广东轻工职业技术学院轻化系高分子教研室

1. 塑料挤出成型Plastics Extrusion Molding异型材挤出成型 广东轻工职业技术学院轻化系高分子教研室 广东轻工职业技术学院高分子教研室

2. 项目11：匹配挤出机及模具，生产木塑复合（WPC）异型材 广东轻工职业技术学院高分子教研室

3. 主要训练过程 项目11. 匹配挤出机及模具，生产木塑复合（WPC）异型材 • 任务11-1:制定成型工艺； • 任务11-2: 匹配挤出机及模具，生产木塑复合（WPC）异型材 • 今天的任务： 任务11-1:制定成型工艺 广东轻工职业技术学院高分子教研室

4. 1. 任务告知： 拟实现的能力目标 • 挤出机认识选型能力； • 挤出机压缩段螺杆设计能力； • 挤出机工艺参数设定能力； • 挤出速度与牵引速度匹配能力； • 成型工艺卡制定能力 广东轻工职业技术学院高分子教研室

5. 2. 任务的引入 引导课文： • 聚氯乙烯窗型材为什么要加入抗冲改性剂？ • 聚氯乙烯异型材为什么要严格控制成型温度？ • 硬质聚氯乙烯异型材的挤出成型工艺顺序怎么安排？ • 异型材挤出生产过程中发生故障及产生的原因有哪些？ • 从哪些方面来监控异型材的加工质量？ • 异型材成型加工中，怎么匹配牵引速度与挤出速度？ • 螺杆操作参数对异型材成型的影响有哪些方面？ • 强制进料螺杆的结构有什么特点？ 广东轻工职业技术学院高分子教研室

6. 3. 任务的实施 • 通过开机调整异型材的挤出生产线工艺参数 • 学生分组协同操作 广东轻工职业技术学院高分子教研室

7. 4. 任务深化 • 怎么控制成型中的成型温度、挤出工作压力和螺杆转速？ • 螺杆操作参数对异型材成型的影响有哪些方面？ 广东轻工职业技术学院高分子教研室

8. 5.归纳总结 • 挤出机认识选型； • 挤出机压缩段螺杆设计； • 挤出机工艺参数设定能力； • 挤出速度与牵引速度匹配能力； • 成型方法特性感悟能力 • 方法能力 （主要学习技巧方面） • 社会能力 （主要职业精神、团结协作方面） 广东轻工职业技术学院高分子教研室

9. 6.拓展 比较ABS异型材与PVC异型材挤出成型的工艺设 定和调整？ 广东轻工职业技术学院高分子教研室

10. 7.作业布置 根据任务的学习，撰写总结报告。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

11. 1. 加工助剂的作用 • 降低热塑性塑料混合物的粘度, 提高其流动性 • 加快材料的散热性能, 避免制品内部过热 • 降低材料在高剪切速率时的粘度, 使其不致断裂 • 降低材料与加工设备之间的粘附力和摩擦力 • 减少材料的滑移与粘着, 使其便于加工 • 改善填料的分散性, 使其与塑料能均匀混合 广东轻工职业技术学院高分子教研室

12. 2. 挤出机型号与型材规格的对应关系 挤出异型材用挤出机不需要特殊结构，只要正确地选用通用的挤出机。挤出软/硬质聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS等各种聚烯烃类塑料及工程塑料的小型异型材，主要采用单螺杆挤出机；如果用粉料（如：RPVC）或硬质大型异型材的挤出，则多选用双螺杆挤出机。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

13. 3. 螺杆的主要参数 • 螺杆的主要参数 • 螺杆直径: 通常指螺杆的外径，生产能力与螺杆直径成正比。国标中螺杆直径系列为（mm）：30，45，65，90，120，150，200。 • 螺杆的长径比（L/D): 指螺杆有效长度与螺杆直径之比。常与螺杆转速联合考虑，表示螺杆的塑化能力。长径比增大，塑化能力增强。 • 螺杆转速：挤出机的调速范围是螺杆的最低转速与最高转速的比值，一般为1：6。 • 几何压缩比：进料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

14. 其它螺杆参数： • 螺旋升角θ，一般螺距与螺杆直径相等，因此常规螺旋升角为17°42’ • 螺槽深度，加料段为h1，均化段为h3；先确定h1，再计算h3；h3对挤出机产量质量有较大影响。 • 螺棱宽度e，太小，漏流量增加；太大，增加动力消耗。 • 螺杆与料筒的间隙δ0，指径向间隙，国标中有明确规定。 • 螺纹头数，一般采用单头螺纹，也有双头螺纹。 • 螺杆头部形状，平头、尖头、球形、扇形、锥体和扁球形。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

15. 4. 螺杆的选用 4.1 螺杆机和压缩比的选择 广东轻工职业技术学院高分子教研室

16. 4.2 螺杆长径比的选择 螺杆长径比愈大，挤出量愈小，消耗的功率愈大，易引起热稳定性较差的树脂降解（RPVC）。螺杆直径较大的挤出机常采用较小的长径比。 4.3 均化段螺槽深浅的选择 热敏性塑料（PVC，POM）选用均化段螺槽较深的螺杆 热稳定性差的塑料选用均化段螺槽较浅的螺杆 广东轻工职业技术学院高分子教研室

17. 5. 牵引速度与挤出速度的匹配 • 牵引速度快慢直接影响制品的性能、外观及尺寸。牵引速度设定必须与挤出速度匹配。正常生产，牵引速度较挤出速度略快，约为1% -10%，以克服型材的离模膨胀。牵引速度与挤出速度的比值成为牵伸比（拉伸比），其大小反应制品可能发生的取向程度。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

18. 6. 单螺杆挤出机螺杆结构 物料自料斗加入到由机头挤出，要通过几个职能区：固体输送区、熔融区和熔体输送区。因此，可将将螺杆分为三段：加料段、压缩段、计量段，但与上述职能区不完全一致。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

19. 加料段 • 作用：将塑料压实，并向前输送； • 物料形状：固体颗粒状，加料段末端，塑料因受热变软。 • 压缩段 • 作用：塑料被压实、塑化，半熔融塑料内夹带的气体从加料口排出，塑料的传热和温度不断提高，该段的螺槽是逐渐变浅的。 • 物料形状：固体与熔体共存 • 计量段(又称均化段) • 作用：塑料进一步被塑化均匀，再被定压、定量、定温地挤出。该 段螺槽容积可以不变或逐渐变小，一般不变的。 • 物料形状：熔体 广东轻工职业技术学院高分子教研室

20. 7. 单螺杆与双螺杆挤出机的异同 • 单螺杆和双螺杆挤出机的相同之处在于： 它们都是由传动装置、加料装置、挤出系统、加热和冷却系统、控制系统、机头模具等几部分组成。 单螺杆和双螺杆挤出机的不同点都有哪些呢？ 广东轻工职业技术学院高分子教研室

21. 单螺杆和双螺杆挤出机的不同点： 双螺杆挤出机中有两根平行的螺杆置于一个“∞”形截面的料筒中。双螺杆挤出机的螺杆结构比单螺杆挤出机复杂得多，主要在于螺杆差别、螺杆旋转方向、啮合尺度等。 • 加料容易：双螺杆挤出机是靠正位移原理输送物料，无压力回流。单螺杆挤出机难以加入的很高或很低粘度，以及与金属有很宽范围摩擦系数的物料。 • 物料在双螺杆中停留时间短：适于那些停留时间较长就会固化或凝聚的物料，例如热固性粉末涂层材料。 • 优异的排气性能：由于双螺杆挤出机啮合螺杆的有效混合，排气部分的自洁功能使得物料在排气段能够获得完全更新的表面。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

22. 优异的混合、塑化效果：由于两根螺杆互相作用，物料在挤出过程中进行着较在单螺杆挤出机中远为复杂的运动，经受着纵、横向的剪切。 低的比功率消耗：与相同产量的单螺杆挤出机进行比较，双螺杆挤出机的能耗要少50％。因为双螺杆挤出机的螺杆长径比较单螺杆短，物料所需热量多由外热输入。而单螺杆挤出机螺杆的长径比要大20～30％，且机头和分流板、筛网增加了阻力。 容积效率非常高：双螺杆挤出机螺杆特性线比较硬，流率对口模压力的变化不敏感，用来挤出大截面的制品比较有效。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

23. 8. 强制进料螺杆应用 强制加料器：常用于粉状物料的加工，原因是它可增加粉料密度和充实螺槽，有效地提高产量。两方面提高产量：1. 压实粉料实际上就等于把较多的物料推进到每一个螺槽；2. 随着螺槽内粉料的压实，粉料被压向料筒表面上，故可得到使物料前进和熔融所必需的剪切力。 新型组合装置：锥形强制进料挤出机、单螺杆挤出机、真空排气装置、切粒装置等组成（见上图）。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

24. 9. 制定成型工艺卡 1) 产品的概况，包括简图、重量、壁厚、外形尺寸、有无侧凹和嵌件等。 2) 产品所用的塑料概况，如品名、型号、生产厂家、颜色、干燥情况等。 3) 所选的挤出机的主要技术参数，如挤出机与安装模具间的相关尺才、螺杆类型、额定功率等。 4) 注射成型条件，包括螺杆温度、机筒温度、模具温度、冷却介质温度、螺杆背压、挤出压力、挤出速度等等。 广东轻工职业技术学院高分子教研室