挤出成型温度控制设备生产厂家 (挤出成型模具订购)

高分子材料的成型加工是使其成为具有实用价值产品的途径,而且高分子材料可以用多种方法来成型加工。

它可以采用注射、挤出、压制、压延、缠绕、铸塑、烧结、吹塑等方法来成型制品,也可以采用喷涂、浸渍、黏结和沸腾床等离子喷涂等方法将高分子材料覆盖在金属或非金属基体上,还可以采用车、磨、刨、铣、刮、锉、钻以及抛光等方法来进行二次加工。

虽然高分子材料的加工方法有很多,但其中最主要及最常用的加工方法是挤出成型、注射成型、吹塑成型和压制成型这四种成型方法。

挤出成型

挤出成型也称为挤塑,它是在挤出成型机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。它是用加热或其他方法使塑料成为流动状态,然后在机械力 (压力)作用下使其通过塑模(口模)而制成连续的型材。挤出成型几乎能加工所有的热塑性塑料和某些热固性塑料。

目前用挤出法加工的塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚丙烯酸酯类、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯、聚偏氯乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯等热塑性塑料以及酚醛、脲醛等热固性塑料。

挤出成型的塑料制品有薄膜、管材、板材、单丝、电线电缆包层、棒材、异型截面型材、中空制品以及纸和金属的涂层制品等。此外,挤出成型还可用于粉料造粒、塑料着色、树脂掺和等。挤出成型在塑料成型加工工业中占有很重要的地位。

挤出成型不但劳动生产率高,而且挤出产品均匀密实,只要更换机头就可以改变产品的断面形状。尤其在塑料制品应用越来越广泛、塑料制品的需要量越来越大的形势下,挤出成型设备比较简单,工艺容易控制、投资少、收效大,因而更具有特殊的意义。

挤出过程中,从原料到产品需要经历三个阶段:第一阶段是塑化,就是经过加热或加入溶剂使固体物料变成黏性流体;第二阶段是成型,就是在压力的作用下使黏性流体经过口模而得到连续的型材;第三阶段是定型,就是用冷却或溶剂脱除的方法使型材由塑性状态变为固体状态。挤出成型机和一些附属装置就是完成这三个过程的设备。

按照塑料塑化的方法不同,挤出工艺可分为干法和湿法两种。干法的塑化是靠加热将塑料变为熔融体,塑化和加压可在同一设备内进行,其定型处理仅为简单的冷却。湿法的塑化则是用溶剂将塑料充分软化,塑化和加压必须分成两个独立的过程,定型时须使溶剂脱除,操作比较复杂,同时还要考虑溶剂的回收问题。湿法挤出虽具有塑化均匀和避免塑料过度受热等优点,但基于上述缺点,它的适应范围仅限于硝酸纤维素和少数乙酸纤维素料的挤出。

按照塑料加压方式的不同,挤出工艺又可分为连续和间歇两种。前一种所用设备为螺杆挤出成型机,后一种为柱塞式挤出成型机。螺杆挤出机进行挤出时,装入料斗的塑料借助转动的螺杆进入加热的料筒中(湿法挤出不需加热),由于料筒的传热、塑料之间的摩擦以及塑料与料筒及螺杆间的剪切摩擦热,使塑料熔融而呈流动状态。

与此同时,塑料还受螺杆的搅拌而均匀混合,并不断前进,最后塑料在口模处被螺杆挤出到机外而形成连续体,经冷却凝固,即成产品。柱塞式挤出成型机的主要部件是一个料筒和一个由液压操纵的柱塞。操作时,先将一批已预先塑化好的塑料加入料斗内,而后借柱塞的压力将塑料挤出口模处。料斗内的塑料挤完后,应立即退回柱塞,以便进行下一次操作。

柱塞挤出成型机的优点是能给予塑料以较大的压力,而缺点是操作不连续,且塑料还要预先塑化,因而应用很少,只有挤出聚四氟乙烯塑料和硬聚氯乙烯大型管材等方面尚有应用。

近年来,随着塑料工业的发展,对成型设备也提出了更多的要求。在挤出成型设备方面,目前主要是向高速、大型、自动化以及制造特殊挤出成型机(多螺杆、排气式) 等方面发展。

由于目前用于挤出成型的绝大多数都是热塑性塑料,且又是采用连续操作和干法塑化,在设备方面,目前单螺杆挤出成型机应用最广泛。现在,对单螺杆挤出机做一下简单的介绍。单螺杆挤出机主要由以下五个部分组成:传动装置、加料装置、料筒、螺杆和机头。

(1)传动装置传动装置是带动螺杆传动的装置,通常由电动机、减速箱和轴承等组成。在挤出过程中,要求螺杆转速稳定,不随螺杆负荷的变化而改变,因为螺杆转速若有变化,将会引起料流压力的波动,造成供料速度不均匀而出现废品。因而在正常操作情况下.不管螺杆负荷是否变化,螺杆转速应该稳定。但是在有些场合又要求螺杆能变速,以便使同一台挤出机能挤出不同的制品或不同的物料。为此,传动装置一般采用交流整流子电动机、直流电动机等装置,以达到无级变速。一般螺杆转速为10-100r/min。

(2)加料装置供给挤出机的物料多采用粒料,也可采用带状料或粉料。装料设备通常使用锥形加料斗,料斗底部有截断装置,侧面有视孔和计量装置。在挤出成型时,对物料一般要求是料粒均匀和含水量达到最低标准。因此,料斗容量不宜过大,以免烘干的物料在料斗中停留时间过长而吸收空气中的水分。一般料斗的容量以能容纳 1h 的用料较好。现在有的料斗还带有真空装置、加热装置和搅拌器。

(3)料筒 料筒也可称为机筒,由于物料在料筒内要经受高温、高压,因此料筒一般要选用耐温、耐压、强度高、坚固耐磨、耐腐蚀的合金钢或内衬合金钢的复合钢管制成。料筒的外部设有分区加热和冷却装置,而且还附有热电偶和自动仪表等。料筒冷却系统的主要作用是防止物料过热或者是在停车时使之快速冷却,以免物料降解。料筒的长度一般为其直径的 15~30 倍,以便使物料受到充分加热和塑化均匀。有的料筒刻有各种沟槽以增大与物料间的摩擦力。

(4)螺杆 螺杆是挤出机最主要的部件,被称为是挤出机的心脏。通常是用耐热耐腐蚀高强度的合金钢制成。通过螺杆的转动,料筒内的物料才能发生移动。

挤出成型的产品,挤出成型

螺杆结构按压缩比(螺杆尾部螺槽的容积和螺杆头部螺槽的容积之比) 的大小和形成压缩方式的不同,可分为渐变型和突变型两种。渐变型的螺槽深度是逐渐增加的,而突变型螺槽深度往往在一个螺距内完成所要求的变化。

螺杆的直径决定挤出机生产能力的大小,直径增大,则加工能力提高。螺杆的长径比 (L/D),即螺杆的有效长度与直径之比决定挤出机的塑化效率。长径比大,则能够改善物料温度的分布,有利于物料的混合和塑化,并能够减少漏流和逆流,可提高挤出机的生产能力。而且长径比大的螺杆适应性强,可用于多种物料的挤出。

物料沿螺杆向前移动时,经历着温度、压力和黏度等的变化,这种变化在螺杆全长范围内是不相同的,根据物料的变化特征可将螺杆分为加料段、压缩段和均化段。

加料段的作用是将料斗供给的物料送往压缩段,物料一般保持固体状态,但由于受热也会部分熔融。加料段长度随工程塑料的品种而异,一般挤出结晶性品种为最长,硬性非结晶性品种次之,软性非结晶性品种最短。压缩段(又称迁移段) 的作用是压实物料,使物料由固体转化为熔融体,并排除物料中的空气。

螺杆对物料产生较大的剪切作用和压缩。长度主要与物料的熔点有关。均化段(又称计量段)的作用是将熔融物料定量定压地送入机头,使其在口模中成型。均化段的螺槽容积与加料段一样恒定不变。为避免物料因滞留在螺杆头端面死角处引起分解,螺杆头部常设计成锥形或半圆形;有些均化段是表面光滑的杆体,称为鱼雷头。均化段长度一般为螺杆全长的 20%~25%。

(5)机头 机头是挤出成型机的成型部件,由机头体和机颈组成,它是料筒和口模之间的过渡部分,其长度和形状随所用塑料的种类、制品的形状、加热方法及挤压速度等而定。

口模和模芯的定型部分决定制品横截面的形状,它是用螺栓或其他方法固定在机头上的,机头和口模有时是一个整体,这时就没有再区分的必要。不过在习惯上,即使它们不是一个整体,往往也统称机头。

其设计的好坏,对制品的产量和质量影响很大,一般由经验决定。设计机头时,大致应考虑以下几方面的问题。

1.熔融物料的通道应光滑,呈流线型,不能存在死角。物料的黏度越大,流道变化的角度应越小。通常机头的扩张角与收缩角均不能小于 90,而收缩角一般又比扩张角小。

2.机头定型部分横截面积的大小,必须保证物料有足够的压力,以使制品密实,压缩比约取 5~10(指分流器支架出口处流道截面积与口模和芯模间形成的环面积之比)。

若压缩比过小不仅产品不密实,且熔融物料通过分流器支架时的接缝痕迹不易消除,而使制品的内表面出现纵向条纹,此处力学强度极低。若压缩比过大,则料流阻力增加,产量降低机头尺寸也势必增大,加热也不易均匀。

3.在满足强度的条件下,结构应该紧凑,与料筒衔接应严密,易于装卸,连接部分尽量设计成规则的对称形状,机头与料筒的连接多用急启式,以便定时清理滤网、螺杆和料筒。

4.由于磨损较大,机头与口模通常都由硬度较高的钢材或合金钢制成。机头与口模的外部一般附有电热装置、校正制品外型装置、冷却装置等。

在挤出成型中,还有一些辅助设备。主要有挤出前处理物料的设备,如原料输送、预热、干燥等;定型和冷却设备,如定型装置、冷却槽、空气冷却喷嘴等;处理挤出物的设备,如可调速的牵引装置、成品切断和卷取装置等;还有控制生产的设备,如温度控制器电动机启动装置、电流表、螺杆转速表等。