第一节 挤出成型概论
• 5、后处理（热处理和调湿处理） 在挤出成型大截面尺寸的管材、棒材和异型材时， 常出挤出物内外冷却降温速度相差较大而使制品 内具有较大的内应力。具有较大内应力的挤塑制 品在成型后应及时进行热处理以消除内应力，否 则存放过程中或机械加工时会出现裂纹，严重时 制品开裂。PA之类吸湿性强的挤出制品，在空气 中使用或存放的过程中因吸湿而明显膨胀，但这 种吸湿膨胀过程需要很长时间才能达到平衡，为 加速这类挤塑制品的吸湿平衡，常需在成型后进 行凋湿处理。
• 1）热量来源 • 根据挤出理论和实践，物料在挤出过程中热量的 来源主要有两个： • a.物料与物料之间物料与螺杆、料筒之间的剪切、 摩擦产生的热量， • b.料筒外部加热器提供的热量。 • 2）温度的调节 • 温度的调节是靠挤出机的加热冷却系统和控制系 统进行的。一般说来， • a.加料段--低温输送。为加大输送能力，不希望加 料段温度升得过高，相反有时要冷却； • b.压缩段和计量段—高温熔融。为了促使物料熔 融，均化，物料要升到较高的温度
第一节 挤出成型概论
• 2、压力
• 1）压力的建立
挤出成型时，沿料筒轴线方向，在物料内部就要 建立起不同的压力 a.压缩比的存在（螺槽深度的改变、料筒上的沟 槽深度变化、螺距的改变） b.分流板、滤网和口模产生的阻力， c.压力的建立是挤出成型制品的重要条件 压力的建立也是物料得以经历物理状态变化、得 到均匀密实的熔体、并最后得到成型制品的重要 条件之一。
① 熔膜的形成 ② 熔池的形成 •随着螺杆的转动，筒壁上的熔膜 被强制刮下来 •刮下的聚合物熔体移动到螺杆根部 •然后再次被根部扫起来形成旋转运动 •在螺纹推进面前方形成一熔池 ③ 熔池的扩大 ④全部熔融 迁移面
塑料在挤出机中的状态及流动
• 熔体输送—计量段（均化段） 正流、逆流、漏流、横流
塑料熔体在螺槽中混合流动示意图
螺杆的结构形式与其三个主要工 作区
І 加料段：起预热、压实、输送物料的作用，螺槽深度不变
II 压缩段：螺槽深度逐渐变小；起熔融物料、排气体等作用 III计量段（均化段）：螺槽深度通常为常数；起进一步塑化
均匀物料、并将其定量定压的送入机头口模的作用。
塑料在挤出机中的状态及流动
• 固体输送—加料段 • 熔化过程—压缩段
第一节 挤出成型概论
六、挤出工艺过程
适用于挤出成型的塑料种类很多，制品的形状和尺寸也有 很大差别，但挤出成型工艺过程大体相同，包括原料的干 燥、挤出成型、制品的定型与冷却、制品的牵引与卷取 (或切割)等。 1、原料干燥 物料中的挥发份能导致： ①影响挤出过程中的塑化. ②制品表面产生气泡,表面阴暗. ③制品的物理机械性能下降. 一般挥发分含量应低于0.5%.
第一节 挤出成型概论
2、挤出成型 当挤出机加热到预定温度即可加料，从原 料加入到离开口模获得所需形状的初制品 的过程即为挤出成型，成型过程的工艺参 数有温度,压力和螺杆转速。同时,温度和螺 杆转速又决定了压力的分布。
第一节 挤出成型概论
3、冷却与定型
挤出物离开模孔后，仍处在高温熔融状态，还具 有很大的塑性变形能力，定型与冷却挤出物的目 的，就在于使其通过降温面将形状及时固定下来。 定型与冷却若不及时，挤出物往往会在自重的作 用下发生变形，从而导致制品截面形状和尺寸的 改变。通常只在挤出管材、棒材和异性材时才设 置专门的定型装置，而挤出薄膜、单丝和线、细 包层物等并不需要专门的定型操作。挤出板材和 片材时，挤出物离开口模后立即引进一对压平辊， 也是为了定型与冷却。
第一节 挤出成型概论
4、牵引和切割 在挤出成型时，牵引的目的有①保持挤出物的稳 定性；②消除离模膨胀引起的尺寸变化；③使制 品产生一定程度的取向,改进轴向强度和刚度。 挤出成型时，卷取和切割操作的作用在于使材料 的长度或重量满足客户要求。硬质材料从牵引装 置送出，达到一定长度后切割；软质材材料在卷 取到给定长度或重量后切断。
第一节 挤出成型概论
3. 挤出成型制品多
（1）管、棒、膜、丝、板、网、带等。 （2）各种异型材，如楼梯扶手、塑料门窗等。 （3）中空制品，如桶、灯笼、包装容器等。 （4）电线、电缆等。 （5）为压延成型喂料，造粒等。
第一节 挤出成型概论
三. 挤出成型的优点： 1．设备制造容易，成本低，塑料加工厂的投资少 2．可以连续化生产，生产效率高 3．设备的自动化程度高，劳动强度低 4 . 生产操作简单，工艺控制容易 5 . 挤出产品均匀、密室，质量高 6 . 原料的适应性强，大多数热塑性材料 ，少量热固性材 料 7 . 生产的产品广泛，可一机多用，同一台挤出机，只需更 换辅机，就 可以生产不同制品 8. 生产线占地面积小，且生产环境清洁 四. 挤出成型的缺点： 1．不能生产三维尺寸的制品 2．制品往往需要二次加工
一、 塑料挤出成型
第一节 挤出成型概论
第二节 挤出工艺简介
第一节 挤出成型概论
一. 挤出成型： 挤出过程是这样进行的：将塑料加热，使之呈粘流状 态，在加压的情况下，使之通过具有一定形状的口模而成 为截面与口模形状相仿的连续体，然后通过冷却，使其具 有一定几何形状和尺寸的塑料由粘流态变为高弹态，最后 冷却定型为玻璃态，得到所需要的制品。 二. 挤出成型在塑料成型加工工业中的地位 1. 挤出成型塑料制品产量约占总产量的50%，挤出成型设 备产量约占塑料成型机械总产量的30% 2. 几乎所有的热塑性塑料和一些热固性塑料均可用挤出 机成型
第一节 挤出成型概论
• 热处理一般是将制品在加热介质中慢侵升温到一定温度， 并保持一定时间．然后再缓慢冷却至室温。热处理温度以 高于使用温度10一20℃，或低于塑料的热变形温度10一 20℃为宜，热处理时间由取向而整链不解取向，既有高强 度又有高弹性。2.恢复其结晶结构，降低制品的收缩率 • 调湿处理是将制品浸入沸水中或其它水溶液中加热一段时 间，快速使制品吸湿达到平衡。然后缓慢冷却至空温，调 湿处理的温度、时间主要由塑料的品种、制品的形状和壁 厚等因素来决定。
• 五、挤出机的分类
• 挤出机的分类：随着挤出机用途的增加，出现了各种 挤出机，分类方法很多。 • 1、 按螺杆数目的多少，可以分为单螺杆挤出机和多 螺杆挤出机； • 2、 按可否排气，分为排气挤出机和非排气挤出机； • 3、 按螺杆的有无，可分为螺杆挤出机和无螺杆挤出 机； • 4、 按螺杆在空间的位置，可分为卧式挤出机和立式 挤出机。
熔体在螺槽内的流速分布图
（1）正流(拖曳流动) ：流体沿着螺槽向机头方
向的流动；是螺杆旋转时螺纹斜棱的推力作用造 成。
塑料在挤出机中的状态及流动
• 熔体输送—计量段（均化段） （2）逆流（压力流动）方向与正流相反；是由机头 （压力高）到加料口（压力低）的压力梯度所引 起的逆向流动。
（3）漏流和逆流一样，也是由压力梯度引起的。是 产生在螺杆突棱与机筒间隙中的一种压力逆流。 漏流的流速比正流和逆流小得多。 （4）横流 沿垂直于螺纹线方向的流动（环流）。 横流对物料的混合、热交换和塑化起着重要作用， 但对流体总的流动量基本无影响。
第一节 挤出成型概论
七、挤出工艺参数
• 挤出过程的参量有温度、压力、流率（或 挤出量、螺杆转速）和能量（或功率）。 有时也用物料的粘度，因其不易直接测得， 而且它与温度有关，故不用。 • 1、温度
挤出过程中物料从加人料斗到最后成型为制品 是经历了一个复杂的温度过程 （玻璃态----粘 流态----高弹态----玻璃态）
第一节 挤出成型概论
• 2）影响压力的因素 影响各点压力数值和压力轮廓曲线形状的 因素很多： a.机头、分流板、滤网的阻力， b.加热冷却系统， c .螺杆转数， d.螺杆和料筒的结构。
第一节 挤出成型概论
• 3）压力波动对制品的影响 • 若深入研究每一压力测示点的压力，也会 发现，压力随着时间发生周期性的波动， 这种波动对制品的质量同样有不利影响。 螺杆、料筒的设计、螺杆转数的变化、加 热冷却系统的不稳定性都是产生压力波动 的原因。努力的方向应当是减少、消除这 种波动。
③对挤出质量的影响—--精密制品用精确温度控制 当然，我们往往只是对在机头处或螺杆头部测得 的这种温度变化感兴趣，因为它们直接影响挤出 质量。 MD方向的温度波动和TD方向的温差，给制品质 量带来非常不良的后果， 制品产生残余应力、 各点强度不均匀、 表面灰暗无光泽等。 产生这种波动和温差的原因很多，如加热冷却系 统不稳定，螺杆转数的变化等，但以螺杆设计的 好坏影响最大。
• 3）温度波动 ①MD方向的温度不均匀性（轴向温度波动） 沿物料流动方向温度的波动情况，我们称之为物 料流动方向的温度波动（一般文献上记作MD方向 的温度不均匀性）。波动情况因测试点不同会有 不同。有的波动达10℃左右。 ②TD方向的温度不均匀性（径向温差） 我们还会发现，垂直于物料流动方向的截面内的 各点之间的温度有时也不一致，我们称之为径向 温差（一般文献中记作TD方向的温度不均匀性）。 有的螺杆其头部的径向温差竟达10℃以上。