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工藝技術之塑料擠出溫度

發布日期:2018-01-11 作者:螞蟻新城 點擊:

 在塑料的擠出過程中,物料聚集態的轉變以及決定物料流動的粘度都取決于溫度,因此,溫度是塑料擠出工藝中Z重要的工藝參數。

    由于溫度影響著塑料的熔融過程和熔體的流動性,因此擠出溫度就和擠出工藝制品的質量有著密切的關系。有研究指出,低溫擠出有以下優點:保持擠出塑料層的形狀比較容易;由于擠包層中熱能較小,縮短了冷卻時間;此外溫度低還會減少塑料降解,這對聚氯乙稀是很重要的。但擠出溫度過低,會使擠包層失去光澤,并出現波紋、不規則破裂等現象;另外溫度低,塑料熔融區延長,從均化段出來的熔體中仍夾雜有固態物料,這些未熔物料和熔體一起成型于制品上,其影響是不言而喻的。溫度對產品的物理性能影響是復雜的,新疆電纜乙烯類塑料絕緣層抗張強度與擠出溫度有關,對應于Z大抗張強度有一Z佳擠出溫度。提高低密度聚乙烯護套的擠出溫度,能提高抗應力開裂強度。但也應當指出,擠出溫度過高,易使塑料焦燒,或出現“打滑”現象;另外溫度高擠包層的形狀穩定性差,收縮率增加,甚至會引起擠出塑料層變色和出現氣泡等。

    擠出物料的熱量來自機筒加熱和螺桿旋轉剪切的粘性耗散和摩擦。前者在運行初期是很重要的,后者在運行穩定后是主要的。升高機筒溫度很自然的會增加從機筒到塑料的熱交換。在擠出穩定運行后,螺桿旋轉剪切變形的粘性耗散和摩擦熱量,常常會使塑料達到或超過所需溫度。此時機內控制系統切斷加溫電源,擠出機進入“自然擠出”過程,并應視情況對機筒和螺桿進行冷卻。實踐經驗指出,冷卻螺桿還有助于改善擠出質量,但同時也降低了擠出流率。改善質量是由于冷卻使螺桿均化段的有效槽深減少,增強了剪切作用。擠出過程中溫度不是孤立的,在流率不變,螺桿轉數不變時,增加擠出溫度會使擠出壓力降低。在低流率下,溫度對壓力的影響是很明顯的,但影響會隨流率的增加而逐漸減少。擠出溫度增加,還使所需螺桿的功率也降低了。

    由于塑料品種的不同,甚至同種塑料(如聚乙烯)由于其結構組成的不同,其擠出溫度控制不盡相同。如下表,列出了電線電纜生產中幾種塑料的擠出溫度,應指出表中操作溫度的比較,只有對同一設備才有意義。設備不同,機筒壁厚薄不一樣,測溫點的深淺不一樣,而且測溫僅是測機筒和機頭的溫度,與物料的實際溫度也不一樣,應隨時觀察擠出過程中塑料的塑化質量,并調節溫控。

 加料段采用低溫,這是由加料段承擔的“任務”決定的,加料段要產生足夠的推力,機械剪切并攪拌混合,如溫度過度,使塑料早期熔融,不但導致擠出過程中的分解,而且引起“打滑”,造成擠出壓力波動,并因過早熔融,而致混合不充分,塑化不均勻,所以這一段溫度一般用低溫。

    熔融段的溫度要有幅度較大的提高,這是因為塑料在該段要實現塑化的緣故,只有達到一定的溫度才能確保大部分組成得以塑化。

    均化段的溫度Z高,塑料在熔融段已大部分塑化,而其中小部分高分子組成尚未開始塑化,就進入均化段,這部分組成盡管很少,但其塑化是必須實現的,這時其塑化的溫度往往需要更高。因此,均化段的擠出溫度有所升高是必要的,有些時候,可以維持不變,而賴以塑化時間的延續,實現充分塑化。擠出工藝

    機脖的溫度要保持均化段的溫度或稍有降低,這是因為塑膠擠出篩板變旋轉運動為直線運動,而且由于篩板上的孔將塑膠熔體分散為條狀物,在進入機頭時必須在其熔融狀態下將其彼此壓實,顯然溫度下降太多是不行的。

    機頭承接已塑化均勻且由機脖壓實的熔體塑料,起繼續擠壓使之密實之作用,塑膠在此有固定的表層與機頭內壁長期接觸,若溫度過高,勢必出現分解甚至是焦燒,特別是在機頭的死角處,因此機頭溫度一般要下降。

    目前擠出機中??诓捎玫臏囟壬?、降低都有實例,一般??跍囟壬呖墒贡砻婀饬?,但??跍囟冗^高,不但會造成表層分解,更會造成成型冷卻的困難,使產品難于定型,易于下垂自行形變或壓扁變形。

    因此,盡管各種塑料的擠出溫度的控制高低不一,但都有一個普遍的規律,即從加料段起到??谥?,都有一個溫度從低-高-低的變化規律。如果擠出過程中溫度控制的不合適,塑料就會產生很多缺陷,影響擠出制品的質量。

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