《电线塑料的挤塑工序探析》3800字（论文）

电线塑料的挤塑工序探析目录TOC\o"1-2"\h\u847电线塑料的挤塑工序探析 124486一、塑料挤出过程 118233（一）正流 230058（二）倒流 227654（三）横流 213529（四）漏流 2992二、挤出过程的三个阶段 319449（一）塑化阶段 332533（二）成型阶段 3702（三）定型阶段 39016三、塑化过程中塑料流动的变化 330744（一）加料段 327776（二）熔融段 413404（三）均化段 413056四、结语 59243参考文献 5摘要：挤塑工序中包括绝缘及护套的制作过程。在绝缘生产线上使用最广泛的是涂覆工艺。绝缘的生产方式为：涂覆，绕包，挤包，及其结合方式。涂覆和挤包在电线塑料绝缘层和护套生产中应用广泛。目前绝缘生产以涂覆为主，挤包为辅。电线塑料绝缘层及护层制造的基本模式是通过单螺杆挤出机不断挤出来完成，由于挤出机是连续挤出，因此，塑料绝缘及护套的制造工艺也在不断地进行。本文对于电线塑料的塑料挤出过程、阶段与流动变化进行研究，希望能够对于挤塑质量提升有所帮助。关键词：电线塑料；挤塑工序；挤塑质量一、塑料挤出过程挤出设备通常采用单螺杆挤塑机。由于塑料本身具有一定粘性，所以塑料在进料口时必须经过一个均化处理，即由原来不流动变为流动性较好，这样才能保证顺利地进入挤出机内进行生产。塑料挤出之前，应预先检查塑料是湿的，还是有别的杂物，接着对螺杆进行预热，再添加到料斗中。挤出时，装在料斗内的塑料在重力作用下，或者加料螺旋作用下流入机筒内，受旋转螺杆推力，不断前进，自预热阶段起，逐步移动至均化段；塑料在挤出机内作高速流动时，其速度随时间而变化。同时塑料被螺杆搅动挤压，并在机筒外热以及塑料和设备间剪切摩擦等因素影响下，向粘流态过渡，螺槽内形成持续均匀料流。当完成挤制后，物料被输送到模套内。工艺规定温度下，塑料由固体状态变成熔融状态，是可塑物体，然后通过螺杆进行推进或者混合，把充分塑化的塑料推到机头内；达到机头的料流，通过模芯与模套之间形成环形间隙，从模套口挤，挤包在导体或者线芯的四周，形成一层连续致密的绝缘层或者护套，再冷却固化后，做成电线产品。[1]在挤出过程中，由于螺杆的旋转使塑料推移，而机筒是不动的，这就在机筒和螺杆之间产生相对运动，这种相对运动对塑料产生摩擦作用，使塑料被拖着前进。另外，由于机头中的模具、多孔筛板和滤网的阻力，又使塑料在前进中产生反作用力，这就使塑料在螺杆和机筒中的流动复杂化了。通常将塑料的流动状态看成是由以下四种流动形式组成的：（一）正流是指塑料沿着螺杆螺槽向机头方向的流动。它是螺杆旋转的推挤力产生的，是四种流动形式中最主要的一种。正流量的大小直接决定着挤出量。（二）倒流它的方向与正流的流动方向正好相反。它是由于机头中的模具、筛板、和滤网等阻碍塑料的正向运动，在机头区域里产生的压力（塑料前进的反作用力）造成的。由机头至加料口形成了“压力下的回流”，也称为“反压流动”。它能引起生产能力的损失。（三）横流横流是沿着轴的方向，即与螺纹槽相垂直方向的塑料流动。也是由螺杆旋转时的推挤所形成的。它的流动受到螺纹槽侧壁的阻力，由于两侧螺纹的相互阻力，而螺杆是在旋转中，使塑料在螺槽内产生翻转运动，形成环状流动，所以横流实质是环流。环流对塑料在机筒中的混合、塑化成熔融状态，是和环流的作用分不开的。（四）漏流漏流是通过机头内的模具产生、筛板与滤网之间存在阻力所引起。当物料从一个料斗进入到一个螺旋输送机时，由于料粒之间存在着空隙，就会有一部分空气通过空隙而流入下料管道里。但并不在螺槽里流，而是螺杆和机筒之间缝隙处形成倒流现象。当进料量增加时，这种现象会变得更加严重。还会造成生产能力丧失。如果漏流造成了挤出机的阻塞或其他故障时，就会使生产中断。由于螺杆与机筒的间隙通常很小，故在正常情况下，漏流流量明显小于正流，倒流。当压力达到某一临界值时，挤出机内就会产生回流现象。挤出时，漏流会对挤出量产生影响，漏流量的增加会使挤出量减少，塑料四种流动状态不单独表现，对于特定的塑料质点，既没有真实倒流，亦无闭合环流存在。螺纹槽内熔融塑料的实际流动是上述四种流动状态的综合，按螺旋形轨迹前进一种流动。二、挤出过程的三个阶段塑料挤出最主要的依据是塑料所具有的可塑态。塑料在挤出机中完成可塑过程成型是一个复杂的物理过程，即包括了混合、破碎、熔融、塑化、排气、压实并最后成型定型。人们往往按塑料的不同反应将挤塑这一连续过程，人为地分成不同阶段，即：（一）塑化阶段此阶段是在挤塑机机筒内完成的，经过螺杆的旋转作用，使塑料由颗粒状固体变为可塑性的粘流体。塑料在塑化阶段取得热量的来源有两个方面：一是机筒外部的电加热；二是螺杆旋转时产生的摩擦热。（二）成型阶段此阶段是在机头内进行的，由于螺杆旋转和压力作用，把粘流体推向机头，经机头内的模具，使粘流体成型为所需要的各种尺寸形状的挤包材料，并包覆在线芯或导体外。[2]（三）定型阶段这一阶段在冷却水槽或者冷却管道内完成，塑料挤包层经冷却从无定型塑性状态转化为定型固体状态。三、塑化过程中塑料流动的变化塑料沿螺杆轴向被螺杆推向机头的移动过程中，经历着温度、压力、粘度，甚至化学结构的变化，这些变化在螺杆的不同区段情况是不同的。塑化阶段根据塑料流动时的物态变化过程又人为地分成以下三个阶段。（一）加料段一是给颗粒状固体塑料一个软化温度，二是用螺杆转动和固定机筒间剪切应力施加于塑料颗粒，达到将软化塑料粉碎的目的。通过上述工作过程来完成对塑化后物料的粉碎、分散与挤压等一系列操作。但更重要的是，它利用螺杆旋转，产生了足够的持续稳定推力及反向摩擦力，为了形成持续稳定挤出压力，然后达到将粉碎后的塑料混合均匀的目的，并且初步推行热交换，从而为持续，稳定挤出奠定了基础。因此，在挤出机中进行塑化工作时，其动力来自螺杆旋转所引起的挤压力。这一阶段所产生的推力，对挤出质量及产量有直接的影响。[3]（二）熔融段这一段塑料在高温下遭遇热作用和热来源，除了在机筒外进行点热，螺杆转动时摩擦热亦有影响。并从加料段产生推力，从均化段产生反作用力，使得塑料向前流动时产生回流，回流的出现，不仅使得物料得到了进一步的均匀混合，并使得塑料的热交换作用增强，在表面实现热平衡。此时，塑料已经完成塑化过程，即从熔融状态向结晶状态过渡。由于在此阶段的作用温度已超过了塑料的流变温度，加上作用时间长，使塑料在物态上转化，接触到加热机筒的材料开始融化，所述机筒的内侧面上成型有聚合物熔膜，当熔膜厚度大于螺纹顶和机筒间缝隙，将通过转动螺纹刮除，汇聚于推进螺纹前方形成熔池。此时，随着机筒的继续转动，熔池也将持续地扩大并最终填满整个机筒壁面。因机筒与螺纹根部之间存在相对运动，使得熔池内出现物料循环流动现象。从螺旋输送机上挤出的物料沿着螺旋状轨迹进入到机筒内，并在其内部进行连续地输送。螺棱后为固体床（固体塑料），物料在螺槽前进时，因熔融段螺槽深度向均化段方向渐浅，固体床连续不断地挤压在机筒的内壁上，加快机筒与固体床之间的换热过程，与此同时，螺杆转动对机筒内壁熔膜形成剪切作用，由此，熔膜与固体床分界面处的材料被融化，固体床宽度递减，直到完全消失，即由固态转变为粘流态。此时塑料分子结构发生了根本的改变，分子间张力极度松弛，若为结晶性高聚物，则其晶区开始减少，无定形增多，除其中的特大分子外，主体完成了塑化，即所谓的“初步塑化”，并且在压力的作用下，排除了固态物料中所含的气体，实现初步压实。（三）均化段这一段螺杆螺纹深度最浅，即螺槽容积最小，所以这里是螺杆与机筒间产生压力最大的工作段；另外来自螺杆的推力和筛板等处的反作用力，是塑料“短兵相接”的直接地带；这一段又是挤出工艺温度最高的一段，所以塑料在此阶段所受到的径向压力和轴向压力最大，这种高压作用，足以使含于塑料内的全部气体排出，并使熔体压实，致密。该段所具有的“均化段”之称即由此而得。四、结语电线塑料的挤塑工序要时刻关注挤出质量，主要是塑料塑化得好坏，几何尺寸的均匀与否，也就是径向厚度的均匀程度，轴向外径均匀与否。它对制品性能有直接影响，如拉伸强度，断裂伸长率，冲击强度，弯曲强度，硬度，耐磨性以及耐化学品性等都与之有关。决定塑化的除了塑料自身，以温度与剪切应变率，作用时间为主。其中温度对塑化状况起决定性作用，而剪切应变率在一定范围内则起辅助作用。挤出温度过高，不仅会引起挤出压力波动，并使塑料分解，甚至会酝酿设备事故。因此在保证挤出质量的前提下，降低挤出温度成为解决这一问题的重要途径之一。并降低螺槽深度，提高螺杆的长径比，虽利于塑料热交换，增加受热时间，达到塑化均匀的要求，但是会对挤出量产生影响，也给螺杆的制造与组装带来了一定的难度。因此，降低挤出机机头温度或适当缩短螺杆长度都不可取。因此，保证塑化最主要的因素应该是增加螺杆旋转给塑料带来剪切应变率，为了实现均匀的机械混合，挤出热交换平衡，并且从而保证了塑化的均匀进行。因此在确定挤出机设计参数时，应考虑螺杆转速和螺槽内长度这两个主要参数。该应变率决定了螺杆和机筒之间剪切应变力，这表明，当挤出量要求得到保证时，可增加螺槽深度，同时增加转速。同时，要想获得较高的