1、挤出机螺杆的几个重要几何参数 作者:- 1、螺杆直径(D) a、与所要求的注射量相关: 射出容积=1/4*D2*S(射出行程)*0.85; b、一般而言,螺杆直径 D 与最高注射压力成反比,与塑化能力成正比。2、输送段 a 、负责塑料的输送,推挤与预热,应保证预热到熔点; b 、结晶性塑料宜长(如:POM、PA)非晶性料次之(如:PS、PU、ABS),热敏性最短(如:PVC)。3、压缩段 a、 负责塑料的混炼、压缩与加压排气,通过这一段的原料已经几乎全部熔解,但不一定会均匀混合; b、在此区域,塑料逐渐熔融,螺槽体积必须相应下降,以对应塑料几何体积的下降,否则料压不实,传热慢,排气不良;c、
2、一般占 25%以上螺杆工作长度,但尼龙(结晶性料)螺杆的压缩段约占 15%螺杆工作长度,高粘度、耐火性、低传导性、高添加物等塑料螺杆,占 40%50%螺杆工作长度,PVC 螺杆可占 100%螺杆工作长度,以免产生激烈的剪切热。4、计量段 a、 一般占 2025%螺杆工作长度,确保塑料全部熔融以及温度均匀,混炼均匀; b、计量段长则混炼效果佳,太长则易使熔体停留过久而产生热分解,太短则易使温度不均匀; c、 PVC 等热敏性塑料不宜停留时间过长,以免热分解,可用较短的计量段或不要计量段。5、进料螺槽深度,计量螺槽深度 a、 进料螺槽深度越深,则输送量越大,但需考虑螺杆强度,计量螺槽深度越浅,则塑
3、化发热、混合性能指数越高,但计量螺槽深度太浅则剪切热增加,自生热增加,温升太高,造成塑 胶变色或烧焦,尤其不利于热敏性塑料;b、计量螺槽深度=KD=(0.03.07)*D,D 增大,则K 选小值。 二、影响塑化品质的主要因素影响塑化品质的主要因素为:长径比、压缩比、背压、螺杆转速、料筒加热温度等。 1、长径比:为螺杆有效工作长度与螺杆直径的比值。a、 长径比大则吃料易均匀; b、热稳定性较佳的塑料可用较长的螺杆以提高混炼性而不烧焦,热稳定性较差的塑料可用较短的螺杆或螺杆尾端无螺纹。以塑料特性考虑,一般流长比如下: 热固性为 1416,硬质 PVC,高粘度PU 等热敏性为 1718,一般塑料为
4、1822,PC、POM等高温稳定性塑料为 2224。2、压缩比:为进料段最后一个螺槽深度与计量段第一个螺槽深度的比值。 a、 考虑料的压缩性、装填程度、回流等影响,制品要密实、传热与排气; b、 适当的压缩比可增加塑料的密度,使分子与分子之间结合更加紧密,有助于减少空气的吸取, 降低因压力而产生的温升,并影响输出量的差异,不适当的压缩比将会破坏塑胶的物性;c、 压缩比值越高,对塑料在料管内塑化过程中产生的温升越高,对塑化中的塑料产生较佳的混 炼均匀度,相对的出料量大为减少。d、 高压缩比适于不易熔塑料,特别具低熔化粘度,热稳定性塑料;低压缩比适于易熔塑料,特别具高熔化粘度、热敏性塑料。3、背压
5、 a、 增加背压可增加螺杆对熔融树脂所做的功,消除未熔的塑胶颗粒,增加料管内原料密度及其均匀程度;b、 背压被运用来提高料筒温度,其效果最为显著; c、 背压过大,对热敏性较高的塑料易分解,对低粘度的塑料可能会产生流涎现象,背压过小,注塑出的成品可能会有气泡。4、螺杆转速 a、 螺杆的转动速度直接影响塑料在螺旋槽内的切变; b、 小型螺杆槽较浅吸收热源快速,足够促使塑料在压缩段时间软化,螺杆与料筒壁间的摩擦热能较低,适宜高速旋转,增加塑化能力;c、 大型螺杆则不宜快速旋转,以免塑化不匀及造成过度摩擦热; d、 对热敏性较高的塑料,螺杆转速过大的话,塑料会很容易分解; e、 通常各尺寸螺杆有一定
6、的转速范围,一般转速 100150rpm;太低则无法熔化塑胶,太高则将塑料烧焦。5、电热温度设定 a、 使滞留于料筒及螺杆内的冷硬塑料熔融以利于螺杆转动,提供塑料获得熔融所需的一部分热 量;b、 设定比熔胶温度低 510(部分由摩擦热能提供); c、 射咀温度的调整也可用来控制流涎、冷凝料(塞咀)、牵丝等问题; d、 结晶性塑料一般温度控制:塑料种类 料筒温度 射出压力 kgf/cm2 HDPE(高密度聚乙烯) 180210 5001500 PP(聚丙烯) 200270 4001000 PA6(尼龙 6) 225280 7001000 PA66(尼龙 66) 260280 6001500 e、
7、非结晶性塑料塑料种类 料筒温度 注射压力 kgf/cm2 PS(聚苯乙烯) 180240 4001300 ABS(丙烯睛丁二烯苯乙烯共聚物) 200230 8001500 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯) 180220 7001500 PC(聚碳酸酯) 260310 8001500 改性 PPO(改性聚苯醚) 240280 8501400 硬质 PVC(硬质聚氯乙烯) 165185 10001500 注: a、以上为不添加玻璃纤维的非增强塑料。 b、料筒内熔胶温度通常高于筒外控制的温度。三、塑化料管组选用原则及过胶头组件设计(一)考虑要点:输送段、压缩段、计量段、三段比值、压缩比、计量段螺槽深、长径比、螺牙数.(二) 选用原则a、 欲得混炼效果佳的采用长径比大,螺牙数多,压缩比大,计量段螺槽浅的设计,例如:PA、PE、PP、POM;b、欲防止剪切过热现象的采用长径比小,螺牙数少,压缩段长,压缩比小,计量段螺槽较深的设计,例如:PC、PMMA、硬质 PVC、加玻璃纤维或防火料;c、 欲得高塑化率者,采用压缩比较小,计量段螺槽较深的设计。(三) 过胶头组件设计好的止逆阀应具备: a、 快速止逆速度能力; b、完全止逆能力,以维持最小的塑料回流现象; c、 料流顺畅,无死角以避免局部剪切热,而造成塑料劣化现象; d、耐磨损性,耐腐蚀性; e、能适合多种塑料使用