《第五章高分子材料基本》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章高分子材料基本（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、塑料的成型方法塑料的成型方法o挤出成型挤出成型o注射成型注射成型o模压成型模压成型o铸塑成型铸塑成型o模压烧结成型模压烧结成型o传递模塑传递模塑o压延成型压延成型o中空吹塑成型中空吹塑成型o热成型热成型o拉幅薄膜成型拉幅薄膜成型o冷成型冷成型 原料种类原料种类 （性质（性质）成型方式成型方式制品的用途制品的用途 制品形状制品形状一次一次成型成型二次二次成型成型第五章 塑料挤出成型挤出成型设备作业目的与要求挤出成型工艺目的与要求：1.了解挤出成型原理，了解挤出成型的优缺点。 2.掌握挤出成型工艺过程。 3.掌握单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。 第五章 塑料挤出成型挤出成型设备作业目的与要求挤出成型工
2、艺第一节 挤出成型概论一、挤出成型原理 将熔融的塑料自模具内以挤压的方式往外推出，而得到与模口相同几何形状的流体，冷却固化后，得到所要的零件。第五章 塑料挤出成型挤出成型设备作业目的与要求挤出成型工艺 第一节第一节 挤出成型概论挤出成型概论挤出成型适用范围挤出成型适用范围原料：热塑性塑料原料：热塑性塑料产品：产品：管材、薄膜、板材、片材、棒材、异型材、管材、薄膜、板材、片材、棒材、异型材、管材、薄膜、板材、片材、棒材、异型材、管材、薄膜、板材、片材、棒材、异型材、 电线电缆包覆物、单丝、撕裂膜、打包带、网电线电缆包覆物、单丝、撕裂膜、打包带、网电线电缆包覆物、单丝、撕裂膜、打包带、网电线电缆包
3、覆物、单丝、撕裂膜、打包带、网挤出成型的优点挤出成型的优点挤出成型的缺点挤出成型的缺点第五章 塑料挤出成型挤出成型设备作业目的与要求挤出成型工艺第一节 挤出成型概论二、挤出成型设备控制系统控制系统挤出挤出机组机组 挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身 机头机头机头机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置辅机：辅机：挤出机：挤出机：单螺杆挤出机单螺杆挤出机传动装置传动装置加料装置加料装置机筒机筒螺杆螺杆机头与口模机头与口模单螺杆挤出机结构示意图单螺杆挤出机结构示意图1-机座机座 2-电动机电动机 3-传动装置传动装置 4-料斗料斗 5-料斗冷却区料斗冷却区 6-机筒机筒7-料筒加
4、热器料筒加热器 8-热点偶控温点热点偶控温点 9-螺杆螺杆 10- 过滤网及多孔板过滤网及多孔板11-机头加热器机头加热器 12-机头机头 13-挤出物挤出物螺杆的结构形式与其螺杆的结构形式与其三个主要工作区三个主要工作区 加料段：加料段：起预热、压实、输送物料的作用，螺槽深度不变起预热、压实、输送物料的作用，螺槽深度不变II 压缩段：压缩段：螺槽深度逐渐变小；起熔融物料、去阶气体等螺槽深度逐渐变小；起熔融物料、去阶气体等III 均均化段（计量段）：化段（计量段）：螺槽深度通常为常数；起进一步塑化螺槽深度通常为常数；起进一步塑化 均匀物料、并将其定量定压的送入机头口模的作用。均匀物料、并将其定
5、量定压的送入机头口模的作用。表示螺杆结构特征的基本参数表示螺杆结构特征的基本参数o基本参数：基本参数：直径、长径比、压缩比、螺距、直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺螺槽深度、螺旋角、旋角、 螺杆与机筒的间隙、螺头结构等螺杆与机筒的间隙、螺头结构等直径直径D：用来表示挤出机的大小规格用来表示挤出机的大小规格, 常见的螺杆直径为常见的螺杆直径为45 150毫米毫米, 螺杆直径增大，加工能力提高螺杆直径增大，加工能力提高长径比长径比(L/D): 螺杆工作部分有效长度与直径之比，螺杆工作部分有效长度与直径之比， 通常为通常为 1825。 L/D大，能改善物料温度分布，有利于塑料的混合和塑大，能改
6、善物料温度分布，有利于塑料的混合和塑化化;能减少能减少 漏流和逆流，提高挤出机的生产能力漏流和逆流，提高挤出机的生产能力; L/D过大，塑料受热时间增长而降解过大，塑料受热时间增长而降解; 螺杆自重增加，螺杆自重增加，自由端挠自由端挠 曲下垂，造成螺杆与机筒的间隙不均匀曲下垂，造成螺杆与机筒的间隙不均匀;给螺给螺 杆和机筒的加工制造带来困难杆和机筒的加工制造带来困难; L/D过小，易引起物料的混炼、塑化不良。过小，易引起物料的混炼、塑化不良。表示螺杆结构特征的基本参数表示螺杆结构特征的基本参数塑料在挤出机中的状态及流动塑料在挤出机中的状态及流动o固体输送固体输送加料段加料段o熔化过程熔化过程压
7、缩段压缩段o熔体输送熔体输送均化段均化段迁移面 熔膜的形成熔膜的形成 熔池的形成熔池的形成随着螺杆的转动，筒壁上的熔膜随着螺杆的转动，筒壁上的熔膜 被强制刮下来被强制刮下来。刮下的聚合物熔刮下的聚合物熔 体移动到螺杆根部体移动到螺杆根部，然后再次被然后再次被 根部扫起来形成旋转运动根部扫起来形成旋转运动，在螺在螺 纹推进面前方形成一熔池纹推进面前方形成一熔池 熔池的扩大熔池的扩大全部熔融全部熔融是在一个是在一个“”字形机筒字形机筒内，由两根互相啮合的螺内，由两根互相啮合的螺杆组成。螺杆可以是整体杆组成。螺杆可以是整体或组装，同向旋转或异向或组装，同向旋转或异向旋转，平行或锥形的旋转，平行或锥形
8、的 双螺杆挤出机双螺杆挤出机双螺杆挤出机和单螺杆双螺杆挤出机和单螺杆挤出机工作原理比较挤出机工作原理比较o物料在单螺杆挤出机中的输送是依靠物料与机物料在单螺杆挤出机中的输送是依靠物料与机筒的摩擦力筒的摩擦力o而双螺杆挤出机则为而双螺杆挤出机则为“正向输送正向输送”，有强制将，有强制将物料向前输送的作用，另外，双螺杆挤出机在物料向前输送的作用，另外，双螺杆挤出机在两根螺杆的啮合处还对物料产生剪切作用两根螺杆的啮合处还对物料产生剪切作用第五章 塑料挤出成型挤出成型设备作业目的与要求挤出成型工艺第一节 挤出成型概论三、挤出成型工艺塑化塑化成型成型定型定型1.原料的准备干燥、去杂质处理2.挤出成型挤出
9、机预热加入塑料熔融塑化由机头挤出成型3.塑件的定型与冷却管材的定径第五章 塑料挤出成型挤出成型设备作业目的与要求挤出成型工艺第一节 挤出成型概论三、挤出成型工艺3.塑件的定型与冷却第五章 塑料挤出成型挤出成型设备作业目的与要求挤出成型工艺第一节 挤出成型概论三、挤出成型工艺4.塑件的牵引、卷取和切割四、挤出成型工艺条件温度温度压力压力挤出速度挤出速度牵引速度牵引速度不同的塑件，牵引速度不同。牵引速度略大于挤出速度在冷却得同时，连续均匀地将塑件引出。第五章 塑料挤出成型挤出成型设备作业目的与要求挤出成型工艺第一节 挤出成型概论四、挤出成型工艺条件1.温度2.压力 合理控制螺杆转速，保证温控系统的
10、精度，以减小压力波动。口模的温度比机头温度可稍低一些，但要保证塑料有良好的流动性。机头的温度控制在塑料热分解温度以下加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段的温度可高一些。第五章 塑料挤出成型挤出成型设备作业目的与要求挤出成型工艺 牵引速度与挤出速度的比值，其值等于或大于1 1。第一节 挤出成型概论四、挤出成型工艺条件3.挤出速度4.牵引速度 单位时间内由挤出机头和口模中挤出的塑化好的物料量或塑件长度。它表示挤出能力挤出能力的高低。牵引速度与挤出速度相当，可略大于略大于挤出速度。牵引比牵引比 第二节 通用塑料制品挤出工艺简介 概 述 挤出成型：也称挤出模塑或挤出成型，应用：热塑性塑料，由挤出制成的
11、产品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆的涂理和涂层制品等热固性塑料：仅限于少数几种塑料，且挤出制品的种类也有限。 挤出过程：分为两个阶段：第一个阶段是使固态塑料塑化(即变成粘性流体)并在加压情况下使其通过特殊形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体；第二阶段则是用适当的处理方法使挤出的连续体失去塑性状态而变为固体，即得所需制品 挤出设备 挤出成套设备：挤出机（主机）机头和口模、定型辅助机等几部分组成。 第二节 通用塑料制品挤出工艺简介 挤出机单螺杆挤出机 基本结构：转动装置加料装置料筒螺杆 螺杆直径(mm)双螺杆挤出机结构：传动、加料、料筒、螺杆等。机头和口模口模：挤出机末端的
12、有孔部件，使得挤出物形成规定的横截面形状。多孔板（筛板）：旋转变直线，增压，支撑滤网，滤去杂质。口模组成：分配腔，引流道，口模成型段口模设计的主要因素：流道设计，结构设计、温度控制设计方法：经验设计为主，理论分析辅助设计程序：首先分析流量分布、压力降、停留时间，稳定流动状态，其次，制品形状尺寸、聚合物的稳定性、模具的安装、结构形式。圆孔形口模类别：圆棒、单丝、造粒流动特点：一维流动，沿半径变化，轴向不变设计平直部分与直径的比小于扁平口模制品：平膜小于0.25mm片材（大于0.25mm）流道结构：圆形狭缝型，三种形式环型口模制品：管子、管状薄膜、吹塑型坯、电线（缆）流道结构：支架、直角、螺旋芯模
13、、储料缸异型口模异型制品：从任一口模挤出而得到的具有不规则截面的半成品，开放式、中空式。设计特点：流变指导、经验设计、反复修模挤出机的辅助设备 辅助设备三类：1挤压前处理物料的设备 2处理挤出物的设备3控制生产条件的设备 三类设备不仅随制品的种类、对制品质量的要求以及自动化程度等的不同面有差别，而且每一种设备的类型也有不同的形式。 挤出机的一般操作方法 1、准备工作 2、加热(提前小时) 3、上紧机头 （温度升高后紧固） 4、开车启动 ，严格低速启动 5、停车将挤出机内的塑料尽可能挤完，以便下次操作。挤压时应注意的安全项目有：电、热、机械的转动和笨重部件的装卸等。拆除时应先拆出螺杆，后拆料筒，
14、而安装时则应先装料筒，后装螺杆。 一、管材一、管材生产线生产线 二、吹塑薄膜用于吹塑PP（聚丙烯）、HDPE（高密度聚乙烯）、LDPE（低密度聚乙烯）、LLDPE（线性低密度聚乙烯）等塑料薄膜，透明，有光泽、不透气且无毒，广泛应用于服装、食品、纺织品、日用品、及其它商业或工业用的包装。黎明职业大学 轻纺系三、挤出流延薄膜加工工艺n1、挤出流延薄膜工艺流程和生产线中主要装置n（3）流延生产线中的冷却装置n冷却辊、剥离辊、制冷系统及气刀、辅助装置n2、流延PP薄膜工艺参数举例n（1）树脂的选用 （2）温度 （3）速度n（4）气刀控制 （5）收卷张力 （6)电晕处理黎明职业大学 轻纺系四、挤出法塑料
15、板材加工工艺n1、工艺流程和生产线中的主要设备n（3）三辊压光机（简称压光机）n2、挤出板材工艺参数控制n（1)温度控制n挤出温度、三辊压光机的温度n（2）其他工艺参数的控制黎明职业大学 轻纺系五、塑料丝的加工工艺n1、塑料单丝的挤出加工工艺n（1）挤出机控温n（4）初生丝拉伸n2、塑料扁丝的挤出加工工艺六、其他挤出制品加工工艺黎明职业大学 轻纺系异型材：异型材：异型材：异型材：通过挤出成型工艺制得，横向截面相同，为非圆形、环形等常规形状通过挤出成型工艺制得，横向截面相同，为非圆形、环形等常规形状的各种复杂形状的连续型体。的各种复杂形状的连续型体。塑料异型材特点：塑料异型材特点：塑料异型材特点
16、：塑料异型材特点：美观、轻质、节能、低成本、耐腐蚀、安装方便等美观、轻质、节能、低成本、耐腐蚀、安装方便等应用：应用：应用：应用：建筑、电器、家具、交通运输、土木、水利、日用品等领域。软质异型建筑、电器、家具、交通运输、土木、水利、日用品等领域。软质异型材主要用作衬垫和密封，硬质异型材主要用作结构材料材主要用作衬垫和密封，硬质异型材主要用作结构材料异型材成型的塑料材料：异型材成型的塑料材料：异型材成型的塑料材料：异型材成型的塑料材料：聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABSABS塑料、聚甲基丙烯酸塑料、聚甲基丙烯酸甲酯等甲酯等 1.认识异型材认识异型材2.生产设备流程图生产设
17、备流程图3. 冷却冷却定型装置 一般由冷却定型台、真空系统、水冷却系统、冷却定型台移动系统一般由冷却定型台、真空系统、水冷却系统、冷却定型台移动系统和操作控制盘等组成和操作控制盘等组成4. 牵引装置牵引装置 n n作用：克服型材在定型模内的摩擦阻力而均匀地牵引型材，使挤出作用：克服型材在定型模内的摩擦阻力而均匀地牵引型材，使挤出过程稳定进行。过程稳定进行。n n由于异型材形状复杂，有效面积上摩擦阻力大，要求牵引力也较大，由于异型材形状复杂，有效面积上摩擦阻力大，要求牵引力也较大，同时为保证型材壁厚、尺寸公差、性能及外观要求，必须使型材挤同时为保证型材壁厚、尺寸公差、性能及外观要求，必须使型材挤
18、出速度和牵引速度匹配。出速度和牵引速度匹配。n n异型材挤出常用牵引机有辊轮式、履带式和皮带式三种。异型材挤出常用牵引机有辊轮式、履带式和皮带式三种。5. 切割及卸料切割及卸料牵引切割机牵引切割机制品堆放架制品堆放架1.1.异型管材：异型管材：壁厚均匀的全中空型材，无锐角或肋。壁厚均匀的全中空型材，无锐角或肋。2.2.中空异型材：中空异型材：截面是封闭的中空，由一个或几个截面是封闭的中空，由一个或几个中空室组成，壁厚往往不同，大多数有拐角和肋。中空室组成，壁厚往往不同，大多数有拐角和肋。3.3.开放式（敞口）异型材：开放式（敞口）异型材：截面没有封闭空腔，形截面没有封闭空腔，形状和壁厚复杂多样
19、。状和壁厚复杂多样。4.4.半开（隔空）式异型材：半开（隔空）式异型材：截面兼有封闭和开放空截面兼有封闭和开放空腔，结构不对称，带锐角或加强筋，壁厚不均匀。腔，结构不对称，带锐角或加强筋，壁厚不均匀。5.5.实心异型材：实心异型材：截面为实心的圆、方形等各种形状，截面为实心的圆、方形等各种形状，包括超厚壁异型材等。包括超厚壁异型材等。6.6.复合型异型材：复合型异型材：不同颜色、种类的塑料，非塑料不同颜色、种类的塑料，非塑料镶嵌件或大组分的填料镶嵌件或大组分的填料( (木粉木粉) )复合成型。常见：复合成型。常见：双色、软硬、双料共挤；钢塑、木塑复合等。双色、软硬、双料共挤；钢塑、木塑复合等。6. 异型材截面形状异型材截面形状第五章 塑料挤出成型挤出成型设备作业目的与要求挤出成型工艺作业P117 2,3
