塑料成型加工之單螺桿擠出機(jī)的應(yīng)用
發(fā)布者：吸塑包裝-騰韻包裝制品 時間：2019-05-03
塑料之能進(jìn)行成型加工，是由其內(nèi)在特性所決定的。由高分子物理學(xué)得知，高聚物的存在有三種：即玻璃態(tài)、高彈態(tài)、和黏流態(tài)。在一定條件下，這三種物理狀態(tài)將發(fā)生互相轉(zhuǎn)化，塑料的擠出成型是在黏流態(tài)下進(jìn)行的。
塑料由料斗進(jìn)入料筒后，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下，由于料筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用向前輸送的動力，物料仍以固體狀態(tài)存在，隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)而被逐漸推向機(jī)頭方向。當(dāng)物料進(jìn)入壓縮段后，由于螺槽逐漸變淺及濾網(wǎng)、分流板，和機(jī)頭的阻力，在塑料中形成了很高的壓力，把物料壓得很密實(shí)，同時，在料筒外加熱器加熱和螺桿、料筒對物料的混合、剪切作用所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦熱的作用下，物料的溫度逐漸升高。
對于常規(guī)三段全螺紋螺桿來說，大約在壓縮段的1/3處，部分與料筒壁相接觸的塑料溫度達(dá)到黏流溫度，開始熔融。隨著物料的向前輸送，熔融的物料量逐漸增多，大約咋壓縮段的結(jié)束及計量段開始處，全部塑料熔融而轉(zhuǎn)變?yōu)轲ち鲬B(tài)；但這是各點(diǎn)的溫度和塑化尚不很均勻，經(jīng)過計量段螺桿的均化作用就比較均勻了；最好螺桿將熔融物料定量、定溫、定壓地擠入機(jī)頭。物料通過它便獲得一定截面的幾何形狀和尺寸，再經(jīng)過冷卻定型和其他工序，得到所需的成型制品。
為了便于研究和控制擠出過程，按照塑料在擠出機(jī)中的三種物理狀態(tài)的變化過程機(jī)對螺桿各部位的工作要求通常將擠出機(jī)的螺桿分成固體輸送區(qū)（加料段）、熔融區(qū)（壓縮段）和熔體輸送區(qū)（均化段）三種智能區(qū)和對應(yīng)的加料段、壓縮段、均化段或稱計量段三個幾何段。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，物料自料斗加熱到由機(jī)頭中擠出，要通過幾個只能區(qū)：固體輸送區(qū)、熔融區(qū)和熔體輸送去，與螺桿分成三段：即加料段、壓縮段（熔融段）、均化段（計量段）大部分是相吻合的。
加料段：塑料在此階段只發(fā)生攪拌、破碎和軟化，并不發(fā)生物態(tài)的轉(zhuǎn)變，溫度不能太高。該階段產(chǎn)生的推動力是否連續(xù)、均勻、穩(wěn)定，剪切應(yīng)變革的高低，破碎與攪拌是否均勻都影響這擠出的質(zhì)量和產(chǎn)量。
熔融段：在此階段，初步攪拌、破碎和軟化塑料，受螺桿的推擠作用、較高溫度的熱作用、與機(jī)筒和螺桿的摩擦作用、由于螺槽體積變小造成的壓力作用，使塑料熱交換作用加大，表里達(dá)到熱平衡，逐漸由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轲ち鲬B(tài)（可塑態(tài)）。此時塑料的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本改變，分子間張力極度松弛，除組成中特高分子量外，主體完成了塑化——即初步塑化，并且在壓力作用下，排除了固態(tài)物料中所含氣體，實(shí)現(xiàn)初步壓實(shí)。
均化段：該段螺紋深度最淺、螺槽容積最小，螺桿與機(jī)筒間產(chǎn)生的壓力最大，同時物料受到過濾網(wǎng)板的反作用力，在徑向壓力和軸向壓力的高壓作用下，使膠層壓實(shí)、致密，該段的溫度也最高，使經(jīng)過熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化，從而消除"顆粒"，使塑化充分均勻，所以該段稱為"均勻段"。因擠出量的大小由該段的容積決定，所以又叫"計量段"。
