第二章 挤出成型

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。螺杆分噛合和相切、平行和锥形、同向和控制装置等组成。螺杆分噛合和相切、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

12、，可提高转速增大生大压力，制品密实；逆流和漏流减少，可提高转速增大挤出量；难加工的塑料挤出量；难加工的塑料L/DL/D大，大，热敏性塑料热敏性塑料L/DL/D小小，塑料多，塑料多在在2525左右。有的达左右。有的达4343。橡胶挤出机。橡胶挤出机L/DL/D一般热喂料一般热喂料4 45 5，冷，冷喂料喂料8 81616，冷喂料排气，冷喂料排气16162222。DL压缩比压缩比 挤出制品的密度与加料时物料的表观密度挤出制品的密度与加料时物料的表观密度之比。由螺槽逐渐缩小实现。加料段初始螺槽容积之比。由螺槽逐渐缩小实现。加料段初始螺槽容积与计量段最后螺槽容积之比称几何压缩比。与计量段最后螺槽容积之

13、比称几何压缩比。作用：作用：保证计量段供料充足，使挤出过程中物料易保证计量段供料充足，使挤出过程中物料易于升温，向加料段排除掺杂的空气保证挤出制品质于升温，向加料段排除掺杂的空气保证挤出制品质量均匀、致密量均匀、致密 。塑料适用的螺杆压缩比塑料适用的螺杆压缩比硬硬PVC（粒料）（粒料）23ABS1.62.5硬硬PVC（粉料）（粉料）25POM2.84软软PVC （粒料）（粒料）34PC2.53软软PVC （粉料）（粉料）35聚聚砜砜（膜）（膜）3.74PE34聚聚砜砜（片）（片）2.83PS24聚聚砜砜（管、型材）（管、型材）3.33.6纤维纤维素塑料素塑料1.72PA-63.5PMMA3PA

14、-663.7PP2.54PA-1128（2.64.7）PPO23.5PA3 一般粉料大于粒料，挤出薄壁制品大于厚壁制品。一般粉料大于粒料，挤出薄壁制品大于厚壁制品。 橡胶挤出机热喂料橡胶挤出机热喂料1.3 1.41.4，冷喂料，冷喂料1.6 1.6 1.8.1.8. 螺杆分段螺杆分段 加料段、压缩段（塑化段）、计量段（均化段、挤出段）加料段、压缩段（塑化段）、计量段（均化段、挤出段）加料段加料段是自塑料入口向前延伸的一段距离，其长度为是自塑料入口向前延伸的一段距离，其长度为4D8D。塑料为塑料为固体状态固体状态。压缩段压缩段是螺杆中部的一段。塑料由粒状是螺杆中部的一段。塑料由粒状固体固体逐渐被

15、压实并软化逐渐被压实并软化为连续为连续熔体熔体。均化段均化段是螺杆的最后一段，其长度为是螺杆的最后一段，其长度为6D10D。使物料进一步。使物料进一步塑化均匀塑化均匀，定压定量的将料流由机头和口模流道挤出。，定压定量的将料流由机头和口模流道挤出。 螺杆三段长度分配螺杆三段长度分配：无定形塑料和高度增塑的材料无定形塑料和高度增塑的材料，熔融，熔融段短段短（10%10%25%25%）L L，甚至不要；，甚至不要；高熔点结晶性塑料高熔点结晶性塑料（尼龙）熔融（尼龙）熔融段长段长（30%30%60%60%）L L，其压缩段长度一般为其压缩段长度一般为3 35D5D。而而乙烯基类、改性乙烯基类、改性PS

16、PS、聚烯烃类逐渐软化、聚烯烃类逐渐软化的聚合物，的聚合物，压缩段长度压缩段长度（50%50%60%60%）L L。计量段长度：计量段长度：热敏性物料短甚至不要热敏性物料短甚至不要，聚烯烃类，聚烯烃类(20%(20%25%25%）L L。渐变型、突变型、分离型（渐变型、突变型、分离型（BMBM）、屏障型、销钉型、）、屏障型、销钉型、波型、组合型等。波型、组合型等。螺杆结构螺杆结构渐变型渐变型突变型突变型屏障型屏障型分离型分离型混合型混合型机头和口模机头和口模包括过滤网、多孔板、分流器、模芯、口模包括过滤网、多孔板、分流器、模芯、口模和机颈等部件和机颈等部件组成。组成。机头主要作用：使熔料由螺旋

17、运动变为直线运动；产生机头主要作用：使熔料由螺旋运动变为直线运动；产生一定压力，使制品密实；使物料进一步塑化均匀；成型一定压力，使制品密实；使物料进一步塑化均匀；成型制品外形。制品外形。口模是成型成型制品横截面部件。口模是成型成型制品横截面部件。机头与口模的组成部件。机头与口模的组成部件。筛板（多孔板）筛板（多孔板） 作用使物料由旋转运动变为直线运动，增加反作用使物料由旋转运动变为直线运动，增加反压，支撑过滤网。压，支撑过滤网。过滤网过滤网作用是过滤熔融料流和增加料流阻力，以滤出机械杂质和作用是过滤熔融料流和增加料流阻力，以滤出机械杂质和提高混合和塑化效果。提高混合和塑化效果。加工粘度大，热稳

18、定性差的一般不用过滤网。加工粘度大，热稳定性差的一般不用过滤网。分流梭作用：分流梭作用： 把圆柱形的料流分成圆环形的薄层；把圆柱形的料流分成圆环形的薄层； 固定芯棒；固定芯棒； 通压缩空气通压缩空气影响机头（口模）设计的主要影响机头（口模）设计的主要因素因素：内部流道设：内部流道设计、结构材料和温度控制均匀性计、结构材料和温度控制均匀性二、辅机二、辅机：定型装置、冷却装置、牵引、切割或卷取装置等，定型装置、冷却装置、牵引、切割或卷取装置等，处理挤出物。处理挤出物。控制生产条件设备：各种电器仪表。控制生产条件设备：各种电器仪表。三、挤出机一般操作方法：三、挤出机一般操作方法：开车前换网；开车前换

19、网；加足润滑油；加足润滑油；趁热拧紧螺栓；趁热拧紧螺栓；开动机器后加料；开动机器后加料；塑料被挤出前不得在口模正前方；塑料被挤出前不得在口模正前方；开始慢，后再调整；开始慢，后再调整；停车时机完机内物料或换料停机，膜、片挤出停车时机完机内物料或换料停机，膜、片挤出时在挤出机满载下停机；时在挤出机满载下停机；清洁时用铜制工具；清洁时用铜制工具；滤网可用火烧。滤网可用火烧。拆卸时，先拆螺杆后拆料筒。拆卸时，先拆螺杆后拆料筒。粉状和粒状粉状和粒状热塑性塑料热塑性塑料预热和干燥预热和干燥挤出机加热挤出机加热开动螺杆开动螺杆加料加料调整调整挤出成型挤出成型定型定型冷却冷却牵引牵引卷取（切割）卷取（切割）

20、后处理后处理挤出制品挤出制品挤出成型工艺流程图挤出成型工艺流程图 包括干燥、预热、着色、混入各种添加剂。包括干燥、预热、着色、混入各种添加剂。 干燥必要性：干燥必要性：物料中若有水分和低分子物（溶剂和单物料中若有水分和低分子物（溶剂和单体）的量超过允许的限度，高温下，一方面会因其体）的量超过允许的限度，高温下，一方面会因其挥挥发成气体发成气体而使制品而使制品表面失去光泽和出现气泡与银丝等表面失去光泽和出现气泡与银丝等外观缺陷外观缺陷；另一方面可能促使聚合物发生；另一方面可能促使聚合物发生降解与交联降解与交联反应反应，导致熔体的粘度出现明显的波动。，导致熔体的粘度出现明显的波动。 通常含水量在通

21、常含水量在0.50.5以下。以下。 干燥设备：干燥设备：烘箱或沸腾干燥器，真空料斗。烘箱或沸腾干燥器，真空料斗。 挤出造型要求挤出造型要求：挤出温度均一、形状稳定。：挤出温度均一、形状稳定。工艺控制依据工艺控制依据：塑料的性质和挤出机机头与口模的结：塑料的性质和挤出机机头与口模的结构特点等构特点等调整工艺参数：调整工艺参数：料筒各加热段和机头与口模的温度及料筒各加热段和机头与口模的温度及螺杆的转速等，以控制物料的温度和压力分布螺杆的转速等，以控制物料的温度和压力分布 。1 1、料筒、机头和口模的温度和压力分布、料筒、机头和口模的温度和压力分布 物料塑化需热量来源（单螺杆挤出机）物料塑化需热量来

22、源（单螺杆挤出机）外加热：外加热：螺杆三段职能不同，所需热量相差较大，所螺杆三段职能不同，所需热量相差较大，所以料筒外部的加热器应分段加热。以料筒外部的加热器应分段加热。螺杆转动和物料的剪切摩擦热螺杆转动和物料的剪切摩擦热，当挤出正常时剪切摩，当挤出正常时剪切摩擦热往往成为主要的热源。擦热往往成为主要的热源。 （1 1）增大螺杆的转速，可强化物料的剪切作用，增大螺杆的转速，可强化物料的剪切作用，提高料温；提高料温；（2 2）也有利于物料的充分混合与均匀塑化；也有利于物料的充分混合与均匀塑化；（3 3）对大多数热塑性塑料还可显著降低粘度；对大多数热塑性塑料还可显著降低粘度；（4 4）螺杆转速的增

23、大，还可增大料筒内物料所承螺杆转速的增大，还可增大料筒内物料所承受的压力。受的压力。3 3、温度对挤出的影响、温度对挤出的影响 （1 1）物料温度高，熔体粘度物料温度高，熔体粘度 有利于塑化，熔体的体积流率有利于塑化，熔体的体积流率 ，挤出速度挤出速度 ，生产效率，生产效率 。（2 2）料温过高，挤出物形状稳定性料温过高，挤出物形状稳定性 ，外观会发黄并出现银丝，外观会发黄并出现银丝和气泡，严重时甚至使挤出过程不能正常进行。和气泡，严重时甚至使挤出过程不能正常进行。 （3 3）降低物料的温度后，熔体粘度和机头所产生的反压均随之增降低物料的温度后，熔体粘度和机头所产生的反压均随之增大，使挤出物变

24、的密实、形状稳定性好。但挤出物离模膨胀效应大，使挤出物变的密实、形状稳定性好。但挤出物离模膨胀效应明显；明显；（4 4）料温过低时，会导致物料塑化不良，而且会因熔体粘度过大料温过低时，会导致物料塑化不良，而且会因熔体粘度过大而使螺杆的驱动功率急剧增加。而使螺杆的驱动功率急剧增加。 定型与冷却的目的：定型与冷却的目的：通过降温而将形状及时固定下来。如果不通过降温而将形状及时固定下来。如果不及时，挤出物往往会在自重作用下发生变形，从而导致制品及时，挤出物往往会在自重作用下发生变形，从而导致制品形状和尺寸的改变。形状和尺寸的改变。 一般，定型与冷却同时进行，定型只不过是在限制挤出物一般，定型与冷却同

25、时进行，定型只不过是在限制挤出物变形的条件下的冷却。变形的条件下的冷却。管、棒、异形材：专门的定型装置；管、棒、异形材：专门的定型装置；薄膜、单丝、电线电缆包覆物：不需要专门定型装置；薄膜、单丝、电线电缆包覆物：不需要专门定型装置；板材和片材时：压平辊板材和片材时：压平辊冷却不匀和降温过快，都会在制品中产生内应力并使制品变形。冷却不匀和降温过快，都会在制品中产生内应力并使制品变形。 牵引的目的牵引的目的 （1 1）帮助挤出物及时离开模孔）帮助挤出物及时离开模孔，避免在模孔外造成堵，避免在模孔外造成堵塞与停滞，而不致破坏挤出过程的连续性塞与停滞，而不致破坏挤出过程的连续性 ; ; （2 2）为了

26、调整型材截面尺寸和性能。）为了调整型材截面尺寸和性能。 卷取卷取和和切断切断根据用户长度或重量要求而定。硬质型材根据用户长度或重量要求而定。硬质型材从牵引装置送出，达到一定长度切断堆放；软质型材在卷从牵引装置送出，达到一定长度切断堆放；软质型材在卷取到给定长度或重量后切断取到给定长度或重量后切断。 2.2.4 2.2.4 几种制品的挤出工艺几种制品的挤出工艺一、一、 管材的挤出管材的挤出管材种类管材种类市政市政给水给水市政市政排水排水建筑建筑给水给水建筑建筑排水排水室外室外燃气燃气热水热水供暖供暖雨水雨水管管穿线穿线管管排污排污管管聚聚氯氯乙乙烯烯管管系系列列UPVC采用采用采用采用采用采用采

27、用采用采用采用CPVC采用采用采用采用采用采用采用采用单壁波纹单壁波纹管管(SWP)采用采用芯层发泡芯层发泡管管(PSP)采用采用采用采用螺旋消音螺旋消音管管采用采用采用采用双壁波纹双壁波纹管管(DWP)采用采用采用采用螺旋缠绕螺旋缠绕管管采用采用径向筋管径向筋管采用采用4141管材种类管材种类市政市政给水给水市政市政排水排水建筑建筑给水给水建筑建筑排水排水室外室外燃气燃气热水热水供暖供暖雨水雨水管管穿线穿线管管排污排污管管聚聚乙乙烯烯管管系系列列HDPE采用采用采用采用采用采用MDPE采用采用采用采用采用采用LDPE采用采用螺旋缠绕管螺旋缠绕管采用采用双壁波纹管双壁波纹管采用采用采用采用交联

28、聚乙烯管交联聚乙烯管采用采用采用采用采用采用采用采用无规共聚聚丙烯管无规共聚聚丙烯管(PP-R)采用采用采用采用采用采用采用采用ABS管管采用采用采用采用采用采用玻璃钢管玻璃钢管(FRP)采用采用采用采用铝塑复合管铝塑复合管采用采用采用采用采用采用采用采用采用采用钢塑复合管钢塑复合管采用采用采用采用采用采用挤出管材所用设备有挤出管材所用设备有挤出机、机头、定型装置、挤出机、机头、定型装置、冷却槽、牵引设备、切断设备以及扩口设备冷却槽、牵引设备、切断设备以及扩口设备等。等。4343硬质聚氯乙烯管生产工艺流程图硬质聚氯乙烯管生产工艺流程图配方配方拌合拌合造粒造粒挤出机挤出机挤出挤出管机头成型管机头

29、成型定径套定径定径套定径冷却冷却牵引牵引定长锯割定长锯割检验检验包装包装 （1 1）挤出机）挤出机( (主机）主机） 单螺杆挤出机单螺杆挤出机，用，用PEPE、PPPP、PVCPVC等热塑性塑料粒料，生产管等热塑性塑料粒料，生产管材；材；双螺杆挤出机双螺杆挤出机可直接用配制的可直接用配制的PVCPVC粉料生产。粉料生产。 根据管材直径大小选择挤出机螺杆直径的大小；用管材横根据管材直径大小选择挤出机螺杆直径的大小；用管材横截面积与螺杆的截面积之比截面积与螺杆的截面积之比0.250.250.400.40，流动性好的取大值，流动性好的取大值，相反取小值。根据塑料性能选择螺杆的结构。相反取小值。根据塑

30、料性能选择螺杆的结构。挤出管材常用树脂选择如下表：挤出管材常用树脂选择如下表： 树脂树脂PPPPLDPELDPELLDPELLDPEHDPEHDPERPVCRPVCSPVCSPVC熔体流动速熔体流动速率率g/10ming/10min0.150.150.850.850.10.15.05.00.20.22.02.00.10.10.50.5SG-5SG-5SGSG- -2/3/42/3/4挤出挤出PVCPVC管配方（仅供参考）管配方（仅供参考）1 12 23 3给水管给水管软管（耐油）软管（耐油）PVCPVC树脂树脂100100100100100100100100100100三碱式硫酸铅三碱式硫酸铅

31、4 44 42 20.20.22 2二碱式硬脂酸铅二碱式硬脂酸铅 0.80.81 12 20.70.78 8DOPDOP2424DBPDBP2424硬脂酸铅硬脂酸铅1.21.20.80.81 10.20.20.60.6硬脂酸钙硬脂酸钙1 10.20.20.70.70.80.8硬脂酸钡硬脂酸钡0.80.81.21.21 1硬脂酸硬脂酸0.60.60.70.7石蜡石蜡1 10.80.80.80.8炭黑炭黑适量适量适量适量0.20.2适量适量碳酸钙（硫酸钡）碳酸钙（硫酸钡） 5 55 55 5铅含量铅含量 2%2%挤出机工艺条件控制挤出机工艺条件控制温度温度 ：挤出机各段温度根据原料和螺杆结构来选择

32、；：挤出机各段温度根据原料和螺杆结构来选择；螺杆温度：对于粘度高的塑料，如螺杆温度：对于粘度高的塑料，如RPVCRPVC，剪切摩擦热高时螺，剪切摩擦热高时螺杆需冷却，温度杆需冷却，温度70708080。管材原料管材原料机身机身机头机头1 1段段2 2段段3 3段段机颈机颈口模口模RPVCRPVC（粉）（粉）9090110110120120140140150150170170160160170170170170180180RPVCRPVC（粒）（粒）100100120120130130150150160160180180170170180180180180190190SPVCSPVC（粉）（粉）

33、8080100100110110130130140140160160150150160160160160170170SPVCSPVC（粒）（粒）9090110110120120140140140140160160160160170170170170180180LDPELDPE9090100100100100140140140140160160140140160160140140160160HDPEHDPE100100120120120120140140160160180180160160180180160160180180（2 2）机头）机头 成型管材的成型部分，分成型管材的成型部分，分直通式

34、直通式和和直角式直角式两种。两种。 直通式直通式机头结构简单，制造容易，机头结构简单，制造容易，料流阻力小，采用广泛。只能采用料流阻力小，采用广泛。只能采用外定径，芯模加热困难，定型段较外定径，芯模加热困难，定型段较长，且易造成长，且易造成“合流痕合流痕”。 直角式直角式有利于内径定型，多用于有利于内径定型，多用于对内径要求准确的管材成型。对内径要求准确的管材成型。 直通式机头的组成直通式机头的组成有：机头体、有：机头体、分流梭、多脚架、口模、芯棒、调分流梭、多脚架、口模、芯棒、调节螺钉节螺钉等。等。设计机头时工艺上应注意的几个问题设计机头时工艺上应注意的几个问题 A A、调节螺钉调节螺钉应均

35、匀分布在口模外，用来应均匀分布在口模外，用来调节管材壁厚调节管材壁厚的，的，如果调节不当，容易使流道出现死角，造成塑料在机头内表如果调节不当，容易使流道出现死角，造成塑料在机头内表面出现结垢；当然面出现结垢；当然温度控制不当温度控制不当，造成物料分解也会发生结，造成物料分解也会发生结垢，这样就会使塑料熔体在流道内流动不均匀，而使芯棒受垢，这样就会使塑料熔体在流道内流动不均匀，而使芯棒受力不均匀，并在垂直方向上受到推动，力不均匀，并在垂直方向上受到推动，制品壁厚不均匀制品壁厚不均匀。所。所以多脚架强度要高，且对称分布。以多脚架强度要高，且对称分布。 B B、 流道必须呈流线型且十分光滑。增大临界

36、剪切应力。流道必须呈流线型且十分光滑。增大临界剪切应力。 C C、 当用多脚架支撑芯棒时，如果控制不当，会造成当用多脚架支撑芯棒时，如果控制不当，会造成“合流痕合流痕”。造成合流痕的原因造成合流痕的原因：物料通过多脚架时，靠近多脚架壁：物料通过多脚架时，靠近多脚架壁的料所受的的料所受的剪切速率剪切速率大，而中心处则小，因受应力而大，而中心处则小，因受应力而发生发生弹性变形弹性变形也不同。如果大的弹性变形部分以后得也不同。如果大的弹性变形部分以后得不到恢复的机会，在产品中就显露出一条可见的料线不到恢复的机会，在产品中就显露出一条可见的料线或纵向裂纹。又叫或纵向裂纹。又叫熔接痕熔接痕。这种合流痕的

37、存在，会影。这种合流痕的存在，会影响管材得响管材得爆破强度爆破强度。消除这种现象方法：消除这种现象方法：提高温度、减少多脚架数量、使其提高温度、减少多脚架数量、使其变薄可以缓解，但是很有限。变薄可以缓解，但是很有限。有效的办法有效的办法是延长口模是延长口模平直部分的长度和增大多脚架与口模出口的距离，使平直部分的长度和增大多脚架与口模出口的距离，使料流在出口前得到应有的松弛而熔接。料流在出口前得到应有的松弛而熔接。 D D 、口模直径和平直段长度、口模直径和平直段长度 由于有出口效应存在，会使挤出物膨胀，同由于有出口效应存在，会使挤出物膨胀，同时由于牵引作用会使其收缩，因此设计口模和芯时由于牵引

38、作用会使其收缩，因此设计口模和芯棒直径时应考虑。口模直径比管材规定尺寸大棒直径时应考虑。口模直径比管材规定尺寸大5 5左右，挤出高密度聚乙烯管材应放大左右，挤出高密度聚乙烯管材应放大1010，靠，靠牵引拉伸到规定尺寸。牵引拉伸到规定尺寸。 但是牵伸不能过大，否但是牵伸不能过大，否则影响爆破强度。则影响爆破强度。口模平直段长度作用口模平直段长度作用 一是使机头具有足够的压力保证塑料足够密实一是使机头具有足够的压力保证塑料足够密实二是消除多脚架造成的合流痕。二是消除多脚架造成的合流痕。挤出机、塑料种类、产品规格不同，平直段长度不同，挤出机、塑料种类、产品规格不同，平直段长度不同，一般按经验公式一般

39、按经验公式L=cL=ct t L L平直段长度平直段长度mmmm；t t管材壁厚管材壁厚mmmm；c c与塑料有关的系数。与塑料有关的系数。见表几种塑料所选用的见表几种塑料所选用的c c值范围值范围也有用分流器支架处芯棒直径也有用分流器支架处芯棒直径D D的的1 11.51.5倍计算。倍计算。塑料种类塑料种类 硬硬PVC PVC 软软PVC PVC PAPAPEPEPPPPC C值范围值范围 18-3318-3315-2515-2513-2313-2314-2214-2214-2214-22（3 3）定径）定径 外定径外定径制得的管材外壁光滑，外径尺寸精确，装置简单操作方便。制得的管材外壁光滑

40、，外径尺寸精确，装置简单操作方便。常用直通式机头。我国硬管标准以外径表示管材规格，所以硬常用直通式机头。我国硬管标准以外径表示管材规格，所以硬管以外定径为主。管以外定径为主。分内压法分内压法、真空法真空法和和直接顶出法直接顶出法。 顶出法顶出法是芯棒平直部分比口模长是芯棒平直部分比口模长101050mm50mm，适合小口径厚壁管，适合小口径厚壁管，如如RPVCRPVC小口径管，强度要求不高时。小口径管，强度要求不高时。内定径内定径是具有很小锥度的芯模延长轴内通冷却水，靠芯模延长轴是具有很小锥度的芯模延长轴内通冷却水，靠芯模延长轴的外径确定管材内径的方法，用于直角机头和侧向式机头。的外径确定管材

41、内径的方法，用于直角机头和侧向式机头。 管材内外定径产生的应力及使用时所受应力情况管材内外定径产生的应力及使用时所受应力情况 由外定径生产的管材，因为外壁先降温硬化，内壁由外定径生产的管材，因为外壁先降温硬化，内壁在冷却收缩时必然受到外壁层的阻碍，其结果是在在冷却收缩时必然受到外壁层的阻碍，其结果是在外壁层内产生压应力，而在内壁层内产生拉应力。外壁层内产生压应力，而在内壁层内产生拉应力。内定径相反。内定径相反。 由由内定径法生产的管材抗内压能力明显高于外内定径法生产的管材抗内压能力明显高于外定径定径，因此挤出成型大直径耐内压管材时多采用直，因此挤出成型大直径耐内压管材时多采用直角式机头和内径定

42、型法。角式机头和内径定型法。 外定径时，定径套的长度一般是内径的三倍，定外定径时，定径套的长度一般是内径的三倍，定径套的内径大于管材的尺寸径套的内径大于管材的尺寸2mm2mm。 （4 4）冷却）冷却 常用常用冷却水槽和喷淋水箱冷却水槽和喷淋水箱。 A A 、冷却水槽通常分、冷却水槽通常分2 24 4段，分别控制水温，借以段，分别控制水温，借以调节冷却强度。一般从最后一段进入，水流与管材调节冷却强度。一般从最后一段进入，水流与管材前进的方向相反，这样使管状物降温比较缓慢，以前进的方向相反，这样使管状物降温比较缓慢，以避免因降温过块而使管壁内产生内应力大；避免因降温过块而使管壁内产生内应力大；B

43、B 、水槽上下水温不同，管状物在冷却过程中会因上、水槽上下水温不同，管状物在冷却过程中会因上、下收缩不均而出现弯曲；下收缩不均而出现弯曲；C C 、管状物通过水槽时会受到浮力作用，也会产生弯、管状物通过水槽时会受到浮力作用，也会产生弯曲；在管材径向方向四周均匀布置喷淋水头，可以曲；在管材径向方向四周均匀布置喷淋水头，可以避免因冷却出现的弯曲现象。避免因冷却出现的弯曲现象。（5 5）牵引）牵引 牵引装置有牵引装置有滚轮式滚轮式和和履带式履带式。 牵引速度要与挤出速度相适应，一般前者牵引速度要与挤出速度相适应，一般前者比后者比后者大大110%110%。过快会在管壁中产生不适当。过快会在管壁中产生不

44、适当的聚合物分子定向，从而降低管材的爆破强度。的聚合物分子定向，从而降低管材的爆破强度。残余内应力大，管材易弯曲变形，易拉断；过残余内应力大，管材易弯曲变形，易拉断；过慢，由于离模膨胀，壁厚增大。慢，由于离模膨胀，壁厚增大。 牵引速度必须稳定牵引速度必须稳定，否则，会导致管材纵，否则，会导致管材纵向厚度不均。向厚度不均。（6 6）切割）切割 切割装置要与挤出的速度切割装置要与挤出的速度同步前进同步前进的过的过程中切割，保证断面与管材垂直。程中切割，保证断面与管材垂直。 由由行程开关行程开关控制锯和夹持器。控制锯和夹持器。 有有园锯切园锯切和和行星式自动切割行星式自动切割（大口径）（大口径） 切

45、割后的管材为了使用时连接方便，切割后的管材为了使用时连接方便，还可以对管材一端还可以对管材一端扩口扩口。操作时注意事项操作时注意事项 挤出耐候性的聚烯烃类管材时有时要加入碳挤出耐候性的聚烯烃类管材时有时要加入碳黑。碳黑是容易吸湿的，挤出前应干燥，否则制黑。碳黑是容易吸湿的，挤出前应干燥，否则制品表面不光滑。品表面不光滑。 ）挤出成型前先对料筒和螺杆进行分段加热，挤出成型前先对料筒和螺杆进行分段加热，而料斗底部应开冷却水冷却。当各部位达到规定而料斗底部应开冷却水冷却。当各部位达到规定温度时，对机头部位的衔接处螺栓等检查拧紧以温度时，对机头部位的衔接处螺栓等检查拧紧以免运转时发生漏料。免运转时发生

46、漏料。开车时应先开动机器空转，观察电流是否稳定，开车时应先开动机器空转，观察电流是否稳定，然后再加料。开始速度慢些。用引管或人工牵引然后再加料。开始速度慢些。用引管或人工牵引到牵引机上。到牵引机上。在保证成型顺利进行的前题下，口模温度越低越在保证成型顺利进行的前题下，口模温度越低越好，因为，温度低，黏度大，有利于制品定型；另外好，因为，温度低，黏度大，有利于制品定型；另外减轻冷却系统的压力，提高生产率；对于减轻冷却系统的压力，提高生产率；对于PVCPVC来说，来说，还可以减少降解。还可以减少降解。（5 5）检验管材的同心度、内外表面、颜色均匀度。检验管材的同心度、内外表面、颜色均匀度。停车时一

47、般将挤出机内的物料尽量挤完，以便下停车时一般将挤出机内的物料尽量挤完，以便下次操作，必要时加清洗料进行清洗。次操作，必要时加清洗料进行清洗。 其它硬的连续制品如其它硬的连续制品如棒材、异型材棒材、异型材等的挤出工艺等的挤出工艺与硬管类似，只是采用的机头口模的形状有所不同。与硬管类似，只是采用的机头口模的形状有所不同。l 聚氯乙烯管材挤出过程中主要影响因素聚氯乙烯管材挤出过程中主要影响因素温度温度： 低，挤出困难低，挤出困难 高，易分解高，易分解螺杆的转速螺杆的转速l 聚氯乙烯管材挤出过程中出现不正常现象聚氯乙烯管材挤出过程中出现不正常现象的原因及消除方法的原因及消除方法 P1422.5.2 交

48、联聚乙烯管材的挤出成型交联聚乙烯管材的挤出成型l 交联机理交联机理高能辐射高能辐射有机过氧化物交联有机过氧化物交联有机硅交联有机硅交联Si-O-Si实际只挂了活性侧基，产生少量交联，不实际只挂了活性侧基，产生少量交联，不影响加工成型。影响加工成型。C-Cl 交联聚乙烯管材挤出工艺交联聚乙烯管材挤出工艺l 交联聚乙烯管材性能测定交联聚乙烯管材性能测定凝胶含量凝胶含量耐应力开裂性能耐应力开裂性能耐油性能耐油性能耐热性能耐热性能爆破强度爆破强度波纹管波纹管聚氯乙烯波纹管聚氯乙烯波纹管（单壁波纹管（单壁波纹管SWPSWP、双壁波纹管、双壁波纹管DWPDWP）配方：配方：工艺流程：工艺流程：原料高速混合

49、、冷混、传送过筛、通过单螺杆或双螺杆挤出圆管、原料高速混合、冷混、传送过筛、通过单螺杆或双螺杆挤出圆管、立即经波纹机制成波纹状。立即经波纹机制成波纹状。原料名称配比原料名称配比PVC (SG-5) 100氯化聚乙烯1三碱式硫酸铅2-甲基苯乙烯3二碱式亚磷酸铅1.5硫酸钡10硬脂酸钡0.8石蜡0.5硬脂酸铅7生产工艺过程生产工艺过程物料经挤出造粒或采用双螺杆挤出机粉料一物料经挤出造粒或采用双螺杆挤出机粉料一次成型，将物料充分塑化，利用压缩空气，次成型，将物料充分塑化，利用压缩空气，从芯模中将管吹胀后，立即由波纹成型机制从芯模中将管吹胀后，立即由波纹成型机制成波纹状。波纹成型机的上下成型模的环形成

50、波纹状。波纹成型机的上下成型模的环形槽必须对正，不应错位。槽必须对正，不应错位。二、二、 硬聚氯乙烯片材的挤出成型硬聚氯乙烯片材的挤出成型（1）成型工艺）成型工艺配方配方挤出机挤出机挤出挤出窄缝机头成型窄缝机头成型三辊压光三辊压光机压光机压光冷却输送冷却输送辊冷却辊冷却牵引牵引切边切边检验检验（二）（二）板、片成型设备及装置板、片成型设备及装置工艺流程线：塑料经挤出机从狭缝机头挤出成为工艺流程线：塑料经挤出机从狭缝机头挤出成为板坯后，经过三辊压光机、切边装置后、牵引装板坯后，经过三辊压光机、切边装置后、牵引装置、切割装置等，得到塑料板材。置、切割装置等，得到塑料板材。三辊压光机三辊压光机 作用：将挤出的板材压光和降温，并准确地调整板材的厚度。作用：将挤出的板材压光和降温，并准确地调整板材的厚度。温度温度三辊间距三辊间距:牵引速度：牵引速度：l 硬聚氯乙烯硬板挤出过程中出现不正常现硬聚氯乙烯硬板挤出过程中出现不正常现象的原因及消除方法象的原因及消除方法 P145根据进料位置决定根据进料位置决定比挤出速度稍快比挤出速度稍快三、三、 双向拉伸薄膜的挤出成型双向拉伸薄膜的挤出成型采用采用扁平扁平机头。机头。辅以拉伸（即