把物料拉入啮合间隙，而另一根螺杆把物料从间隙中推出，所以物料另一根螺杆把物料从间隙中推出，所以物料 从一从一根螺杆转到另一根螺杆呈根螺杆转到另一根螺杆呈形前进。啮合区具有形前进。啮合区具有很高剪切速度、很好的自洁功能；很高剪切速度、很好的自洁功能； 异向双螺杆异向双螺杆的两根螺杆

21、是对称的，由于旋转方向的两根螺杆是对称的，由于旋转方向的不同，的不同， 一根螺杆上物料螺旋前进的道路被一根螺杆上物料螺旋前进的道路被 另另一根罗根的螺棱堵死，不能形成一根罗根的螺棱堵死，不能形成“”形运动。形运动。 6.4 几种制品的挤出工艺几种制品的挤出工艺 管材是用于管材是用于输送液体、固体、气体输送液体、固体、气体，并可以作为电，并可以作为电线、电缆护套和结构材料。挤出管材的主要聚合物有：线、电缆护套和结构材料。挤出管材的主要聚合物有：聚氯乙烯聚氯乙烯(硬质与软质硬质与软质)、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚酰、聚酰胺、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、天然胶、丁腈胶和橡胶、胺、聚碳酸酯、

22、聚四氟乙烯、天然胶、丁腈胶和橡胶、塑料的混合物。塑料的混合物。 塑料、橡胶管材的突出塑料、橡胶管材的突出优点优点是：相对密度小；电绝是：相对密度小；电绝缘性、化学稳定性优良；安装、施工方便，维修容易；缘性、化学稳定性优良；安装、施工方便，维修容易；单位能耗低，成本低廉。单位能耗低，成本低廉。6.4.1 管材的挤出管材的挤出 挤出成型方法可以生产多种多样的连续制品挤出成型方法可以生产多种多样的连续制品管、棒、型材、板、片、薄膜、丝管、棒、型材、板、片、薄膜、丝等，每一种制品的等，每一种制品的工艺、设备和生产技术都各具特色，下面介绍几种常工艺、设备和生产技术都各具特色，下面介绍几种常见挤出制品的成

23、型工艺及设备。见挤出制品的成型工艺及设备。 6.4.1.1 管材挤出的主要设备管材挤出的主要设备 机头机头 机头一般由三种类型机头一般由三种类型A 直通式机头直通式机头1-橡皮塞橡皮塞 2-定径套定径套 3-口模口模 4-芯模芯模 5-调节螺栓调节螺栓 6-分流锥分流锥 7-芯模支架芯模支架 8-模体模体 9一栅板一栅板 图图6-29 直通式机头直通式机头物料在机头和挤出机流动方向一致，是一种使用普遍的机头。物料在机头和挤出机流动方向一致，是一种使用普遍的机头。 机头料流与挤出机料流方向呈直角机头料流与挤出机料流方向呈直角 。这种结构芯。这种结构芯棒的一端为支承端，由于不存在分流器支架，熔料从

24、棒的一端为支承端，由于不存在分流器支架，熔料从机头一端进入到芯棒对面汇集，只可能产生一条接缝机头一端进入到芯棒对面汇集，只可能产生一条接缝线。这种结构为内径定型法挤管提供方便，但芯棒设线。这种结构为内径定型法挤管提供方便，但芯棒设计难度较大。计难度较大。 B 直角机头直角机头图图6-30 直角机头直角机头 料流先流过一个弯形流道再进入机头一侧料流先流过一个弯形流道再进入机头一侧，料流包芯棒后沿机头轴线方向流出。这种设计可料流包芯棒后沿机头轴线方向流出。这种设计可使管材的挤出方向与挤出机呈使管材的挤出方向与挤出机呈任意角度任意角度；亦可与；亦可与挤出机螺杆轴线相平行。它非常适合大口径管的挤出机螺

25、杆轴线相平行。它非常适合大口径管的高速挤出，但机头结构比较复杂，造价较高。高速挤出，但机头结构比较复杂，造价较高。C 偏心机头偏心机头图图6-31 偏心机头偏心机头1-进水进水 2-空气空气 3-出水出水 4-机头连接圈机头连接圈 5-绝缘材料绝缘材料 6-空气通道空气通道 6-水冷却套水冷却套 定型装置定型装置 内压法内压法1-芯棒芯棒 2-口模口模 3-定径套定径套 4-管子管子 5-塞子塞子图图6-31 内压定径内压定径 管材的定型大体有两种方式：定外径的方式和定内径的方式。管材的定型大体有两种方式：定外径的方式和定内径的方式。 我国塑料管材尺寸规定为外径公差，故多采用定外径的方式定型。

26、我国塑料管材尺寸规定为外径公差，故多采用定外径的方式定型。 真空法真空法 真空法采用真空法采用管管外抽真空，使管材外抽真空，使管材表面吸附在定型套表面吸附在定型套内壁内壁冷却定外径尺冷却定外径尺寸的方法。寸的方法。 1-水槽水槽 2-口模口模 3-芯模芯模 4-密封圈密封圈 5-定型定型管管 6- 密封盖密封盖 7-测压阀测压阀 8-喷雾环喷雾环图图6-32 管式真空定型装置管式真空定型装置 从冷却定型套出来的管材，未得到充分冷却，为防止变形，从冷却定型套出来的管材，未得到充分冷却，为防止变形，必须排出管壁中的余热，使之达到或接近室温。冷却方法有多必须排出管壁中的余热，使之达到或接近室温。冷却

27、方法有多种。种。 冷却装置冷却装置 浸没式水槽浸没式水槽 1-进水管进水管 2-排水管排水管 3-轮子轮子 4-隔板隔板 5-槽体槽体 6-支架支架 7-螺丝撑杆螺丝撑杆图图6-33 浸没式水槽浸没式水槽喷淋式水槽喷淋式水槽 1-喷水头喷水头 2-导轮导轮 3-支架支架 4-轮子轮子 5-导轮调整机构导轮调整机构 6-手轮手轮 7-箱体箱体 8-箱盖箱盖图图6-34 喷淋式水槽喷淋式水槽 牵引装置牵引装置 1-皮带轮皮带轮 2-履带履带 3-塑料管塑料管图图6-35 滚轮式牵引机构滚轮式牵引机构 图图6-36 履带式牵引示意图履带式牵引示意图 切割装置切割装置 切割装置是将连续挤出的管材，根据

28、需切割装置是将连续挤出的管材，根据需要长度自动或半自动切断的设备。要长度自动或半自动切断的设备。 6.4.1.2 管材挤出成型工艺管材挤出成型工艺压缩空气压力和真空度：压缩空气压力和真空度： 若为真空定型套定型，真空度一般为若为真空定型套定型，真空度一般为0.40.07MPa 若为内压法外径定型，一般压缩空气为若为内压法外径定型，一般压缩空气为0020.05MPa,压力要稳定压力要稳定。螺杆转数：螺杆转数：单螺杆挤出机单螺杆挤出机825r/min；双螺杆挤出机；双螺杆挤出机1530r/min. 牵引速度：牵引速度：一般比机出现速度快一般比机出现速度快1%10%，根据管材的比厚调节。，根据管材的

29、比厚调节。 树脂树脂捏合捏合造造粒粒双螺杆挤出成型双螺杆挤出成型过筛过筛助剂助剂称量称量单螺杆挤出单螺杆挤出冷却冷却定型定型切割切割牵引牵引成品成品 混合混合510min，物料升温到，物料升温到120，加发泡剂停止加热，再混合，加发泡剂停止加热，再混合510min。挤出机加热段：。挤出机加热段：135145 、170180 、180190 ；机；机头温度为头温度为165175 ；口模温度；口模温度145155 ；螺杆转数；螺杆转数1418r/min。6.4.1.3 聚氯乙烯发泡管材的成型聚氯乙烯发泡管材的成型 原料及配方原料及配方 工艺流程工艺流程 成型条件成型条件 物料配比(质量比)物料配比

30、(质量比)聚氯乙烯100填料510稳定剂35发泡剂0.20.8润滑剂0.53其他助剂010表表6-1 低法泡聚氯乙烯管的生产配方低法泡聚氯乙烯管的生产配方挤出挤出配料配料口模成型口模成型喷淋冷却喷淋冷却真空定型真空定型牵引牵引发泡管材发泡管材 管材性质管材性质 表表6-2 低法泡聚氯乙烯管主要性能低法泡聚氯乙烯管主要性能项目项目测试结果测试结果外观外观光滑、无裂口、杂质等光滑、无裂口、杂质等密度密度/g.cm-30.81.1拉伸强度拉伸强度/MPa21断裂伸长率断裂伸长率/%38落球冲击落球冲击200g/1.7m 三根管无破裂三根管无破裂6.4.2 吹塑薄膜的挤出吹塑薄膜的挤出 吹塑薄膜是将塑

31、料挤成薄壁胚，并趁热用压缩空气将其吹胀，径吹塑薄膜是将塑料挤成薄壁胚，并趁热用压缩空气将其吹胀，径定型的薄膜。一般薄膜厚度为定型的薄膜。一般薄膜厚度为0.010.25mm。 吹塑法生产薄膜的树脂品种有：聚氯乙烯、聚乙烯、聚偏二氯乙吹塑法生产薄膜的树脂品种有：聚氯乙烯、聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。6.4.2.1 吹塑薄膜吹塑薄膜挤出的主要设备挤出的主要设备 机头机头 几种常见机头：几种常见机头： 图图6-38 十字形机头十字形机头1-口模口模 2-分流锥分流锥 3-调节螺钉调节螺钉4-进气管进气管 5-模体模体分流器支架分流器支架机头内存料少，不易分解机头内

32、存料少，不易分解机头内存料大，易分解机头内存料大，易分解 图图6-37芯棒式机头芯棒式机头1-芯棒轴芯棒轴 2-口模口模 3-调节螺钉调节螺钉 4-压空管入口压空管入口 5-机颈机颈 图图6-39 旋转式机头旋转式机头1-口模口模 2-芯模芯模 3-旋转体旋转体 4-支撑体支撑体 5, 10-齿轮齿轮 6-绝缘环绝缘环 7,9-铜环铜环 8-碳刷碳刷 11-空芯轴空芯轴 机头的芯棒可以转动。还有口模旋机头的芯棒可以转动。还有口模旋转式或内外一起互逆旋转式。转式或内外一起互逆旋转式。 旋转式机头适合加工聚乙烯和聚丙旋转式机头适合加工聚乙烯和聚丙烯薄膜。烯薄膜。图图6-40 普通风环节结示意图普通

33、风环节结示意图1-调节风量螺纹调节风量螺纹 2-出风口出风口 3-盖子盖子 4-风环体风环体 冷却装置冷却装置 图图6-41 双风口减压风环双风口减压风环 1-泡管泡管 2-上风口上风口 3-下风口下风口 4-机头机头 5-减压风环减压风环 6-减压室减压室 7-气流分布气流分布风风图图6- 41 人字板结构示意人字板结构示意 卷曲装置卷曲装置 人字板人字板 牵引装置牵引装置 人字板的张开角度，可根据泡管直人字板的张开角度，可根据泡管直径大小进行调节，一般在径大小进行调节，一般在2030 之间，角度过大，虽操作方便，但之间，角度过大，虽操作方便，但薄膜易发生皱折，角度太小，开车引薄膜易发生皱折

34、，角度太小，开车引膜困难。膜困难。有一对牵引辊组成，其中一个为钢辊，另一个为表面覆有橡胶的辊。有一对牵引辊组成，其中一个为钢辊，另一个为表面覆有橡胶的辊。吹塑工艺流程有：平挤平吹、平挤上吹和平挤下吹。吹塑工艺流程有：平挤平吹、平挤上吹和平挤下吹。 采用水平式机头，料流阻力小，机头和辅机结构简单，安装和采用水平式机头，料流阻力小，机头和辅机结构简单，安装和操作都方便。但由于热空气的上升，使膜管上下两方向冷却不均，操作都方便。但由于热空气的上升，使膜管上下两方向冷却不均，厚度公差大。厚度公差大。平挤平吹平挤平吹平挤平吹法主要用于聚乙烯和聚氯乙烯小膜平挤平吹法主要用于聚乙烯和聚氯乙烯小膜图图6-42

35、 平挤平吹生产工艺平挤平吹生产工艺6.4.2.2 吹塑薄膜成型工艺吹塑薄膜成型工艺(1) 工艺流程工艺流程 有利于冷却，特别适宜粘度小的原料及要求透明度高的薄膜，有利于冷却，特别适宜粘度小的原料及要求透明度高的薄膜，如聚丙烯，聚酰胺等。如聚丙烯，聚酰胺等。平挤上吹平挤上吹不利于热量的扩散，主要用于聚氯乙烯和聚乙烯薄膜。不利于热量的扩散，主要用于聚氯乙烯和聚乙烯薄膜。平挤下吹平挤下吹图图6-43 平挤上吹生产工艺平挤上吹生产工艺图图6-44 平挤下吹生产工艺平挤下吹生产工艺 以聚乙烯为例，研究成型温度、吹胀比、拉伸比、冷却速度对以聚乙烯为例，研究成型温度、吹胀比、拉伸比、冷却速度对薄膜性能的影响

36、。薄膜性能的影响。 (2)(2)成型条件对薄膜性能的影响成型条件对薄膜性能的影响 A 成型温度的影响成型温度的影响成型温度成型温度/拉伸强度拉伸强度/MPa120140160200180010203040220纵纵横横成型温度成型温度/断裂伸长率断裂伸长率/ %1201401602001800100200300400纵纵横横图图6-45 成型温度成型温度-拉伸强度拉伸强度图图6-46 成型温度成型温度-断裂伸长率断裂伸长率成型温度成型温度/透明度下降透明度下降140150170160图图6-47 成型温度成型温度-透明度透明度吹胀比吹胀比拉伸强度拉伸强度/MPa1243010203040纵纵横

37、横图图6-48 吹胀比吹胀比-拉伸强度拉伸强度B 吹胀比吹胀比 dWdWa637. 02a 薄膜吹胀比薄膜吹胀比W-薄膜的折经薄膜的折经d- 口膜直径口膜直径吹胀比吹胀比冲击强度冲击强度/kJ/m212430100200图图6-50 吹胀比吹胀比-冲击强度冲击强度吹胀比吹胀比撕裂强度撕裂强度/MPa124300.51.01.5纵纵横横图图6-49 吹胀比吹胀比-撕裂强度撕裂强度吹胀比吹胀比透明度下降透明度下降1230图图6-52 吹胀比与透明度吹胀比与透明度吹胀比吹胀比断裂伸长率断裂伸长率/%1230400600800纵纵横横图图6-51 吹胀比与断裂伸长率吹胀比与断裂伸长率200C 拉伸比拉

38、伸比 牵引速度牵引速度/m.min-1透明度下降透明度下降51020150图图6-50 牵引速度与透明度牵引速度与透明度拉伸强度拉伸强度/MPa48120203040纵纵横横图图6-51 牵引速度与拉伸强度牵引速度与拉伸强度10牵引速度牵引速度/m.min-1D 冷却速度冷却速度 可以通过挤出成型的方法制成横向截面非圆形、可以通过挤出成型的方法制成横向截面非圆形、环形的各种形状，称这种连续型材为异型材。如：环形的各种形状，称这种连续型材为异型材。如：塑料门、窗框、楼梯扶手、壁材、门板、线槽等建塑料门、窗框、楼梯扶手、壁材、门板、线槽等建筑材料，异型材在建筑、家具、电器、土木等领域筑材料，异型材在建筑、家具、电器、土木等领域得到广泛应用。图得到广泛应用。图6-52是一些异型材的截面形状。是一些异型材的截面形状。 挤出异型材的聚合物有聚氯乙烯、挤出异型材的聚合物有聚氯乙烯、ABS、聚乙烯、