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塑胶原料重要原则
作者:管理员    发布于:2013-07-13 10:07:39    文字:【】【】【
1.机械原则
挤出 的基本机理很简单——一个 螺杆在筒体中转动并把塑料向前推动。螺杆 实际上是一个斜面或者斜坡,缠绕在中心层上。其目 的是增加压力以便克服较大的阻力。就一台挤出机而言,有3种阻力需要克服:固体颗粒(进料)对筒 壁的摩擦力和螺杆转动前几圈时(进料区)它们 之间的相互摩擦力;熔体 在筒壁上的附着力;熔体 被向前推动时其内部的物流阻力。
多数 单螺杆是右旋螺纹,像木 工和机器中使用的螺杆和螺栓。如果从后面看,它们是反向转动,因为 它们要尽力向后旋出筒体。在一 些双螺杆挤出机中,两个 螺杆在两个筒体中反向转动并相互交叉,因此 一个必须是右向的,另一个必须是左向的。在其它咬合双螺杆中,两个 螺杆以相同的方向转动因而必须有相同的取向。然而,不管 是哪种情况都有吸收向后力的止推轴承,牛顿的原理依然适用。
2.热原则
可挤 出的塑料是热塑料——它们 在加热时熔化并在冷却时再次凝固。熔化 塑料的热量从何而来?进料预热和筒体/模具 加热器可能起作用而且在启动时非常重要,但是,电机输入能量——电机 克服粘稠熔体的阻力转动螺杆时生成于筒体内的摩擦热量——是所 有塑料最重要的热源,小系统、低速螺杆、高熔 体温度塑料和挤出涂层应用除外。
对于所有其他操作,认识 到筒体加热器不是操作中的主要热源是很重要的,因而 对挤出的作用比我们预计的可能要小(见第11条原则)。后筒 体温度可能依然重要,因为 它影响齿合或者进料中的固体物输送速度。模头 和模具温度通常应该是想要的熔体温度或者接近于这一温度,除非 它们用于某具体目的像上光、流体 分配或者压力控制。
3.减速原则
在多数挤出机中,螺杆 速度的变化通过调整电机速度实现。电机通常以大约1750rpm的全速转动,但是 这对一个挤出机螺杆来说太快了。如果 以如此快的速度转动,就会 产生太多的摩擦热量而且塑料的滞留时间也太短而不能制备均匀的、很好搅拌的熔体。典型的减速比率在10:1到20:1之间。第一 阶段既可以用齿轮也可以滑轮组,但是 第二阶段都用齿轮而且螺杆定位在最后一个大齿轮中心。  
有时 减速率与任务匹配有误——会有 太多的能量不能使用——而且 有可能在电机和改变最大速度的第一个减速阶段之间增加一个滑轮组。这要 么使螺杆速度增加到超过先前极限或者降低最大速度允许该系统以最大速度更大的百分比运行。这将增加可获得能量、减少 安培数并避免电机问题。在两种情况中,根据 材料和其冷却需要,输出可能会增加。
4.进料担当冷却剂
挤出是把电机的能量——有时是加热器的——传送到冷塑料上,从而 把它从固体转换成熔体。输入 进料比给料区中的筒体和螺杆表面温度低。螺杆 根表面也被进料冷却并被塑料进料颗粒(及颗粒之间的空气)从筒壁上绝热。如果螺杆突然停止,进料也停止,并且 因为热量从更热的前端向后移动,螺杆 表面在进料区变得更热。这可 能引起颗粒在根部的粘附或搭桥。
5.在进料区内,粘到 筒体上滑到螺杆上
为了 使一台单螺杆挤出机光滑筒体进料区的固体颗粒输送量到达最大,颗粒 应该粘在筒体上并滑到螺杆上。如果 颗粒粘在螺杆根部,没有 什么东西能把它们拉下来;通道 体积和固体的入口量就减少了。在根 部粘附不好的另一个原因是塑料可能会在此处热炼并产生凝胶和类似污染颗粒,或者 随输出速度的变化间歇粘附并中断。
多数 塑料很自然地在根部滑动,因为 它们进入时是冷的,而且 摩擦力还没有把根部加热到和筒壁一样热。一些 材料比另一些材料更可能粘附:高度塑化PVC,非晶体PET,和 某些 最终使用中想要的有粘附特性的聚烯烃类共聚合物。 pvc塑胶原料
带槽 筒体是一种特殊情况。槽在进料区,进料 区与筒体其余部分是热绝缘的并是深度水冷的。螺纹 把颗粒推入槽内并在一个相当短的距离内形成一个很高的压力。这增 加了相同输出较低螺杆转速的咬合允量,从而 前端产生的摩擦热量减少,熔体温度更低。这可 能意味着冷却限制吹制膜生产线中更快的生产。槽特别适合于HDPE,它是 除过氟化塑料之外最滑的普通塑料。
6.材料的花费最大
在某些情况下,材料 成本可以占到产成本的80%——多于 其他所有因素之和——除过 少数质量和包装特别重要的产品比如医用导管。这个 原则自然引出两个结论:加工 商应该尽可能多地重复使用边角料和废品来代替原材料,并尽 可能严格地遵守容差以免背离目标厚度及产品出现问题。
7.能源 成本相对来说并不重要
尽管 一个工厂的吸引力和真正问题和上升的能源成本在同一水平线上,运行 一台挤出机所需的能源仍然是总生产成本中很少一部分。情况 总是这样的因为材料成本非常高,挤出 机是一个有效的系统,如果 引入了过多能量那么塑料就会很快变得非常热以致于无法正常加工。
8.螺杆 末端的压力很重要
这个 压力反映螺杆下游所有物体的阻力:过滤 网和污染扎碎机板、适配器输送管、固定搅拌器(如果有)以及模具自身。它不 但依赖于这些组件的几何图形还依赖于系统中的温度,这反 过来又影响树脂粘度和通过速度。它不依赖于螺杆设计,它影响温度、粘度和通过量时除外。就安全原因来说,测量温度是很重要的——如果它太高,模头 和模具可能爆炸并伤害附近人员或机器。
在制造空心部件时,比如 使用支架对核心定位的蜘蛛模具制造的管子,必须 在模具内产生很高的压力来帮助分开的物流重新组合。否则,沿焊 接线的产品可能较弱并且在使用时可能出现问题。
9.输出=最后一个螺纹的位移+/-压力物流和泄漏
最后 一个螺纹的位移叫做正流,只依 赖于螺杆的几何形状、螺杆速度和熔体密度。它由压力物流调节,实际 上包括了减少输出量的阻力效果(由最高压力表示)和增 加输出量的进料中的任何过咬合效果。螺纹 上的泄漏可能是两个方向中的任意一个方向。
10.剪切 率在粘度中起主要作用
所有 普通塑料都有剪力下降特性,意思 是在塑料运动得越来越快时粘度变低。一些 塑料的这个效果表示得特别明显。例如一些PVC在推 力增加一倍时流速会增加10倍或更多。熔体 系数是粘度的一个常用的测量方法但却是颠倒的(比如是流量/推力而不是推力/流量)。可惜,其测量是在剪切率在10s-1或更 小时而且在熔体流速很快的挤出机中可能不是一个真实的测量值。 电机与筒体对立,筒体与电机对立:为什 么筒体的控制效果并非总是和期望的一样,特别是在测量区内?如果对筒体加热,筒壁 处的材料层粘度变小,电机 在这个更加光滑的筒体内运行需要的能量更少。电机电流(安培数)下降。相反地,如果筒体冷却,筒壁 处的熔体粘度增大,电机 必须更加用力地转动,安培数增加。

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