片材车间内部学习教材目录第一节 概 述第二节 挤出成型基本工艺流程第三节 挤出成型原辅材料基础知识第四节 挤出成型过程的工艺控制第五节 挤出成型的辅助加工第六节 挤出产品的后续加工第一节 概 述挤出成型是在挤出成型机中，塑料被加热、加压，通过一定形状的模具成型，然后经冷却定型、拉伸（也有不经过拉伸的）、卷取（或切割）成为具有一定截面形状的制品。

一条挤出生产线由两部分组成。

第一部分是将塑料熔融挤到料筒末端的过程，第二部分是将已经塑化好的塑料熔体经过模头成型，再经过定型装置定型，再经过牵引、切断、或修整等工序而成为制品的过程。

在塑料加工领域中，挤出成型是应用最广泛的一种成型方法，与其他成型方法相比，具有如下优点：①设备制造容易，成本低；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，密实，质量高；⑥对原料的适应性强，不仅大多数的热塑性塑料可以用语挤出成型，而且少数的热固性塑料也能适应；⑦所生产的产品广泛，可一机多用，同一台押出机，只要更换辅机，就可以生产出不同的制品或半成品；⑧生产线的占地面积小，而且生产环境清洁。

当然，挤出成型也有缺点：①不能生产三维尺寸的产品；②制品往往需要二次加工。

由于挤出成型的优点突出，因此，挤出成型在塑料加工行业中具有举足轻重的地位，热塑性塑料的95%可用螺杆式挤出机生产。

作为挤出成型工程技术人员及技术工人，必须掌握塑料熔体的基本性质。

只有掌握了塑料熔体的基本性质，才能对挤出成型过程中的各种控制有理论上的依据，减少实际生产中的盲目性，减少调试时间。

第二节 挤出成型基本工艺流程塑料挤出成型产品包括塑料挤出造粒技术、塑料管件/管材的挤出生产技术、塑料薄膜挤出吹塑生产、流延薄膜与双向拉伸薄膜生产技术、塑料板材/片材挤出生产技术、合成纤维与塑料丝挤出生产技术以及塑料异形材挤出生产技术等内容，本教材只介绍塑料板材/片材挤出生产工艺基础知识。

塑料板材/片材具有强度高、耐腐蚀性好、电绝缘性能优良、容易黏结、焊接、可二次加工等特点，因此，用途很广泛。

塑料板材/片材的挤出生产工艺流程因原料、设备等因素不同而有所差别，但基本工步是相同的。

塑料板材/片材挤出机通常用排气式单螺杆排气式挤出机生产，其工艺流程如图1所示：具体的工艺流程依据原料和设备的不同仍存在差异，在本教材中涉及的几种原料中，聚丙烯（PP）材料由于吸水性不高，故不需要可直接用于挤出加工，但聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）因原料的吸水性较强，并且在加工过程中容易发生水解反应，故挤出前必须经过干燥。

图1、挤出生产工艺流程对于本教材所涉及的几种材料的挤出加工工艺流程，详见附图1、挤出成型工艺流程图。

具体的操作步骤可以归纳为以下几个工步：第三节 挤出成型原辅材料基础知识本教材所涉及的挤出用原料主要包括PP、PET、PC、PMMA等塑料材料，常用片材厚度在0.25～1.0mm之间，厚度大于1mm的塑料片材通称为板材,低于0.25mm以下称为薄膜。

(一)PP（聚丙烯）：（1） 片材呈乳白色半透明状，具有较好电绝缘性能、耐化学性能，热性能优良，能在100℃以上 的温度下蒸煮，可在100～120℃长期使用。

PP的挤出成型片材硬度较低，易于加工。

（2） PP的吸水率低于0.01%，故加工前不需进行干燥。

（3） PP的加工温度为180～250℃，加工温度范围宽，最高可达到分解温度300℃。

(二)PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）（1） PET热塑性塑料中韧性最大的一种塑料，结晶后的原料为乳白不透明颗粒料，挤出产品透明度高达90%，具有较好的热性能、电绝缘性能、耐化学性能，透气性好，尺寸稳定性好，其缺点是耐电晕性差。

加工后的片材透明度较高，硬度大，韧性好，常用于印刷、医药、食品包装。

（2） PET吸水性大，加工前必须进行干燥处理，干燥温度为140～180℃，时间为5～8小时。

（3） PET的加工温度一般为270～290℃，接近其分解温度295℃，加工中要注意温度不能太高。

(三)PC（聚碳酸酯（polycarbonate）（1） 聚碳酸酯是分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的热塑性树脂，按分子结构中所带酯基不同，可分为脂肪族、脂环族、脂肪一芳香族型，其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯，并以双酚 A型聚碳酸酯为最重要，分子量通常为3-10万；（2） PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高；（3） 蠕变性小，尺寸稳定；（4） 具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能，尺寸稳定性，电性能和阻燃性。

（5） 具有良好的印刷性，但PC树脂本身不耐腐蚀，23℃时醋酸（10%）、乙醚、乙酸乙酯、四氯化碳、苯、环己酮、甲苯、汽油等不能使用。

（6） 模切（冲切）性：具有良好的模切（冲切）性 。

（7） 耐温性：一般使用温度-30～135℃，长期使用温度-30～100℃，短时使用温度-45～145℃。

（四） PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）（1）PMMA简称压克力，俗称有机玻璃，原料是一种高度透明的颗粒料，产品透明度高，它的最大特点为透明性好,透光率达90～92%；（2）良好的耐侯性、表面硬度高及综合性能优良，主要用于光学透明制品。

（3）PMMA对加工温度比较敏感，成型温度在180～230℃，加工温度范围比较窄，超过260℃以上即分解，因此加工过程中应严格控制温度，以防过热。

（4）PMMA加工前需要进行干燥处理，使其含水量在0.02%以下。

干燥条件为80～90℃，干燥时间大于6小时。

（5）PMMA的熔体黏度较大，成型中易产生内应力。

为得到尺寸高精度的制品，必须进行退火处理。

处理条件为：温度85℃，缓慢冷却即可。

为改善挤出产品的性能，以适应特殊的使用要求，在挤出生产过程中通常还需加入色母、抗静电剂、抗黏剂等添加剂，或在产品表面涂布水性硅处理剂等辅助材料。

第四节 挤出成型过程的工艺控制一、挤出工艺控制塑料板材挤出的工艺控制包括干燥条件控制、螺杆温度控制、螺杆压力控制、计量泵速度和压力的控制，辊轮冷却温度控制等几个方面的内容。

塑料原料的干燥条件在上一节原料的基本性能特点中已有叙述，本节不再累述。

挤出加工温度一般依据原料而定，模头温度一般比料筒温度高5～10℃左右。

因挤出机模头一般为衣架式模头，模头较宽，容了要在相当宽的机头分布均匀，必须提高料温，以提高熔料的流动性。

模头温度应该样控制在规定的范围之内，如果过低，则板材表面无光泽、易裂；若过高，则塑料易分解，产品有气孔。

模头温度一般控制为两边低、中间高。

模头温度波动不能超过±5℃，最好控制在±2℃之间。

这是保证板材厚度均匀的措施之一，但在实际生产中，最主要的还是通过调整模唇的开度来控制。

螺杆料筒的温度控制一般分为5段或7段来控制，现将5段式单螺杆挤出机的各段温度控制值列表参考如下：表1 几种塑料板材/片材挤出参考温度单位：℃传统的塑料板材/片材加工熔融塑料由模头挤出以后，即到达挤出加工的设备下游阶段——三辊压光机进行冷却定型，但在用于光学的塑料光栅片挤出工艺中，三辊压光机的中辊已更换为光栅辊，但其加工成型原理同三辊压光机。

三辊压光机的温度直接影响板材、片材的表面粗糙度和平整度，光栅片材还影响光栅柱的均匀性和垂直性。

为了防止板材产生过大的内应力而翘曲，应使板材缓慢冷却；而光栅片生产时为保证光栅柱的质量，三辊温度不宜过高。

辊筒表面温度应高到足以使熔融塑料与辊筒表面完全贴合，使板、片表面上光或轧花。

但温度又不能过高，温度过高会使板、片材难以脱辊，表面产生横向条纹，甚至将其拉坏。

温度较低时，板、片材不能贴紧辊筒表面，表面无光泽。

若生产光栅片材，温度过高还会使片材脱辊后自由收缩率增大，光栅柱出现收缩不均匀的现象，导致片材的光学效果不合格。

如果挤出生产的胚料从上中辊之间进入，紧贴中辊，最后从下辊绕半辊导出，这时，中辊的温度应最高，上辊温度最低。

例如，生产PET光面片材，其参考温度为：上辊，15-45℃；中辊，18-60℃，下辊，35-75℃。

挤出生产中的工艺参数调整还包括螺杆冷却、模唇开口、牵引速度的调整等方面的内容。

为提高塑料材料在螺杆中的固体输送量和输送速度，在挤出机的螺杆加料段除温度设置低于其他各段外，还必须进行水冷。

塑料板材的厚度控制主要靠控制模唇开口和冷却辊拉伸速度来控制，当物料从唇口吐出量一定时，冷却辊拉伸速度越大，生产的产品厚度约薄，反之则越厚。

生产较厚的片材时，模唇开度一般等于或稍大于片材厚度；生产PMMA板材时，其模唇开口是板材厚度的115%～120%。

二、产品质量控制实例：（一）表面质量控制方面：片材表面质量的主要缺陷包括发黄、发皱、晶点、黑点、色斑、划伤、水纹、亮线、发白等。

（1）产品外观发黄主要原因有原料发黄、原料干燥时间过长、加工温度过高几过方面，对于原料发黄的情况，必须更换原料，另外对于加工造成的产品发黄，应控制干燥温度及加工温度，尽量缩短干燥时间。

（2）发皱现象主要是由于冷却辊冷却温度过高，导致材料在剥离定型辊时仍存在较大的自由收缩度造成，解决该问题应控制冷却辊温度。

（3）晶点在塑料加工过程中出现比较频繁，可能的原因是气泡和杂质。

避免因气泡产生的晶点的出现其一是必须要求原料干燥温度和干燥时间到位，水分含量低于0.02%，其二是避免原料在螺杆中因高温高压而出现水解，也就是应控制加工温度，避免温度过高。

另外是必须保证原料的纯净，避免原料中混入不溶的杂质形成晶核。

（4）黑点、色斑的出现主要是由于原料中含有不熔的黑色或有色杂质或者原料长时间高温高压引起的降解后的炭化物。

避免出现黑点、色斑一是要保证原料不受污染，二是要避免加工过程中原料在设备中过度降解炭化，定期或不定期清洗螺杆、模头等物料经过的设备部件。

（5）划伤出现的可能原因是模头损伤，模头中有杂质，成型辊或牵引部件有损伤或表面有杂质。

对于成型及牵引部分表面有杂质的情况，应在开机前仔细清理成型辊或牵引部件，无效的情况下应清理或更换模头。

（6）水纹的出现是由于成型辊间隙过小造成积料形成，另外也可能由于加工温度偏高，造成原料流动性太大形成。

解决此问题主要是调节成型辊间隙，在调节无效的前提下应考虑调节加工温度。

（7）发白的情况主要由两个可能的原因造成，其一是原料中混有色母或其他杂质，另外是由于冷却温度控制不够，产品出现结晶造成。

解决此问题一是降低成型辊温度，彻底破坏结晶，二是更换原料。

（8）亮线是由于模头吐料严重不均匀，在成型辊处同时形成缺料和积料两种情况，缺料和积料交接处形成的界限。

解决此问题需调节模头开口。