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工艺技术之塑料挤出温度

发布日期:2018-01-11 作者:蚂蚁新城 点击:

 在塑料的挤出过程中,物料聚集态的转变以及决定物料流动的粘度都取决于温度,因此,温度是塑料挤出工艺中Z重要的工艺参数。

    由于温度影响着塑料的熔融过程和熔体的流动性,因此挤出温度就和挤出工艺制品的质量有着密切的关系。有研究指出,低温挤出有以下优点:保持挤出塑料层的形状比较容易;由于挤包层中热能较小,缩短了冷却时间;此外温度低还会减少塑料降解,这对聚氯乙稀是很重要的。但挤出温度过低,会使挤包层失去光泽,并出现波纹、不规则破裂等现象;另外温度低,塑料熔融区延长,从均化段出来的熔体中仍夹杂有固态物料,这些未熔物料和熔体一起成型于制品上,其影响是不言而喻的。温度对产品的物理性能影响是复杂的,新疆电缆乙烯类塑料绝缘层抗张强度与挤出温度有关,对应于Z大抗张强度有一Z佳挤出温度。提高低密度聚乙烯护套的挤出温度,能提高抗应力开裂强度。但也应当指出,挤出温度过高,易使塑料焦烧,或出现“打滑”现象;另外温度高挤包层的形状稳定性差,收缩率增加,甚至会引起挤出塑料层变色和出现气泡等。

    挤出物料的热量来自机筒加热和螺杆旋转剪切的粘性耗散和摩擦。前者在运行初期是很重要的,后者在运行稳定后是主要的。升高机筒温度很自然的会增加从机筒到塑料的热交换。在挤出稳定运行后,螺杆旋转剪切变形的粘性耗散和摩擦热量,常常会使塑料达到或超过所需温度。此时机内控制系统切断加温电源,挤出机进入“自然挤出”过程,并应视情况对机筒和螺杆进行冷却。实践经验指出,冷却螺杆还有助于改善挤出质量,但同时也降低了挤出流率。改善质量是由于冷却使螺杆均化段的有效槽深减少,增强了剪切作用。挤出过程中温度不是孤立的,在流率不变,螺杆转数不变时,增加挤出温度会使挤出压力降低。在低流率下,温度对压力的影响是很明显的,但影响会随流率的增加而逐渐减少。挤出温度增加,还使所需螺杆的功率也降低了。

    由于塑料品种的不同,甚至同种塑料(如聚乙烯)由于其结构组成的不同,其挤出温度控制不尽相同。如下表,列出了电线电缆生产中几种塑料的挤出温度,应指出表中操作温度的比较,只有对同一设备才有意义。设备不同,机筒壁厚薄不一样,测温点的深浅不一样,而且测温仅是测机筒和机头的温度,与物料的实际温度也不一样,应随时观察挤出过程中塑料的塑化质量,并调节温控。

 加料段采用低温,这是由加料段承担的“任务”决定的,加料段要产生足够的推力,机械剪切并搅拌混合,如温度过度,使塑料早期熔融,不但导致挤出过程中的分解,而且引起“打滑”,造成挤出压力波动,并因过早熔融,而致混合不充分,塑化不均匀,所以这一段温度一般用低温。

    熔融段的温度要有幅度较大的提高,这是因为塑料在该段要实现塑化的缘故,只有达到一定的温度才能确保大部分组成得以塑化。

    均化段的温度Z高,塑料在熔融段已大部分塑化,而其中小部分高分子组成尚未开始塑化,就进入均化段,这部分组成尽管很少,但其塑化是必须实现的,这时其塑化的温度往往需要更高。因此,均化段的挤出温度有所升高是必要的,有些时候,可以维持不变,而赖以塑化时间的延续,实现充分塑化。挤出工艺

    机脖的温度要保持均化段的温度或稍有降低,这是因为塑胶挤出筛板变旋转运动为直线运动,而且由于筛板上的孔将塑胶熔体分散为条状物,在进入机头时必须在其熔融状态下将其彼此压实,显然温度下降太多是不行的。

    机头承接已塑化均匀且由机脖压实的熔体塑料,起继续挤压使之密实之作用,塑胶在此有固定的表层与机头内壁长期接触,若温度过高,势必出现分解甚至是焦烧,特别是在机头的死角处,因此机头温度一般要下降。

    目前挤出机中模口采用的温度升高、降低都有实例,一般模口温度升高可使表面光亮,但模口温度过高,不但会造成表层分解,更会造成成型冷却的困难,使产品难于定型,易于下垂自行形变或压扁变形。

    因此,尽管各种塑料的挤出温度的控制高低不一,但都有一个普遍的规律,即从加料段起到模口止,都有一个温度从低-高-低的变化规律。如果挤出过程中温度控制的不合适,塑料就会产生很多缺陷,影响挤出制品的质量。

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