任务1塑料挤出成型

项目三塑料加工工艺PE塑料管材挤出机组管材牵引装置GXJX-PE管材挤出线学习目标知识目标1.熟悉塑料加工的基本工艺过程2.掌握物料的配制对加工及制品性能的影响3.掌握塑料的塑炼和混炼的原理及工艺参数4.掌握塑料压延成型的特点、工艺原理及工艺过程5.掌握塑料挤出成型的特点、工艺原理及工艺过程6.掌握塑料注射成型的特点、工艺原理及工艺过程能力目标1.会根据配方及制品要求确定加工工艺过程2.能根据塑料配方准确称量原材料3.能进行塑料的塑炼、混炼操作并合理选择工艺条件4.能进行塑料压延成型操作并进行工艺参数的设定5.能进行塑料挤出成型操作并进行工艺参数的设定6.能进行塑料注射成型操作并进行工艺参数的设定7.会初步判断加工过程中出现的质量问题及解决方法项目三塑料加工工艺任务1：塑料挤出成型任务2：塑料注射成型任务3：塑料压延成型任务1：塑料挤出成型学习目标知识目标1.掌握挤出成型的特点和工艺过程；2.了解螺杆挤出机的结构和主要部件的主要技术参数；3.掌握塑料材料挤出成型工艺原理和工艺过程。能力目标1.能根据制品要求合理选择挤出机；2.能制定塑料挤出工艺规程（工艺方法、工艺条件、选择设备、工艺操作过程）；3.能进行挤出设备操作、维护；4.能进行具体挤出操作。任务1：塑料挤出成型挤出成型又叫挤塑、挤压、挤出模塑。是借助螺杆和柱塞的挤压作用，使塑化均匀的塑料强行通过口模而成为具有恒定截面的连续制品。挤出制品占热塑性塑料制品的40~50％。挤出还可以用于塑化造粒、着色和共混等。挤出在热塑性塑料的加工领域中，是一种变化众多，用途广泛，比重很大的加工方法。如：管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆的涂覆和涂层制品等。挤出产品占中国总塑料制品的1/3。挤出虽然也用于热固性塑料的成型，但仅限于少数几种塑料，且挤出制品的种类也有限。挤出成型特点：①设备成本低，制造容易，投资少；②生产效率高；③连续化生产；④操作简单，工艺易控制，易实现现代化；⑤可以一机多用。一、挤出设备塑料挤出生产线的组成挤出生产线通常由主机、辅机组成，统称为挤出机组。⑴主机：由挤压系统、传动系统、加热冷却系统组成。⑵辅机：根据制品的种类而定，通常由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、堆放或卷取装置组成。⑶控制系统：由电器仪表和执行机构组成。塑料挤出成型工艺流程挤出过程：加料——在螺杆中熔融塑化——机头口模挤出——定型——冷却——牵引——切割PE塑料管材挤出机组管材牵引装置切割装置行星GXJX-PE管材挤出线双螺杆机出机双螺杆机出机（一）、单螺杆挤出机1.单螺杆挤出机分类（1）按塑化方式分：①干法：靠加热②湿法：仅用于硝酸纤维素和少数醋酸纤维素等。用溶剂将塑料充分软化。（2）按加压方式分：①连续式：借助螺杆旋转产生压力和剪切力，使物料充分塑化和混合均匀，通过型腔（口模）而成型。②间歇式：柱塞式挤出机借助柱塞压力，将事先塑化好的物料挤出口模而成型。螺杆式挤出机单螺杆双螺杆（3）按安装方式：立式、卧式。2.单螺杆挤出机的基本结构：由机筒、螺杆、过滤器、机头与口模等组成。（1）机筒----对塑料起塑化加压作用。组成：钢制外壳、合金内衬、外部设分区加热和冷却设备。加热方法：电阻加热和电感加热是分区控制温度。蒸汽热油加热，加热均匀，但提高了制品污染的机会，少采用。冷却系统：防止塑料过热、停车。粗滤器：在料筒和机头之间。作用：使塑料由旋转变为直线运动，且沿螺杆方向形成压力，提高塑化均匀性，且过滤塑料中可能混入的杂质和阻止未塑化的物料进入机头。（2）螺杆１.Ｄ：生产能力．制品形状２.Ｌ／Ｄ：物料塑化程度．产生压力－制品密实25－43３.螺旋角θ：物料形状：Ａ细粉30ºＢ粒状15ºＣ球状17º4.螺杆头部一般呈钝尖的锥形，作用：避免物料在螺杆头部停滞过久，而分解。螺杆的分段：①加料段:送料位置:自入口向前延伸的一段距离。物料情质：无定形，增塑１０－２５％Ｌ高熔点结晶３０－６０％Ｌ作用：使塑料受热前移。特点：螺槽容积可以保持不变：等距、等深。物料状态：固体状态。②压缩段（塑化、熔化段）位置：螺杆中部作用：压实塑化物料，并转化为连续的熔体．同时将夹带的空气排出。特点：螺槽逐渐缩小。（有利于制品质量，也有利于塑料升温和熔化。③计量段（均化段、挤出段）位置：螺杆最后。长度与树脂种类，如聚烯烃6—10D。作用：进一步均匀塑化物料，并定温定量定压地挤出熔融物料。特点：螺槽截面可以恒定，但比前两段都小。Ｈ2=0.02-0.06Ｄ物料状态：粘流态判定标准：挤出量最大，制品质量最好。表征参数：螺杆的作用：通过它的转动，料筒内的塑料才能发生移动，得到增压和部分的热量。（3）过滤器：作用：物料离开计量段时，避免有杂质未熔冷却的进入机头口模，并减少螺杆带来的旋转作用。过滤器与杆头部的距离：容积一般小于或等于计量段一个螺槽的容积。Ａ、距离大，易使物料积存，导致分解。Ｂ、距离小，塑料焦烧现象。（4）机头与口模位置：机头－口模与料筒之间的过渡部分。物料运动：旋转运动→直线运动。作用：产生成型压力．保证制件密实使物料进一步均匀塑化．成型为制品型坯。口模：制品横载面的成型部件．是用螺栓/其它方法固定在机头上。由挤出机、机头和口模、辅机等组成。设备组成（二）双螺杆挤出机双螺杆挤出机的结构和单螺杆挤出机相比，双螺杆挤出机的特点是：1、较高的固体输送能力和挤出产量；2、较好的自洁能力；3、混合塑化能力高；4、较低的塑化温度，减小分解可能；5、结构复杂，成本高。5.5双螺杆挤出原理5.5.1分类R.Erdmerger从理论上将双螺杆分为12类：双螺杆的优点1、加料容易：高粘度或带状、糊状、粉料及玻璃纤维等都可加入，由粉状PVC直接挤管采用双螺杆；2、物料在双螺杆中停留时间短；3、优异的排气性能；4、优异的混合、塑化效果；5、低的比功率消耗；6、可用于挤出大截面或难加工的材料。管材二、普通塑料制品挤出加工工艺简介（一）塑料管材的挤出成型（二）挤出吹塑薄膜成型工艺（三）挤出流延薄膜成型工艺（四）挤出法生产塑料板材（一）塑料管材的挤出成型塑料管分为软管和硬管，工艺过程大体相同，只是在辅机部分稍有不同：硬管按定长度切断，而软管由收卷盘卷绕一定的量再切断。1.原料：ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＡ．．．．．2.工艺：挤出机→（挤出）口模→（赋形）冷却→牵引→卷取冷却定型：定型装置：Ａ内径定型－芯棒－冷却Ｂ外径定型：定径套→管状物状外壁冷却：尺寸准确，光滑度高。工艺：挤出机成型机头形式：Ａ直通式机头：融接痕Ｂ直角式机头Ｃ筛孔板式挤管机直通式管材机头内压定径加大型真空定径箱加大型真空定径箱真空定径机真空定径机3.冷却可用的装置有冷却水槽和喷淋水箱两种。为防止管材冷却过程中发生弯曲变形，采用沿管材圆周上均匀布置喷水头对管材进行喷淋冷却。4.牵引常用牵引管材的装置有滚轮式和履带式两种。切割机1.硬质PVC管材的挤出成型螺杆转速：大机器挤小管，转速较低。小机器挤大管，转速较高。一般φ45，为20-40r/min；φ90，为10-20r/min;双螺杆为15-30r.min。定径：一般采用内压外定径，压缩空气在0.02-0.05MPa。采用真空定径，真空度约为0.035-0.070MPa。牵引速度：比挤出线速率快1-10%。2.软PVC管材的挤出成型生产工艺：配料→混合→粉料（或粒料）→挤出机塑化→机头成型管状→喷淋水冷却→牵引→卷绕不需定型装置和切割装置。温度：比硬PVC成型温度低。螺杆不需冷却。螺杆转速：比生产RPVC高，一般φ45为30-50r/m，φ65为20-40r/m。牵引速度：较快，小口径薄壁的可比挤出速度快2倍。不需加压缩空气。但机头上进气孔接通大气，否则管不圆，会吸扁粘在一起。波纹管（二）挤出吹塑薄膜成型工艺薄膜产品：包装膜、农膜薄膜可用压延、流延拉伸、吹塑等生产，其中吹塑最经济，它要求设备和工艺简单，且一台设备可在适当范围内调整薄膜的宽度和厚度。1.吹塑薄膜的挤出硬质和软质的PVC、HDPE、LDPE、PP、PS等。（1）工艺特点：用途：软硬PVC、LDPE、HDPE、PP、PC、PA。工艺：平挤上吹法．平挤下吹法．上挤平吹法。（2）工艺参数①温度：Ａ机筒：加料段→机口Ｔ，逐步↑Ｂ机身中段前段Ｔ＞机头Ｔ②膜的吹胀和牵引：横向吹胀比：膜泡直径与口模直径之比。大，制品厚度小；太小，不稳定。纵向牵引比：牵引模板的线速度与未经牵引模板的线速度之比。优点：Ａ、薄膜厚度、宽度Ｂ、整边装置C、胶料损失Ｄ、纵模－双定向、强度缺点：Ａ、冷却速度、透度Ｂ、宽度偏差薄膜吹塑机生产薄膜的方法主要有：挤出吹塑、压延、T型机头挤出法、双向拉伸法及流延法，其中挤出吹塑用的最多且产量最大。吹塑法生产薄膜的特点：设备紧凑，投资少；容易调整薄膜的宽度；易于制袋；薄膜在吹塑过程中得到了双轴定向，因此强度较高。缺点是：由于冷却速度小，生产速度薄膜的慢；厚度偏差较大。常用生产薄膜的材料：PE、PP、PVC、PS、PA等。吹塑法是挤出机将塑料熔融后，通过机头环形口模间隙形成薄膜管坯，趁热从机头中心吹入一定量的压缩空气，使之横向吹胀到一定尺寸，同时借助于牵引辊进行纵向牵伸，冷却后，叠成双折薄膜。牵引辊也是压辊，完全压紧已叠的薄膜，使管内的空气不能越过牵引辊的缝隙处，使膜管内保持恒定的空气量，保持恒定的幅宽。2.挤出方法分类平挤上吹、平挤平吹和平挤下吹法。工艺过程：挤出膜管---吹膜---冷却---牵引---卷取3.主要设备（1）机头用于吹塑薄膜的机头类型主要有转向式直角型和水平方向的直通型两大类。直角型又分为芯棒式、螺旋式、莲花瓣式等几种，由于直角型机头易于保证口模唇部各点的均匀流动而使薄膜厚度波动减小，所以工业上用这类机头居多。直通型又分为水乎式和直角式两种，该类型机头特别适用于熔体粘度较大和热敏性塑料。（2）冷却装置内冷、外冷：风环、水环；4.工艺要点：（1）温度控制PE、PP从机身到机头温度先升到口模处下降，这样有利于膜定型。PVC温度在口模处最高，这样利于流动和成型。（2）吹胀与牵引吹胀比a：2.5~3牵引比b：4~6（3）厚度调节通过口模间隙、吹胀比、牵引比等控制。（4）不正常现象的分析（三）挤出流延薄膜成型工艺流延薄膜生产工艺是树脂经挤出机熔融塑化，从机头通过狭缝型模口挤出，使熔料紧贴在冷却辊筒上，然后再经过拉伸、分切、卷取。流延法成型方式易于大型化、高速化和自动化，生产出来的薄膜透明度比吹塑薄膜好，厚薄精度有所提高，薄膜均匀性好，强度也高20~30%，可用于自动包装，但所需设备投资较大。所用树脂主要有PP、PE和PA等，PS、PET主要用于双向拉伸薄膜，在流延成型中有时也有使用。（四）挤出法生产塑料板材挤出板、片材所用的塑料品种有：RPVC、SPVC、PP、PE、ABS、PS、HIPS、PA、POM、PC等。前6种常用。区别：Ａ板材≥２ＭM以上软质平面材料０．５mM上硬质平面材料。Ｂ片材――０．２５－２ＭＭ软质０．2５ＭＭ以下硬质平面材料。性能：耐腐蚀．电绝性能优异，易于次加工。原料：ＰＥ．ＰＰ．ＰＳ．ＡＢＳ．酚醛树脂．丙烯酸类树脂。工艺特点：A、０.02－２０ＭＭ冲击强度高．厚度均匀性、工艺简单、设备投资低。B、机头温度应该采用两边高中间低的温度控制方法，以便和机头阻力调节块相配合，保证板材、片材挤出速度均匀，稳定。C、机头温度一般比机身温度高5—10度。保证产品塑化均匀，又可防止分解。设备：一般采用双螺杆挤出机。主要参数：L/D≥20；压缩比2—3；过滤网为80目。PE、PP塑料厚板（片）材挤出生产线板与片的区别：挤出机可以生产厚度0.2