双螺杆挤压膨化机的原理如何

2025-04-06 17:40:45

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回答1：

一、螺杆的几个重要几何参数
　　1、螺杆直径（D）
　　a、与所要求的注射量相关：
　　射出容积=1/4*π*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20\’25%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\’0.07）*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14\’16，硬质PVC，高粘度PU等热敏性为17\’18，一般塑料为18\’22，PC、POM等高温稳定性塑料为22\’24。
　　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100\’150rpm；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5\’10℃（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）
180\’210
500\’1500

PP（聚丙烯）
200\’270
400\’1000

PA6（尼龙6）
225\’280
700\’1000

PA66（尼龙66）
260\’280
600\’1500

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）
180\’240
400\’1300

ABS（丙烯睛丁二烯苯乙烯共聚物）
200\’230
800\’1500

PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）
180\’220
700\’1500

PC（聚碳酸酯）
260\’310
800\’1500

改性PPO（改性聚苯醚）
240\’280
850\’1400

硬质PVC（硬质聚氯乙烯）
165\’185
1000\’1500

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、PE、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

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