第五章挤出成型

5.1概述第五章挤出成型5、挤出成型工艺5.1概述挤出成型是借助螺杆的挤压作用,使塑化均匀的塑料强行通过机头（口模）而成为具有恒定截面的连续制品，如管材、板材、丝、薄膜、电线电缆等。挤出成型是塑料成型加工的重要方法之一。本章重点几种典型制品（吹塑薄膜、管材、拉伸产品、板与片）的挤出工艺以及常用物料的挤出成型工艺第五章挤出成型5.1概述第五章挤出成型5.1概述第五章挤出成型塑料挤出成型工艺流程5.1概述原料螺杆推挤熔体加热塑化熔体通过过滤网机头成型①外加热②剪切摩擦热第五章挤出成型挤出成型的特点：

连续化，效率高，质量稳定；应用范围广；设备简单，投资少，见效快；生产环境卫生，劳动强度低；

适于大批量生产。5.1概述第五章挤出成型适用的树脂材料绝大部分热塑性塑料及部分热固性塑料，如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂及密胺树脂等。应用塑料薄膜、网材、带包覆层的产品、截面一定、长度连续的管材、板材、片材、棒材、打包带、单丝和异型材等，还可用于粉末造粒、染色、树脂掺和等。5.1概述第五章挤出成型管材棒材片材薄膜异形材常见挤出制品5.1概述第五章挤出成型本章主要内容塑料挤出成型加工设备典型制品挤出成型工艺及质量控制常用塑料的挤出工艺5.1概述5.2挤出成型设备第五章挤出成型第一节塑料挤出成型加工设备第五章挤出成型挤出成型设备动画挤出机挤出成型设备5.2挤出成型设备挤出口模（机头）冷却定型、牵引、切割等辅助设备第五章挤出成型目前工业中常用的是螺杆挤出机，根据螺杆数量可将其分为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机。5.2.1、挤出机一、分类按工作原理分螺杆式无螺杆式单螺杆式双螺杆式普通型高速自热型按排气状况分排气式分段组合式5.2挤出成型设备第五章挤出成型挤出机一般由螺杆、机筒、加料装置、传动系统及加热冷却系统等组成，下图为单螺杆挤出机结构示意图5.2挤出成型设备第五章挤出成型

螺杆与机筒机筒螺杆5.2挤出成型设备第五章挤出成型加料段

功能:输送固体物料，要保证较高的固体输送能力。输送段

功能:压实并熔融物料，且将物料中夹带的气体向加料段排出。计量段

功能:使熔体进一步塑化均匀，并使料流定量、定压地挤出。5.2挤出成型设备第五章挤出成型目前，一般单螺杆多采用等距不等深螺杆，加料段常和均化段螺槽深度不变，压缩段螺槽逐渐变浅。1.1.1、螺杆螺杆直径是挤出机的重要参数，它标志着挤出机挤出物料量的大小。螺杆的长径比在一定意义上表示了挤出机塑化能力和塑化质量，常见的长径比为20-30。

5.2挤出成型设备除了等距不等深还有其它的什么类型螺杆？第五章挤出成型螺杆剖面图5.2挤出成型设备第五章挤出成型5.2挤出成型设备第五章挤出成型新型螺杆元件5.2挤出成型设备第五章挤出成型机筒是环绕挤出机螺杆的圆筒，配有加料口，有时还有排气口。它和螺杆组成了挤出机的挤压系统。机筒结构分整体式和组装式两种。1.1.2、机筒5.2挤出成型设备5.2挤出成型设备第五章挤出成型在挤出机中，机筒和机头之间装有多孔板和过滤网。自动换网器（不停机换网器）1.1.3、多孔板及过滤网5.2挤出成型设备第五章挤出成型阻止杂质和未塑化的物料进入口模；可提高熔体压力使物料由旋转运动变为直线运动；支承过滤网；改善塑料熔体的温度均匀性。5.2挤出成型设备第五章挤出成型

挤出机的加料装置一般由料斗部分和上料部分组成，其作用是给挤出机供料。1.1.4、加料装置5.2挤出成型设备第五章挤出成型料斗的形状一般为圆锥形、圆柱形等，其侧面有视窗以观察料位，底部有开合门，以控制和调节加料量。上料方式主要有人工上料、弹簧上料、鼓风上料、真空上料等。加料方式有重力加料和强制加料两种。5.2挤出成型设备第五章挤出成型在给定工艺条件（模头压力、螺杆转数、挤出量、温度）下，带动螺杆匀速转动。1.1.5、传动装置5.2挤出成型设备第五章挤出成型

加热、冷却系统的主要功能是调节机筒、螺杆、料斗座等处的温度，使挤出机能正常工作，高效地生产出合格的制品。1.1.6、加热、冷却系统5.2挤出成型设备第五章挤出成型挤出机的加热方法有三种：电加热、液体加热和蒸汽加热，其中电加热用得最多。挤出机冷却方式有风冷和水冷。

5.2挤出成型设备第五章挤出成型1.2、挤出口模机头是口模与机筒之间的过渡部分，口模是制品横截面的成型部件，它用螺栓或其它方法固定在机头上。如果口模和机头是一个整体，一般就统称为机头。5.2挤出成型设备第五章挤出成型机头是挤出成型模具的主要部件，其主要功能有：使物料由螺旋运动变为直线运动；通过模腔内的剪切流动，使塑料熔体进一步塑化；通过模腔内流道几何形状与尺寸的变化，产生必要的成型压力，保证制品密实；通过机头成型段及模唇的调节作用，获得所需断面形状的制品。5.2挤出成型设备第五章挤出成型根据口模的用途可将其分为管材机头、板（片）材机头、异型材机头、吹膜机头等。5.2挤出成型设备第五章挤出成型根据口模的用途可将其分为管材机头、板（片）材机头、异型材机头、吹膜机头等。5.2挤出成型设备第五章挤出成型1.3、挤出成型辅机

挤出成型辅机一般按生产的制品进行分类，如管材辅机、板材辅机、异型材辅机等。5.2挤出成型设备第五章挤出成型

挤出成型辅机因不同制品、不同工艺过程而由不同装置组成，主要包括：定型-冷却-牵引-切割-卷取装置。动画5.2挤出成型设备第五章挤出成型定型装置作用：从口模挤出的高温熔融型坯，离开口模后，必须立即进行定型冷却，使温度明显下降而硬化、定型，以保证挤出制品的形状、尺寸精度及表观品质等。1.3.1定型装置常见的定型装置有定型套、压光机等。定型方式主要有真空定型和加压定型等。5.2挤出成型设备第五章挤出成型5.2挤出成型设备第五章挤出成型1.3.2冷却装置冷却装置的作用：继续冷却制品，排除余热，使其尽快冷却至室温。（由定型装置出来的制品并没有完全冷却到室温，如果不继续冷却，壁厚方向存在温度梯度，会使原来变硬的表层温度升高而变软，引起变形。）冷却装置一般有冷却水槽和喷淋水箱两种。动画5.2挤出成型设备第五章挤出成型1.3.3牵引装置牵引装置的主要作用：给机头挤出已初步定型的制品提供一定的牵引力和速度，均匀地引出制品，并通过调节牵引速度调节制品的壁厚，以获得最终合乎要求的制品。常用的牵引装置有辊筒式、履带式和皮带式牵引机等。5.2挤出成型设备第五章挤出成型1.3.4切割装置切割装置的主要作用：将连续挤出的制品切断成要求的长度。切割装置的形式主要有圆锯式和旋转式等。第五章挤出成型

板材

管材

薄膜2典型制品挤出成型工艺5.3典型制品挤出成型工艺第五章挤出成型塑料挤出成型工艺流程挤出过程：加料—在螺杆中熔融塑化—机头口模挤出—定型—冷却—牵引—切割5.1概述第五章挤出成型2.1、挤出成型工艺过程一般不用，易吸湿，压缩比大，不利于输送。一般塑料用烘房或烘箱使水分降至0.5％一下。1、原料的准备5.3典型制品挤出成型工艺粉料：粒料：常用①干燥②除杂高温下易水解的塑料，如尼龙（PA）、涤纶（PET）等：水份<0.03%第五章挤出成型2.1、挤出成型工艺过程2、熔融塑化挤出5.3典型制品挤出成型工艺影响因素温度挤出速度压力第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺3、塑件的定型与冷却※不管采用何种方法，都是使管坯内外形成压力差，使其紧贴在定径套上冷却定型。（1）定型棒材、管材——定径套、定径环、定径板板材、片材——压辊（定型冷却）薄膜、单丝——无需定径，仅冷却即可第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺3、塑件的定型与冷却冷却速率过块易造成残余应力过大，尤其是硬质塑料冷却速率过慢生产效率低，塑件变形，尤其是软质塑料（2）冷却①空气冷却②水冷却第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺4、塑件的牵引、卷取和切割（1）牵引牵引速度可与挤出速度相当。牵引速度与挤出速度的比值称牵引比，其值必须等于或大于1。“离模膨胀现象”目的：①消除塑件尺寸变化值。②对塑件进行适当的拉伸，提高塑件质量。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺4、塑件的牵引、卷取和切割牵引速度略大于挤出速度正常非正常影响：塑件的厚度、直径减小，纵向抗断裂强度增高，扯断伸长率降低牵引速度过大（1）牵引第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺牵引速度直接影响产品壁厚、尺寸公差、性能及外观。牵引速度必须稳定且与制品挤出速率相匹配，一般是牵引速度略大于挤出线速度。正常生产时，牵引速度应比挤出线速率快1％～10％，以克服型坯的离模膨胀。牵引速度越快，制品壁厚越薄，冷却后的制品在长度方向的收缩率也越大。牵引速度越慢，制品壁越厚，且容易导致口模与定型模之间积料。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺（2）切割或卷曲切割——棒、管、板、片等卷曲——薄膜、电缆、单丝4、塑件的牵引、卷取和切割第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺2.2挤出成型工艺参数机头低温中温高温中高温中高温加料段压缩段均化段口模

挤出成型温度应指塑料熔体的温度。但实际把料筒的温度近似看作挤出成型温度。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺单螺杆挤出机主要用粒状原料成型，机筒三段温度以加料段为最低，以后逐段上升。双螺杆挤出机几乎都是排气式的，要求双螺杆挤出机排气口前的温度不能太低，以保证物料在机简内被送至排气孔处为半塑化状态并包覆于螺槽表面，有效防止粉状料被真空吸出。双螺杆机筒的温度一般设定为两端高，中间低，有时加料段的温度分布还高于均化段。机筒各加热段温度的选择要根据挤出机的结构特点、所用塑料的配方体系及固体物料的形状（粒状、粉状）等进行。机筒温度第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺1料筒温度曲线2螺杆温度曲线3物料的最高温度4物料的平均温度5物料的最低温度D料筒直径HDPE挤出成型温度曲线2.2.1挤出温度第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺1、温度轴向温度波动径向温差不良影响：塑件产生残余应力，各点强度不均匀，表面灰暗无光。2.2.1挤出温度第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺塑料的物理变化特性非结晶性塑料随温度逐渐升高有三个物态特性其熔融经历：固态床的形成、破裂、形成大量颗粒漂浮于熔体中，后逐渐融化。结晶性塑料，随温度逐渐升高有二个物态特性，且变化都较为突然高弹态TfTdTm粘流态Td粘流态Tg2.2.2螺杆各段温度设定原则第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺1.输送段温度设定螺杆排布：(1)深槽正向螺纹(2)中等螺槽大导程正向螺纹，且螺槽容积由大变小，即螺纹导程由大向小渐变。温度设定：(1)不宜太高，影响物料在此段输送和受剪切的；也不宜太低，螺杆受力过大或卡死(2)一般略接近熔融，按梯度排列。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺物料在此段要达到的目的是

使加工物料熔融塑化，使组分间分布均匀和初步分散,做到组分均质化、粘度接近。

一般要求物料承受较大的剪切和机筒传热，使之熔融，一般设置捏合块，剪切元件或反螺纹，且注意相间排列配合。2.熔融段/混炼段温度设定第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺温度太低，树脂半融，到后段玻纤包覆性差；温度太高，树脂流动提高，混炼与剪切作用变小，甚至出现高温降解，其设定原则：

1、据基料不同和玻纤含量不同；

2、扣除螺杆剪切输入的热量，略高于基料熔点范围内；

3、熔融段后段（即玻纤加入口）熔体流动状况。2.熔融段/混炼段温度设定a玻纤增强料第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺b填充料，（提供强剪切使填充物，充分分散），熔融段高出基料熔点10~20℃（尽量提高），使物料充分熔融均匀分布。c阻燃料，(保护好阻燃剂)，其温度要偏低，特别是白色材料，尽可能降低。d合金料，以两组熔融温度为依据，同时考虑组分比例及组分之热敏性等，适当调整温度2熔融段温度设定第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺螺纹块导程渐变小或螺槽渐变小来实现增压，减少背压段长度，同时注意采用单头螺纹与宽螺棱螺纹来提高排料能力，避免冒料。以适当降低温度，但模头高温利于排料。在熔融段温度基础上，适当降低温度，根据光泽度而定3均化段温度设定螺杆组合温度设定第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺2.2.3机头(口模)温度机头是机筒与口模之间的过渡部分，其温度控制的合理与否会影响到产品质量和产量。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺2.2.3机头(口模)温度机头温度偏高，有利于物料进入模具，但挤出物的形状稳定性差，制品收缩率增加，无法保证产品的外形尺寸；严重时还会引起跑料，产品出现气泡、产品发黄、物料分解等弊端，导致挤出生产不能正常进行；温度偏低，物料塑化不良，熔体粘度增大，机头压力上升，虽然这样会使制品压得较密实，后收缩率小，产品形状稳定性好，但是加工较困难，离模膨胀较严重，产品表面较粗糙；另外还会导致挤出机背压增加，设备负荷加大；温度过低时物料不能塑化，不但产品无法成型，还会造成设备损坏。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺口模段温度影响（1）断面复杂、截面积大、壁厚及拐角部位温度应较高。口模温度的设定除需考虑所用塑料的配方体系外，还应考虑制品截面的几何形状，其基本原则为（2）断面简单、截面积小、壁薄的部位温度应较低。（3）断面对称、厚薄均匀处口模与芯模温差应较小。第五章挤出成型第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺

挤出速度是指单位时间内由挤出机头和口模中挤出的塑化好的物料量或塑件长度，它表征着挤出生产能力的高低。①机头、螺杆和料筒的结构②螺杆转速③加热冷却系统结构④塑料性能在挤出机的结构和塑料品种及塑件类型已确定的情况下，挤出速度仅与螺杆转速有关。2.2.3螺杆转速与挤出速率（1）影响因素第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺机筒内物料的压力增加，挤出速率增加，产量提高，并可强化对物料的剪切，提高料温，降低熔体粘度，有利于物料的充分混合与均匀塑化。转速增加优势出模膨胀加大和口模内流动的不稳定，使制品表面质量下降转速过快导致的问题并且可能会出现因冷却时间过短造成的制品变形、弯曲第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺转速过低，挤出速率过慢，物料在机筒内受热时间变长，会造成物料降解，使制品物理力学性能下降。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺3、挤出速度挤出速度波动不良影响：形状、尺寸精度不良。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺（2）保证挤出速度均匀的措施①设计与生产的塑件相适应的螺杆结构和尺寸；②严格控制螺杆转速；③严格控制挤出温度。2.2.3挤出速度第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺（1）作用2.2.4挤出压力压力波动不良影响：塑件局部疏松，表面不平，弯曲等。①克服因螺杆槽深度的变化，过滤板、过滤网和口模等产生料流阻力，即使塑料物理状态发生变化。②使塑件均匀密实。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺本节重点及作业（1）理解塑料挤出过程的工艺流程（2）掌握塑料挤出时螺杆各段温度如何设定（3）掌握螺杆转速的快慢对挤出过程有何影响

作业（1）以硬质PVC管材挤出为例，说明挤出时各段温度如何设定（2）以PC/ABS合金为例，说明挤出造粒是螺杆转速对制品性能的影响第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺2.3管材挤出第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺2.3.1管材挤出工艺塑料管材有硬管和软管之分，两种管的挤出工艺流程大致相同。动画5.3典型制品挤出成型工艺第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺

塑料管材有优点：相对密度小，仅为金属的1/5、1/8电器绝缘性优良，耐磨性好耐化学腐蚀性好，可广泛用作各种液体、气体输送管，尤其是某些腐蚀性液体和气体，如自来水管、排污管、化工管道、石油管、煤气管。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺可供生产管材的塑料原料聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚酰胺、聚碳酸酯等。目前国内生产的管材以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等材料为主。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺管材成型主要设备机头：管材挤出中常用的机头有直管机头、直角机头和螺旋式芯模机头第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺定型装置

挤出硬管的定径方法有外径定型和内径定型两种。外径定型采用内部加压或在管坯外壁抽真空的方法使管坯外壁与定径套内壁紧密接触，外径定型又分为内压法和真空法。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺内径定型是将定径套直接装在直角机头芯棒的前端，从口模中挤出的管坯与定径套的外壁紧密接触。不管是外径定型还是内径定型，其定径套内均需通水冷却。外径定型装置结构比较简单，操作也较为方便，加之目前我国硬管产品标准均以外径尺寸表示管材规格，故硬管成型以外径定型为主。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺冷却装置通常为冷却水槽和喷淋水箱。冷却水槽通常分作2－4段分别控制水温，借以调节冷却程度。冷却水一般是从最后一段进入水槽，然后再逐段前进，这样可使管状物降温平缓，避免降温过快在管壁内产生较大的内应力。为防止管材在水槽中因浮力造成的弯曲，可在水槽中设置定位环。对于大直径管材，为避免因水槽上、下层水温不同造成的管材上、下收缩不均，可采取在管材周向均匀布置喷水头的办法进行喷淋冷却。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺牵引装置常用的牵引装置有滚轮式和履带式两种牵引速度必须与挤出速度相适应，一般是前者比后者大1％～10％。牵引速度快，会在管壁中产生不适当的聚合物大分子取向，降低硬管的爆破强度。此外，牵引速度必须稳定，否则将导致管壁厚度不均。第五章挤出成型5.3典型制品挤出成型工艺作业:为什么PA1010管材在挤出成型时其机颈和口模段的温度比机身3段低30℃-40℃PVC管材挤出常见问题及原因管材内壁粗糙如有光亮则表明料筒温度过高，如表面暗淡则表明料筒温度过低，螺杆转速过快，模芯温度过低管材内表面有块状凸出粒料水分含量过大，粒料中混有杂质，料筒温度过低管材外表面有块状出稳定剂分散不均，物料流动性太低，料筒前段及多孔板温度过高，多孔板堵塞管材厚度不均芯模与口模中心定位不正，牵引不正常，快慢不均或有打滑，模口出料不均匀，压缩空气压力不稳PVC管材挤出常见问题及原因管材带有焦斑料筒或口模温度过高，口模或多孔板清理不净，物料热稳定性差，分流器处积存物料管材表面无光泽口模温度低，口模内壁有析出物，压缩空气压力不足管材表面有皱纹口模四周温度不均匀，冷却水温度过高，牵引速度过慢管材表面有规则的螺纹料筒温度过高管材扁平实验脆裂料筒温度过高或口模温度过低，螺杆转速过快，树脂粘度过低PE管材挤出常见问题及原因管材不圆，有弯曲芯模与口模中心定位不正，口模四周温度不均匀，冷却不均匀或冷却速度过慢，真空度不够，定径套不合适管径过大/过小定径套过大/过小，挤出速度过慢/过快，挤出温度过低/过高，冷却速度过高/过低管材表面不光滑挤出速度过快，挤出温度过低，口模表面或定径套太过粗糙，口模压缩过小，物料润滑性差管材厚度不均（沿圆周方向）模唇间隙不均匀，出料不均匀，牵引速度不均匀或不匹配，拉伸段过长或过短管材厚度不均（沿长度方向）料筒温度不合理，定径套初始部分冷却不良，牵引速度不均匀，真空度不够管材表面有波纹物料塑化不均匀，物料中有杂质，挤出速度过大或不均匀第二节塑料挤出成型工艺及质量控制

塑料挤出成型一般是指借助螺杆或柱塞的挤压作用，迫使塑化好的塑料强行通过开孔口模成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。按挤出过程中成型物料塑化方式的不同，挤出工艺可分为干法挤出和湿法挤出两种。干法挤出是依靠电加热将固体物料转变成熔体，塑化和挤出可在同一设备上进行，挤出塑性连续体的定型处理仅为简单的冷却操作。1.挤出成型原理普通挤出机的工作过程挤出过程一般由物料塑化、塑化物料通过口模成型和挤出物固化定型三个阶段组成。

1.1、物料的塑化、挤出保证挤出机挤出的制品的产量和质量稳定：一方面，沿螺槽方向任一截面的质量流率必须保持恒定且等于产量；另一方面，熔体的输送速率应等于物料的熔融速率。1.1.1、固体输送①固体输送是全部塑化挤出过程的基础，它的主要作用是将固体物料压实后向熔融段输送。②固体输送率是描述固体输送能力的重要参数，它主要与挤出机结构和挤出工艺有关。为了提高固体输送率，从挤出机结构来考虑，可采取以下措施：（1）提高螺杆表面粗糙度等级，降低物料与螺杆之间的摩擦系数；（2）在机筒内表面开设纵向沟槽，增加物料与机筒之间的摩擦系数；（3）在螺杆直径一定的情况下，加大加料段螺槽深度。④从挤出工艺方面考虑，可采取以下措施：（1）提高螺杆转速；（2）在螺杆内部通水冷却，降低物料与螺杆间的摩擦系数。

1.1.2、熔融塑化物料的熔融是这样进行的：密实的固体床在前进中与加热的机筒表面接触，在机筒表面形成一层熔体膜，该熔体膜不断加厚，当熔体膜的厚度大于螺棱与机筒的间隙时，熔体就会被螺棱“刮下”，并将它送到螺纹的推进面而形成熔体池。热量通过熔体－固体界面不断传给固体床，使固体床不断升温熔融，宽度不断减小，熔体池的宽度逐渐增大，最后固体床完全消失，即物料完全熔融。熔融速率、固体床分布及熔融区长度是描述物料熔融过程的三个重要参数。熔融速率是指熔体一固体界面向固体床方向移动的速率，它反映了物料熔融的快慢。熔融速率的大小主要取决于：①物料初始内能的高低和单位时间内固体床获得热量的多少。在流量不变的情况下，提高螺杆转速和机筒温度均可使熔融速率增加。②提高进料温度也可提高熔融速率。固体床分布是指螺槽中固体宽度与螺槽宽度之比，它沿螺杆轴线呈抛物线状分布；熔融开始时，固体床宽度为1，熔融结束时为0。熔融区长度是从熔融开始到固体床的宽度下降到零的长度，它是由固体床分布决定的。熔融区长度与挤出机的质量流率成正比，与熔融速率成反比。1.1.3、熔体输送熔体输送是从物料完全熔融处开始的，其主要功能是将熔融物料进一步混合、均化，并克服相当大的流动阻力向模头输送。熔体输送段中熔体的流动有正流、逆流、横流和漏流四种基本形式，熔体在挤出机中的真实流动是这四种基本流动的组合。正流是指熔体沿着螺槽向模头方向的流动;逆流是由机头等阻流装置引起的压力梯度造成的，流动方向与正流相反;横流是由于螺杆与机筒相对运动在垂直于螺棱方向的分量引起的熔体流动，由于受螺纹侧壁的限制，这种流动一般为环流，这种环流对熔体的混合和均化有很大影响，但对总流率影响不大。漏流也是由于压力梯度引起的，它是熔体从螺杆与机筒的间隙沿着螺杆轴向向料斗方向的流动，由于螺杆与机筒的间隙很小，漏流与正流相比小得多。1.2、口模成型当熔体流经模头后，其形状基本与模头出口处的断面形状一致。模头会产生流动阻力，所以需要压力迫使熔体通过模头，这种压力称为模头压力。模头压力由模头中流道的几何形状。熔体温度、熔体的流率及熔体的流变性质等决定。模头压力是由发生在模头内的流动过程产生的，与挤出机无关。如果熔体的流变性质及温度、挤出量、模头的几何形状相同，那么无论是采用单螺杆挤出机还是双螺杆挤出机，模头压力均相同。1.3、定型与冷却挤出物离开口模后仍处于高温熔融状态，还具有很大的塑性变形能力，定型与冷却的目的是使挤出物通过降温将形状及时固定下来。定型与冷却不及时，挤出物往往会在自重的作用下发生变形，导致制品截面形状和尺寸的改变。在大多数情况下，定型与冷却是同时进行的，定型只不过是在限制挤出物变形条件下的冷却。通常只在挤出管材、棒材和异型材时才设置专门的定型装置，而挤出薄膜、单丝和线缆包覆等并不需要专门的定型操作。挤出板材和片材时，挤出物离开模孔后立即引进一对压平辊，也是为了定型与冷却。已经过定型的挤出物，由于在定型装置中的冷却作用并不充分，仍有用冷却装置使其进一步降温的必要。冷却是一切挤出制品生产过程中必有的工序，冷却不均和降温过快，都会在制品中产生内应力并使制品变形，特别在成型大尺寸截面的管材、棒材和异型材时，更应特别注意。2、挤出过程的主要工艺参数挤出制品的质量和生产效率与原料配方、挤出成型设备及挤出工艺条件等密不可分的，实际生产中需根据原料的挤出成型工艺性和挤出成型设备的结构特点（主要是螺杆结构、模头结构），合理调整挤出工艺参数。挤出工艺参数主要有机简各段温度、机头与模头的温度及螺杆转速、牵引速度等。

第三节、典型挤出成型工艺及质量控制

3.2、板材挤出板与片塑料板材是指厚度在2mm以上的软质平面材料和厚度在0.5mm以上的硬质平面材料，塑料片材是指厚度在0.25～2mm之间的软质平面材料和厚度在0.5mm以下的硬质平面材料。塑料板材和片材的生产方法有：挤出法、压延法、层压法、浇注法。挤出法和压延法是连续生产工艺，其他方法是间歇生产工艺。生产塑料板材、片材的主要原材料有：聚乙烯（LDPE、HDPE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三元共聚树脂（ABS）、亚克力（PMMA）、酚醛树脂、丙烯酸酯类树脂等。塑料板、片材的特点：具有耐腐蚀、电绝缘性能优异、易于二次加工等特点，广泛应用作为化工容器、贮罐等化工设备的衬里，电器工业中的绝缘垫板、垫片等电绝缘材料、也可作为交通工具和建筑物的壁板、隔板等内装修材料。此外，无毒的透明及各色片材经二次加工制成的各种容器则是食品、医药理想的包装材料。典型的板材挤出工艺流程示意图物料经挤出机塑化均匀后，由狭缝机头挤出成为板坯，板坯立即进入三辊压光机降温定型从压光机出来的板状物先在导辊上进一步冷却定型后用切边装置切去废边，由三辊牵引机送入切断装置裁切成所需长度的板材。

板、片成型设备及装置由挤出机、挤板机头、三辊压光机、牵引装置、切割装置组成。挤板机头板材挤出所用狭缝机头均具有宽而薄的出料口，熔体由料筒进入机头，流道由圆形变成狭缝形。要保证挤出板材厚度均匀和表面平整，就必须采取措施使熔体沿口模宽度方向有均匀的速度分布，使整个口模宽度方向的熔体以相同的流速离开出料口。机头结构：T型机头、鱼尾式、衣架式、分配螺杆式。T型机头常用于成型聚烯烃、聚酯等热稳定性塑料；鱼尾式机头只宜挤出幅面不太宽的板材；衣架式机头则是目前应用最广泛的机头。衣架式机头三辊压光机从口模挤出的板坯温度较高，应立即引入三辊压光机压光并降温，压光机在挤板流程中起定型及牵引作用。在将板坯引进压光机辊隙的过程中，应将板坯宽度方向上各点速度调整到大致相同，这是保证板材平直的重要条件之一。机头应尽可能靠近压光机，若二者之间的距离过大，不但从口模出来的板坯会因下垂而发皱，而且还会因进入辊隙前散热降温过多而对压光不利。应适当控制压光机各辊筒的温度，使板坯上、下表面的降温速度尽量一致，使板坯上、下面层之间和内外层之间的凝固收缩与结晶速率相近，从而降低板材的内应力，减少翘曲变形。三辊压光机的排列形式冷却导辊熔融态的板坯经三辊压光机压光，降温定型为一定厚度的固体板状物后温度仍比较高，只有用导辊继续冷却至接近室温才能最后成为板材。导辊在挤板流程中起冷却作用，其冷却输送部分的总长度主要由板坯的厚度和塑料的比热容大小决定。板坯愈薄、塑料的比热容愈小，冷却降温就愈快，所需导辊的冷却输送部分的长度就愈小。切边装置冷却定型后的板材往往两侧边缘厚薄不均，板的宽窄也不一致，需将两侧边各切去一部分以满足产品标准的要求，这项操作称为切边，是板材挤塑特有的工序。常用切边装置为圆盘切刀，切边装置通常都安装在牵引辊之前。牵引装置在板材挤出工艺流程中，牵引装置的作用是将已定型的板材引进切断装置，以防止在压光辊处积料并将板材压平。牵引速度应与压光辊的出料速度同步或稍小于压光辊送出板状物的线速度，这有利于在导辊上冷却时板材在长度方向上的收缩，也不会由于强制牵伸导致板内聚合物大分子的进一步取向。切割装置板材成型的最后一道工序为切断，切断板材的方式有电热切和锯切，以锯切最为常用。锯切装置工作时，应同时有横向的锯切运动和与板材前移等速的向前运动。

几种塑料板加工温度

温度硬聚氯乙烯软聚氯乙烯低密度聚乙烯聚丙烯ABS机身１120-130100-120150-160160-170150-170机身2130-140135-145160-170180-190160-180机身3150-160145-155170-180190-200180-195机身4160-180150-160180-190200-205185-200连接器150-160140-150160-170180-200180-190机头1175-180165-170190-200200-210201-215机头2170-175160-165180-190200-210200-210机头3155-165145-155170-180190-200190-200机头4170-175160-165180-190200-210200-210机头5175-180165-170190-200200-210205-215三辊压光机温度辊筒硬聚氯乙烯低密度聚乙烯聚丙烯ABS上辊70-8085-9545-5580-85中辊80-9075-8565-7580-90下辊60-7065-7535-4590-1003.3、薄膜挤出吹塑薄膜产品：包装膜、农膜等。生产薄膜的方法主要有：挤出吹塑、压延、T型机头挤出法、双向拉伸法及流延法，其中挤出吹塑用的最多且产量最大。吹塑法生产薄膜的特点：设备紧凑，投资少；容易调整薄膜的宽度；易于制袋；薄膜在吹塑过程中得到了双轴定向，因此强度较高。缺点是：由于冷却速度小，生产速度慢；薄膜的厚度偏差较大。常用生产薄膜的材料：PE、PP、PVC、PS、PA等薄膜挤出吹塑工艺根据从挤出机机头引出筒坯方向的不同，可分为上吹、下吹和平吹三种方法。目前工业上常用的是上吹法。上吹法薄膜挤出吹塑装置示意图如图所示。工艺过程：工艺过程：挤出膜管—吹膜—冷却—牵引—卷取。成型物料经挤出机塑化均匀，自机头的环形隙缝挤出膜管；膜管被从机头下面的进气管引入的压缩空气横向吹胀，同时被机头上方牵引辊纵向拉伸，并由机头上面的冷却风环吹出的空气冷却；充分冷却定型后的膜管被入字板压叠成双折，再经牵引辊压紧封闭并以均匀的速度引入卷取辊；当进到卷取辊的双折筒膜达到规定长度时即被切断成为膜卷。主要设备挤出机薄膜吹塑对挤出机的基本要求是：挤出量应与所成型薄膜的厚度和折径相适应。折径指膜管展开宽度的一半。用高产率挤出机生产薄而折径小的膜管时，因必须采用很高的牵引速度，往往使冷却装置的冷却能力无法适应；用低产率的挤出机成型厚而折径大的膜管，由于必须采用环隙断面面积很大的机头，熔体在高温机头内停留时间过久，会出现焦化与热降解。机头用于吹塑薄膜的机头类型主要有转向式直角型。直角型又分为芯棒式、螺旋式、莲花瓣式等几种，由于直角型机头易于保证口模唇部各点的均匀流动而使薄膜厚度波动减小，所以工业上用这类机头居多。冷却装置风环风环的作用：冷却、稳定膜管。工艺要点温度控制PE、PP从机身到机头温度先升到口模处下降，这样有利于膜定型。PVC温度在口模处最高，这样利于流动和成型。吹胀与牵引吹胀比a：2.5～3；牵引比b：4～6。厚度调节通过口模间隙、吹胀比、牵引比等控制。工艺参数软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯螺杆直径65256545压缩比3.63.5~43.13.8匀化段螺槽深度2.4131.75牵引速度101020料筒温度160~175170~185130~160190~250连接器温度170~180180~190160~170240~250机头温度185~190190~195150~160230~240薄膜厚度0.5~0.080.05~0.060.080.03部分薄膜挤出参数机身及口模温度太高。应适当降低。机头连接器温度太高。应适当降低。口模出料不均匀，薄膜厚薄不均。应适当调整口模间隙及机头连接器温度。吹塑薄膜成型常见故障的排查引膜困难机头温度控制不当。当机头温度太高或太低时，都会引起牵引困难，应适当调整机头温度。口模出料不均匀。应调整口模间隙，使周边间隙均匀。同时，适当调节机头连接器温度，使之与机身温度相协调。熔料中含有焦料杂质。应净化原料及清理机头和螺杆。挤出工艺条件控制不当。应适当调整工艺条件。泡管歪斜熔料温度太高。应适当降低机身及机头温度。冷却风环的冷却效率太低。应提高冷却系统的冷却效率，可适当加大风环的风压和风量。泡管与人字夹板的摩擦力太大。应适当加大人字板夹角，减小泡管与夹板的接触面积。机头温度太低，出料困难，膜泡跳动。应适当提高机