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              常見塑料材料的擠出工藝參數

               

              擠出機參數作用及工作原理

              擠出機出機的功能是采用加熱、加壓和剪切等方式,將固態塑料轉變成均勻一致的熔體,并將熔體送到下一個工藝。熔體的生產涉及到混合色母料等添加劑、摻混樹脂以及再粉碎等過程。成品熔體在濃度和溫度上必須是均勻的。加壓必須足夠大,以將粘性的聚合物擠出。 擠出機通過一個帶有一個螺桿和螺旋道的機筒完成以上所有的過程。塑料粒料通過機筒一端的料斗進入機筒,然后通過螺桿傳送到機筒的另一端。為了有足夠的壓力,螺桿上螺紋的深度隨著到料斗的距離的增加而下降。外部的加熱以及在塑料和螺桿由于摩擦而產生的內熱,使塑料變軟和熔化。圖1是一個簡化擠出機。不同的聚合物及不同的應用,對擠出機的設計要求常常也是不同的。許多選項涉及到排出口、多個上料口,沿著螺桿特殊的混合裝置,熔體的冷卻及加熱,或無外部熱源(絕熱擠出機),螺桿和機筒之間的間隙變化相對大小,以及螺桿的數目等。例如,雙螺桿擠出機與單螺桿擠出機相比,能使熔體得到更加充分的混合。串聯擠壓是用第一個擠出機擠出的熔體,作為原料供給第二個擠出機,通常用來生產擠出聚乙烯泡沫。
               


               

              擠出機的特征尺寸是螺桿的直徑(D)和螺桿的長度(L)與直徑(D)的比率(L/D)。擠出機通常至少由三段組成。第一段,靠近加料斗,是加料段。它的功能讓物料以一個相對平穩的速率進入擠出機。一般情況下,為避免加料通道的堵塞,這部分將保持相對低的溫度。第二部分為壓縮段,在這段形成熔體并且壓力增加。由加料段到壓縮段的過渡可以突然的也可以是逐步(平緩)的。最后一個部分計量段,緊靠著擠出機出口。主要功能是流出擠出機的物質是均勻一致的。在這部分為確保組成成分和溫度的均勻性,物料應有足夠的停留時間。
               


              在機筒的尾部,塑料熔體通過一個機頭離開擠出機,這個機頭設計成理想的形狀,擠出的熔體流在這里通過。 另一個重要的部分是擠出機的驅動機構。它控制螺桿的旋轉速度,螺桿的旋轉速度決定著擠出機的產量。所需的功率由聚合物的粘性(流動阻力)決定。而聚合物的粘性取決于溫度和流動速率,隨著溫度和剪切力的增加而下降。 擠出機都帶有濾網,能將雜質阻擋在濾網上。為避免停工,濾網應能自動更換。當加工帶有雜質的樹脂時,比如回收料,這一點特別重要。


               

              螺桿的基本參數

               

              一般螺桿分為三段即加料段,壓縮段,均化段。
              加料段——底經較小,主要作用是輸送原料給后段,因此主要是輸送能力問題,參數(L1,h1),h1=(0.12-0.14)D。
              壓縮段——底經變化,主要作用是壓實、熔融物料,建立壓力。參數壓縮比ε=h1/h3及L2。準確應以漸變度A=(h1-h3)/L2。
              均化段(計量段)——將壓縮段已熔物料定量定溫地擠到螺桿最前端、參數(L3,h3),h3=(0.05-0.07)D。
              對整條螺桿而言,參數L/D-長徑比
              L/D利弊:L/D與轉速n,是螺桿塑化能力及效果的重要因素,L/D大則物料在機筒里停留時間長,有利于塑化,同時壓力流、漏流減少,提高了塑化能力,同時對溫度分布要求較高的物料有利,但大之后,對制造裝配使用上又有負面影響,一般L/D為(18~20),但目前有加大的趨勢。
              其它螺距S,螺旋升角φ=πDtgφ,一般D=S,則φ=17°40′。
              φ對塑化能力有影響,一般來說φ大一些則輸送速度快一些,因此,物料形狀不同,其φ也有變化。粉料可取φ=25°左右,圓柱料φ=17°左右,方塊料φ=15°左右,但φ的不同,對加工而言,也比較困難,所以一般φ取17°40′。
              棱寬e,對粘度小的物料而言,e盡量取大一些,太小易漏流,但太大會增加動力消耗,易過熱,e=(0.08~0.12)D。
              總而言之,在目前情況下,因缺乏必要的試驗手段,對螺桿的設計并沒有完整的設計手段。大部分都要根據不同的物料性質,憑經驗制訂參數以滿足不同的需要,各廠大致都一樣。

               

              常見塑料材料的擠出參數
               

              PC(聚碳酸酯)

              特點:

              ①非結晶性塑料,無明顯熔點,玻璃化溫度140°~150℃,熔融溫度215℃~225℃,成型溫度250℃~320℃。

              ②粘度大,對溫度較敏感,在正常加工溫度范圍內熱穩定性較好,300℃長時停留基本不分解,超過340℃開始分解,粘度受剪切速率影響較小。

              ③吸水性強

              參數選定:

              a.L/D針對其熱穩定性好,粘度大的特性,為提高塑化效果盡量選取大的長徑比,本廠取26。由于其融熔溫度范圍較寬,壓縮可較長,故采用漸變型螺桿。L1=30%全長,L2=46%全長。

              b.壓縮比ε 由漸變度A需與熔融速率相適應,但目前融熔速率還無法計算得出,根據PC從225℃融化至320℃之間可加工的特性,其漸變度A值可相對取中等偏上的值,在L2較大的情況下,普通漸變型螺桿ε=2~3,本廠取2.6。

              c.因其粘度高,吸水性強,故在均化段之前,壓縮段之后于螺桿上加混煉結構,以加強固體床解體,同時,可使其中夾帶的水份變成氣體逸出。

              d.其它參數如e,s,φ以及與機筒的間隙都可與其它普通螺桿相同。

              PMMA(有機玻璃)

              特點:

              ①玻璃化溫度105℃,熔融溫度大于160℃,分解溫度270℃,成型溫度范圍很寬。

              ②粘度大,流動性差,熱穩定性較好。

              ③吸水性較強。

              參數選擇

              a.L/D選取長徑比為20~22的漸變型螺桿,視其制品成型的精度要求一般L1=40%, L2=40%。

              b.壓縮比ε ,一般選取2.3~2.6。

              c.針對其有一定親水性,故在螺桿的前端采用混煉環結構。

              d.其它參數一般可按通用螺桿設計,與機筒間隙不可太小。

              PA(尼龍)

              特性:

              ①結晶性塑料,種類較多,種類不一樣,其熔點也不一樣,且熔點范圍窄,一般所用PA66其熔點為260℃~265℃。

              ②粘度低,流動性好,有比較明顯的熔點,熱穩定性差。

              ③吸水性一般。

              參數選擇

              a.L/D選取長徑比18~20的突變型螺桿。

              b.壓縮比,一般選取3~3.5,其中防止過熱分解h3=0.07~0.08D。

              c.因其粘度低,故止逆環處與機筒間隙應盡量小,約0.05,螺桿與機筒間隙約0.08,如有需要,視其材料,前端可配止逆環,射嘴處應自鎖。

              d.其它參數、可按通用螺桿設計。

              PET(聚酯)

              特性:

              ①熔點250℃~260℃,吹塑級PET則成型溫度較廣一點,大約255℃~290℃。

              ②吹塑級PET粘度較高,溫度對粘度影響大,熱穩定性差。

              參數選擇

              ①L/D一般取20,三段分布L1=50%-55%,L2=20%。

              ②采用低剪切、低壓縮比的螺桿,壓縮比ε ,一般取1.8~2,同時剪切過熱導致變色或不透明h3=0.09D。

              ③螺桿前端不設混煉環,以防過熱,藏料。

              ④因這種材料對溫度較敏感,而一般廠家多用回收料,為提高產量,我廠采用的是低剪切螺桿,所以可適當提高馬達轉速,以達到目的。同時在使用回收料方面(大部分為片料),本廠根據實際情況,為加大加料段的輸送能力,也采取了加大落料口徑在機筒里開槽等方式,取得了比較好的效果。

              PVC(聚氯乙烯)

              熱敏性物料,一般分為硬質和軟質,其區別在于原料中加入增塑劑的多少,少于10%的為硬質,多于30%為軟質。

              特點:

              ①無明顯熔點,60℃變軟,100℃~150℃粘彈態,140℃時熔融,同時分解,170℃分解迅速,軟化點接近于分解點,分解釋放于HC1氣體。

              ②熱穩定性差,溫度、時間都會導致分解,流動性差。

              設計原則

              a.溫度控制嚴格,螺桿設計盡量要低剪切,防止過熱。

              b.螺桿、機筒要防腐蝕。

              c.注塑工藝需嚴格控制。

              一般講,螺桿參數為L/D=16~20,h3=0.07D,ε =1.6~2 ,L1=40%,L2=40%。

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              松湖股份斯普曼PVC吸痰管擠出生產線調試現場


                         一次性PVC吸痰管廣泛用于臨床醫療吸痰術,通過口腔或者鼻腔將一次性PVC吸痰管置入患者氣管,在吸引器的作用下,能夠清除呼吸道分泌物,保持患者呼吸道通暢。

               

              斯普曼PVC吸痰管擠出生產線用途

                  斯普曼PVC吸痰管擠出生產線是斯普曼醫用PVC單腔管系列代表產品,斯普曼醫用PVC單腔管系列生產線,廣泛用于生產各類精密PVC醫用單腔導管,如常見的PVC吸痰管、PVC導尿管、PVC鼻飼管(鼻飼胃管)、胃腸減壓管(一次性食道胃吸引管)等。

               

               

              PVC材料加工要求
               

                  眾所周知,PVC材料作為一款熱敏性材料,對于加工溫度的控制性要求非常之高。過低的溫度達不到良好的塑化效果,也會影響制品外觀(透明度和光澤度)。而溫度只要稍微偏高就容易導致PVC材料的分解變黃。因此,對于加工溫度的精確控制是制備高品質、高精度的PVC醫療導管的一大關鍵。斯普曼深諳各種原材料特性,擁有先進的原料工藝技術,我們的PVC醫療導管擠出設備溫度控制非常精確,正常生產過程中基本無跳變。

               

              吸痰管擠出生產線調試現場

               

               

              斯普曼PVC吸痰管溫度控制面板 

               

                  斯普曼擁有豐富的設備設計和制造經驗,可以為您提供成套的完整精密擠出設備方案,包括模具設計和制造,原料工藝服務等。選擇斯普曼就是選擇專業,我們會根據您的產品和需求,為您量身打造一套完整的交鑰匙工程。

               

              斯普曼PVC醫療導管專用模具

               

                  斯普曼PVC醫療導管專用模具結構設計,特有的成型結構也是制備高品質、高精度PVC醫療導管的關鍵之一。采用進口模具鋼材質,硬度高、耐腐蝕性好,模具尺寸穩定性好。

               

              微電腦牽引切斷一體機控制面板
               

               

                  采用西門子PLC集中控制,控制精度高。采用雙伺服電機驅動,牽引穩定性好。
               

               


              工程師跟助手現場商討技術細節

               

                  每次調試都有專門工程師負責計劃安排、現場跟蹤調度、以及工藝參數記錄等。

               


               

              本次調試最終擠出樣品


               

                  精密擠出,源于精確控制;

               

                   精密擠出,源于專業制造;

               

                  精密擠出,源于我們認真負責、精益求精的匠人精神。

               


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