擠出機(jī)高剪切擠出技術(shù)要點(diǎn)

時(shí)間：2020-05-08作者：青島安捷能電器科技有限公司瀏覽：323

高剪切擠出機(jī)擠出較常見(jiàn)的問(wèn)題不是排氣孔冒料，而是由給料段與壓縮段剪切熱過(guò)高，導(dǎo)致物料在排氣孔出現(xiàn)掛料“粘壁”癥狀。開機(jī)一段時(shí)間，型坯出現(xiàn)黃線，難以正常生產(chǎn)。

因此應(yīng)盡降低該兩段設(shè)定溫度，減少外供熱量或調(diào)整配方，適量增加潤(rùn)滑劑或減少加工助劑。如果效果不顯著或配方潤(rùn)滑劑與加工助劑的變化導(dǎo)致型材質(zhì)量變化，以及同時(shí)采用不同剪切性能擠出機(jī)生產(chǎn)，同一的混料、儲(chǔ)料、輸料系統(tǒng)，不可能為高剪切擠出機(jī)單另配料，只有降低擠出速度，在較低擠出效率區(qū)間運(yùn)行。由此也可以提醒企業(yè)在增加或較新擠出機(jī)時(shí)，較好購(gòu)置擠出機(jī)螺桿結(jié)構(gòu)與性能一致或相近的機(jī)型。

1在擠出過(guò)程中，物料由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化為熔融態(tài)的過(guò)程，除搞好物料塑化所需熱量與所供熱量的平衡，使物料完成理想的塑化外，熔壓也是一個(gè)十分重要的控制指標(biāo)。由于物料在擠出過(guò)程中受口模阻力、螺桿各段壓縮比的影響，本身不是以常壓存在的。不同口模，螺桿各段壓縮比基本是恒定的，不可變的。

螺桿各段壓縮比也只是對(duì)各段螺桿物料壓力進(jìn)行分配與調(diào)整，不可能增加或減少熔體在擠出過(guò)程中的總壓力。總壓力調(diào)整主要依靠擠出速度、給料與W擠出速度比等工藝方法進(jìn)行。調(diào)整擠出速度、給料與擠出速度比不僅是調(diào)整擠出溫度的重要措施，也是調(diào)整調(diào)整熔體壓力與擠出效率的主要措施。

2在擠出速度不變前提下，提高或降低給料速度，給料段螺桿物料容積發(fā)生變化，排氣段物料容積保持不變，故給料段、壓縮段隨壓縮比變化，其熔壓隨之提高或降低;在給料速度不變前提下，提高或降低擠出速度，給料段螺桿物料容積亦發(fā)生變化。排氣段物料容積依然不變，故給料段、壓縮段隨壓縮比變化，其熔壓隨之提高或降低;給料速度隨擠出速度同步提高或降低，由于給料段螺桿物料容積不變，僅是因速度增加或減少，導(dǎo)致的熔壓變化。

由此可知：

前兩種情況，隨熔體容積變化，熔體壓力同步變化，變化較大;

后一種情況因熔體容積不變，熔體壓力變化較小。

因此低剪切擠出機(jī)或高剪切擠出機(jī)在溫度調(diào)整時(shí)，都要注意物料熔壓變化情況，擠出型坯應(yīng)在保證既不“欠塑化”又不“過(guò)塑化”前提下，盡量提高熔壓，從而確保型材具有較好光潔度、密實(shí)度、尺寸變化率與沖擊性能。

不論高剪切擠出機(jī)還是低剪切擠出機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間，螺桿與螺筒軸向間隙磨損增加后，出現(xiàn)漏流現(xiàn)象，當(dāng)仍在允許范圍內(nèi)，都存在一個(gè)工藝與配方調(diào)整問(wèn)題。

一般在不影響制品物化性能與外觀質(zhì)量的前提下，可以通過(guò)適當(dāng)降低擠出速度、設(shè)定溫度或適當(dāng)減少潤(rùn)滑劑，增加填料，以減少熔體流動(dòng)性的方法進(jìn)行處理。當(dāng)然停機(jī)調(diào)整螺桿與螺筒軸向間隙，進(jìn)行拋光處理，保持物料原有流變狀態(tài)，無(wú)疑是較有效的解決措施。

3關(guān)于機(jī)頭與過(guò)渡段、口模溫度控制情況，由于低剪切擠出機(jī)與高剪切擠出機(jī)剪切性能的差別主要在螺桿結(jié)構(gòu)，與機(jī)頭、過(guò)渡段、口模等關(guān)系不大。同時(shí)機(jī)頭、過(guò)渡段、口模設(shè)定溫度僅僅是為熔體物料改變流動(dòng)方向、調(diào)整物料截面物料流速和提高制品外觀光潔度服務(wù)的。

故兩種不同剪切性能擠出機(jī)在溫度控制上，沒(méi)有大的區(qū)別。主要依據(jù)出口型坯的形態(tài)與外觀色澤進(jìn)行調(diào)整。具體調(diào)整情況見(jiàn)筆者《UPVC型材擠出過(guò)程與物料的動(dòng)態(tài)熱平衡》 應(yīng)該指出：采用高剪切或低剪切擠出機(jī)時(shí)應(yīng)與擠出型材規(guī)格相配套。

高剪切擠出機(jī)剪切產(chǎn)生熱量多、擠出量大，如果擠出型材規(guī)格過(guò)小，受口模與定型模線速度的制約，牽引速度又不能過(guò)高，使擠出效率得不到有效發(fā)揮，也不能有效利用擠出機(jī)自身機(jī)械能所轉(zhuǎn)化的熱能，達(dá)到節(jié)能的目的;低剪切擠出機(jī)剪切產(chǎn)生熱量少，擠出量小，如果擠出型材規(guī)格過(guò)大，擠出速度提高時(shí)，制品質(zhì)量難以保證。

因此在擠出機(jī)配置模具時(shí)，高剪切擠出機(jī)應(yīng)配置大規(guī)格型材模具，低剪切擠出機(jī)應(yīng)配置小規(guī)格型材模具。以確保在相近的工藝條件下，擠出所供熱量與所需熱量的平衡。

不論采用高剪切或低剪切擠出機(jī)擠出生產(chǎn)型材，經(jīng)檢驗(yàn)制品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求，工藝參數(shù)確定下來(lái)，一定要嚴(yán)格執(zhí)行，一般不要輕易改變。在試驗(yàn)新配方時(shí)，盡量以原工藝參數(shù)為參考體系，根據(jù)物料流變情況，特別是熔壓與制品成型尺寸變化、光潔度等外觀質(zhì)量，適當(dāng)調(diào)整工藝溫度或配方中加工助劑、潤(rùn)滑劑添加量。

4總結(jié)

①、擠出機(jī)的剪切性能是由螺桿錐度、螺紋頭數(shù)、螺距、螺棱寬度、螺槽深度、螺旋角等因素所決定的。其中螺桿錐度、螺距、螺棱寬度、螺槽深度主要通過(guò)螺槽物料容積改變，來(lái)增加或減少螺紋剪切面積與剪切熱的;螺旋角改變是通過(guò)增加或減少物料行程的方法來(lái)增大或減少剪切熱的。螺紋頭數(shù)增加，例如供料段、壓縮段由單頭變?yōu)殡p頭主要是將加熱區(qū)螺桿物料流動(dòng)由串連流動(dòng)改為并聯(lián)流動(dòng)，流動(dòng)速度加快，然后通過(guò)排氣段單頭螺紋堵截，提高其壓縮比和剪切熱的。實(shí)踐證明，增加螺桿前兩段螺紋頭數(shù)雖然導(dǎo)致物料行程減少，但增加的剪切熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物料行程減少所損失的熱量，是提高擠出機(jī)剪切性能較有效的措施;

②、擠出機(jī)剪切熱是根據(jù)擠出物料特性、形態(tài)及塑化所需熱量進(jìn)行配置的。由于給料段、壓縮段物料基本呈玻璃態(tài)，并要求至排氣段處于“微熔狀”并緊緊包裹螺桿，不被螺筒剝離，所需熱量較多;故該加熱區(qū)壓縮比較大;由于熔融段、計(jì)量段物料基本處于粘流態(tài)，只是局部不甚均勻，需要進(jìn)一步恒溫，所需熱量較少，故恒溫區(qū)壓縮比較小。

③、擠出工藝要依據(jù)不同規(guī)格型材擠出對(duì)熱量的需求進(jìn)行控制，以確保擠出機(jī)所供熱量與不同規(guī)格型材物料體積所需熱量的平衡。對(duì)于低剪切擠出機(jī)，供料段與壓縮段設(shè)定溫度要保證外加熱不間斷工作，對(duì)擠出機(jī)剪切熱依然不足進(jìn)行補(bǔ)充。熔融段與計(jì)量段設(shè)定溫度要保證外加熱適時(shí)停止工作，顯示溫度仍處于設(shè)定溫度的控制區(qū)間。否則應(yīng)降低擠出速度。對(duì)于高剪切擠出機(jī)除后兩段工藝控制基本相同外，較大不同點(diǎn)是前兩段剪切熱量即有可能不足，也可能過(guò)剩，應(yīng)依據(jù)顯示溫度偏離設(shè)定溫度的方向與幅度進(jìn)行調(diào)整，如顯示溫度**設(shè)定溫度，應(yīng)提高設(shè)定溫度，保持外加熱圈處于不間斷加熱狀態(tài)，如顯示溫度**設(shè)定溫度，應(yīng)降低設(shè)定溫度，使外加熱熱圈適時(shí)停止工作并啟動(dòng)螺桿與螺筒冷卻裝置實(shí)施強(qiáng)制冷卻。

④、熔體壓力是保證型材密實(shí)度、尺寸變化率、沖擊強(qiáng)度等性能的主要指標(biāo)，調(diào)整擠出溫度與速度時(shí)，應(yīng)在保證型材外觀成型質(zhì)量前提下，盡量保持比較高的熔壓。

⑤、擠出機(jī)剪切性能強(qiáng)弱應(yīng)依據(jù)型材規(guī)格大小進(jìn)行配置，以充分發(fā)揮擠出機(jī)擠出效率。

⑥、不同剪切性能擠出機(jī)有不同工藝參數(shù)。經(jīng)檢驗(yàn)證明能保證型材質(zhì)量的工藝參數(shù)不要輕易改變，以免造成型材質(zhì)量波動(dòng)。

⑦、實(shí)驗(yàn)配方應(yīng)以原工藝參數(shù)，特別是扭距為參照體系，以擠出機(jī)排氣孔是否冒料與口模擠出型坯形態(tài)為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。

⑧擠出機(jī)螺桿與螺筒徑向間隙發(fā)生變化，在不影響型材質(zhì)量的前提下，可通過(guò)調(diào)整擠出溫度、速度與配方，減少熔體流動(dòng)性，適當(dāng)控制物料漏流。


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