一.擠出機分類
產(chǎn)品代號規(guī)格參數(shù)說明:例如SHJM-Z40×25×800,指螺桿直徑為40mm,長徑比為25,牽引輥筒長為800mm的雙螺桿混合塑料擠出改塑薄膜機。
1、“SH”類別代號,指雙螺桿混合型(也有寫:SHSJ,SJ指塑料擠出機)
2、“J”組別代號,指擠出機。
3、“M”指品種代號,指吹塑薄膜機
4、“Z”指輔助代號,指主要機組,另如是“F”指輔助機。
5、“40×25×800”指規(guī)格參數(shù),指螺桿有直徑為40mm,長徑比為25,牽引輥筒長為800mm。
6、最后一位為廠商識別序號,一般不出現(xiàn),被省略
二、雙螺桿混合擠出機的功能參數(shù)
1、“D”為直徑,衡量產(chǎn)量大小的一個重要參數(shù)。
2、“L/D”,指長度與直徑的比例,直接影響到塑化度,是衡量用途的標志,一般塑料改性,用30-40左右,常用36:1或30:1。
3、“H”,螺槽深度,指其容料空間之大小。
4、“e”螺棱厚度,工藝上體現(xiàn)在剪切之大小。
5、“6”螺桿與機筒之間隙,擠出機質(zhì)量的一個重要參數(shù),一般在0.3-2mm,越過5mm擠出機是警介線。
6、“N”主機轉速,指其最高值,指一個加工調(diào)整范圍,極大影響產(chǎn)量及中高低速之劃分。(國產(chǎn)機一般500-600r/min)如:max:600r/min,低速:350r/min、中速230-240r/min、高速450-600r/min。
7、“P”,電機功率及加熱功率。
三、螺桿排列及其工藝設定
①螺桿的分段及其功能
(1)螺桿一般分:輸送段、熔融段、混煉段、排氣段、均化段5個段。
1、輸送段,輸送物料,防止溢料。
2、熔融段,此段通過熱傳遞和摩擦剪切,使物料充分熔融和均化。
3、混煉段,使物料組分尺寸進一步細化與均勻,形成理想的結構,具分布性與分散性混合功能。
4、排氣段,排出水汽、低分子量物質(zhì)等雜質(zhì)。
5、均化(計量)段,輸送和增壓,建立一定壓力,使??谔幬锪嫌幸欢ǖ闹旅芏龋瑫r進一步混合,最終達到順利擠出造粒的目的。
(2)分布(分配)與分散混合之段別
1、分布混合,使熔體分割與重組,使各組分空間分布均勻,主要通過分離,拉伸(壓縮與膨脹交替產(chǎn)生)、扭曲、流體活動重新取向等應力作用下置換流動而實現(xiàn)。
2、分散混合,使組分破碎成微?;蚴共幌嗳莸膬山M分分散相尺寸達至要求范圍,主靠剪切壓力和接伸應力實現(xiàn)。
②輸送元件,螺紋式的表示法:如“56/56”輸送塊,前一個”56”指導程為56MM,后一個”56”指長度為56MM。大導程,指螺距為1.5D~2D小導程,指螺距為0.4D左右。其使用規(guī)律:隨著導程增加,螺桿擠出量增加,物料停留時間減少,混合效果降低。
(1)選用大導程螺紋的場合,以輸送為主的場合,利于提高產(chǎn)量;熱敏性聚合物,縮短停留時間,減少降解;排氣處,選用(也有選用淺槽),增大表面積,利于排氣,揮發(fā)等。
(2)選用中導程螺紋場合,以混合為主的場合,具不同的工作段逐漸縮小的組合,用于輸送和增壓。
(3)選取用小導程螺紋的場合,為一般是組合上逐漸減小,用于輸送段和均化計量段,起到增壓,提高熔融;提高混合物化程度及擠出穩(wěn)定。
③混煉元件,有兩大類,“K”系列與“M”系列(齒狀) “K”系列表示法:如K45/5/56”,屬于剪切塊,帶“K”指片狀剪切塊,“45”指片拼成的角度,“5”指共有5片,”56”指長度為56MM ,螺棱寬度為56/5=11.2mm ),其參數(shù):
(1)方向,有正向和反向——反向,對物料的輸送有阻礙作用,起到延長時間,提高填充增大壓力,大大提高混煉效果的作用。
(2)角度,一般有“30°、45 °、60 °、90 °”之分,其作用與效果:
1、正向時,增大交錯角,將降低輸送能力,延長停留時間,提高混煉效果,但越易漏流。對于分布混合與分散混合而言,分布混合隨著角度大而更加有效,分散混合在角度45°時最好,其次是30°,最差是60°。
2、反向時,增大角度,將減少聚合物之有效限制,但越易漏流。
3、螺棱寬度一般有7mm、11mm、11.2mm、14mm、19mm等等,這是衡量剪切大小和混合大小的一個最重要參數(shù)之一,寬度越大剪切越大混合越??;寬度越小剪切越小混合越大。對于分布混合與分散混合而言,分布混合,隨寬度增大而有效性減少,分散混合隨寬度增而有效性增大;寬度越小,物料軸向有效流量和徑向有效流量之比隨之增大。
4、頭數(shù),一般單頭、雙頭、三頭。其作用效果:
a、正向時,頭數(shù)越少,擠出輸送能力越大,扭矩越大,混合特性也越優(yōu),但剪切作用越少。
b、反向時,頭數(shù)越少,擠出輸送能力越小,混合特性越優(yōu)。
c、二頭螺紋可主來擠塑,受熱均勻且又是短,自潔性能好(常用的)。
d、三頭螺紋,能靈活選擇物料在機角的壓力和溫度分布,加纖穩(wěn)定,排氣表面更新效果好,但產(chǎn)量低。M”系列:齒形狀,主要起到攪亂料流,能使物料加速均化。齒越多混合越強?!褂?/span>時注意,高剪切的破壞性。(表示法,如國內(nèi)和臺灣地區(qū)的“M80”、“WP”的SME45/45、“BERSTDRFF”的ZB45/3/11)
四、螺桿各段螺桿排布與溫度設定
1、塑料的物理變化特性及溫度設定原則:
⑴塑料的物理變化特性:
A、非結晶性塑料隨溫度逐漸升高有三個物態(tài)特性如: 高彈態(tài)粘流態(tài)Tg Tf Td(玻璃化溫度) (熔融溫度)(分解溫度)其熔融在剪切流動引起粘性耗散下進行。
B、結晶性塑料,隨溫度逐漸升高有二個物態(tài)特性,且變化都較為突然如:
Tm Td(熔融溫度) (分解溫度)其熔融經(jīng)歷:固態(tài)床的形成、破裂、形成大量顆粒漂浮于熔體中,后逐漸融化。
⑵溫度設定原則:
①共混合金各組分熔點及其比列:以共混組分熔點為依據(jù)以連續(xù)相熔點為調(diào)整范圍。
②塑料的熱性能,如熔融吸熱放熱、熱降解歷程及熱氧化難易。
③塑料各組分熔點范圍內(nèi),流動性能及形態(tài)變化。如PC/ABS(6:4),PC:熔點230度左右,分解點350度左右;ABS:熔點180~190度左右,分解點245-290度左右——因此PC/ABS加工溫度230-250度——考慮到其他助劑,如相容劑,潤滑劑的熱穩(wěn)定性等等
⑶物料溫度升高的來源:
1,螺桿的剪切和物料粒子間相互摩擦生熱——大部分。
2,筒體的傳熱。
(2)各段螺桿排布與溫度設定螺桿組合的作用:
①輸送物料
②提供剪切——使加工物料獲得物理變化和化學變化所需的能量使組分間分散和分布。
③建壓物料顆粒熔融過程的分析:聚合物自由輸送與預熱——全充滿或部分充滿固體塞——固體摩擦、耗散與固態(tài)密集“海島”結構的生成——固態(tài)稀疏“海島”結構——成型擠出。
螺桿排布分段與溫度設定:
1、輸送段
A、螺桿排布思路有:
a深槽正向螺紋
b中等螺槽大導程正向螺紋,且螺槽容積由大變小,即螺紋導程由大向小漸變。
B、溫度設定思路
a不宜太高,影響物料在此段輸送和受剪切的;也不宜太低,螺桿受力過大或卡死
b一般略接近熔融,按梯度排列。
2、熔融段
A、螺桿排布:物料在此段要達到的目的是:使加工物料獲得物理變化和部分化學變化所需的能量,使組分間分布均勻和初步分散,做到組分均質(zhì)化、粘度接近。.一般要求物料承受較大的剪切和機筒傳熱,使之熔融_一般設置捏合塊,剪切元件或反螺紋,且注意相間排列配合。
B、溫度設定
a玻纖系,溫度太低,樹脂半融,到后段玻纖包覆性差;溫度太高,樹脂流動提高,溫煉與剪切作用變小,甚至出現(xiàn)高溫降解,其設定原則:
1、據(jù)基料不同和玻纖含量不同;
2、扣除螺桿剪切輸入的熱量,略高于基料熔點范圍內(nèi);
3、熔融段后段(即玻纖加入口)熔體流動狀況。
b填充系,(提供強剪切使填充物,充分分散),熔融段高出基料熔點10~20℃(盡量提高),使物料充分熔融均勻分布。
c阻燃系,(保護好阻燃劑),其溫度要偏低,特別是白色材料,盡可能降低。
d玻纖增強阻燃系,設定溫度介于前面兩者間,以物料基本熔點為依據(jù)。