挤出机螺杆的几个重要几何参数

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 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 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 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 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 P E 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