《第五章高分子材料基本.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章高分子材料基本.ppt（43页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、塑料的成型方法,挤出成型 注射成型 模压成型 铸塑成型 模压烧结成型 传递模塑 压延成型 中空吹塑成型 热成型 拉幅薄膜成型 冷成型,一次成型,二次成型,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。,第一节 挤出成型概论 挤出成型适用范围 原料：热塑性塑料 产品：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 挤出成型的优点 挤出成型的缺点
2、,第一节 挤出成型概论,二、挤出成型设备,控制系统,挤出机组,挤出系统、传动系统、加热冷却系统、机身,机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置,辅机：,挤出机：,单螺杆挤出机,传动装置 加料装置 机筒 螺杆 机头与口模,单螺杆挤出机结构示意图 1-机座 2-电动机 3-传动装置 4-料斗 5-料斗冷却区 6-机筒 7-料筒加热器 8-热点偶控温点 9-螺杆 10- 过滤网及多孔板 11-机头加热器 12-机头 13-挤出物,螺杆的结构形式与其三个主要工作区, 加料段：起预热、压实、输送物料的作用，螺槽深度不变 II 压缩段：螺槽深度逐渐变小；起熔融物料、去阶气体等 III 均化段
3、（计量段）：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。,表示螺杆结构特征的基本参数,基本参数：直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、 螺杆与机筒的间隙、螺头结构等,直径D：用来表示挤出机的大小规格, 常见的螺杆直径为45 150毫米, 螺杆直径增大，加工能力提高,长径比(L/D): 螺杆工作部分有效长度与直径之比， 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化;能减少 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; 螺杆自重增加，自由端挠 曲下垂，造成螺杆与机筒的间隙不均匀;给螺 杆和机筒的加工
4、制造带来困难; L/D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,塑料在挤出机中的状态及流动,固体输送加料段 熔化过程压缩段 熔体输送均化段, 熔膜的形成 熔池的形成 随着螺杆的转动，筒壁上的熔膜 被强制刮下来。刮下的聚合物熔 体移动到螺杆根部，然后再次被 根部扫起来形成旋转运动，在螺 纹推进面前方形成一熔池 熔池的扩大 全部熔融,是在一个“”字形机筒内，由两根互相啮合的螺杆组成。螺杆可以是整体或组装，同向旋转或异向旋转，平行或锥形的,双螺杆挤出机,双螺杆挤出机和单螺杆 挤出机工作原理比较,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 而双螺杆挤出机则为“正向输送”，
5、有强制将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,第一节 挤出成型概论,三、挤出成型工艺,塑化,成型,定型,1.原料的准备,干燥、去杂质处理,2.挤出成型,挤出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,压力,挤出速度,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。,第一节 挤出成型概论,四、挤出成型工艺条件,1.温度,2.
6、压力,合理控制螺杆转速，保证温控系统的精度，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。, 牵引速度与挤出速度的比值，其值等于或大于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。它表示挤出能力的高低。,牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。,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，由挤出制成的产品都是连续的型材，如
7、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
8、末端的有孔部件，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
9、（缆） 流道结构：支架、直角、螺旋芯模、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
10、动和笨重部件的装卸等。 拆除时应先拆出螺杆，后拆料筒，而安装时则应先装料筒，后装螺杆。,一、管材生产线,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,黎明职业大学 轻纺系,三、挤出流延薄膜加工工艺,1、挤出流延薄膜工艺流程和生产线中主要装置 （3）流延生产线中的冷却装置 冷却辊、剥离辊、制冷系统及气刀、辅助装置 2、流延PP薄膜工艺参数举例 （1）树脂的选用 （2）温度 （3）速度 （4）气刀控
11、制 （5）收卷张力 （6)电晕处理,黎明职业大学 轻纺系,四、挤出法塑料板材加工工艺,1、工艺流程和生产线中的主要设备 （3）三辊压光机（简称压光机） 2、挤出板材工艺参数控制 （1)温度控制 挤出温度、三辊压光机的温度 （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,1、塑料单丝的挤出加工工艺 （1）挤出机控温 （4）初生丝拉伸 2、塑料扁丝的挤出加工工艺,六、其他挤出制品加工工艺,异型材：通过挤出成型工艺制得，横向截面相同，为非圆形、环形等常规形状的各种复杂形状的连续型体。 塑料异型材特点：美观、轻质、节能、低成本、耐腐蚀、安装方便等 应用：建筑、电器、家具、交通运输
12、、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 异型材成型的塑料材料：聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS塑料、聚甲基丙烯酸甲酯等,1.认识异型材,2.生产设备流程图,3. 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和操作控制盘等组成,4. 牵引装置,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。 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，必须使型材挤出速度和牵引速度匹配。 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,牵引切割机,制品堆放架,异型管材：壁厚均匀的全中空型材，无锐角或肋。 中空异型材：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。 开放式（敞口）异型材：截面没有封闭空腔，形状和壁厚复杂多样。 半开（隔空）式异型材：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。 实心异型材：截面为实心的圆、方形等各种形状，包括超厚壁异型材等。 复合型异型材：不同颜色、种类的塑料，非塑料镶嵌件或大组分的填料(木粉)复合成型。常见：双色、软硬、双料共挤；钢塑、木塑复合等。,6. 异型材截面形状,作业 P117 2,3,