1、高分子材料成型加工高分子材料成型加工成型加工中的物理化學變化(1)(1)以物理變化為主：熱塑性塑料以物理變化為主：熱塑性塑料材料加熱流動冷卻凝固(2)(2)以化學變化為主：澆注成型以化學變化為主：澆注成型單體或預聚體加熱或引發劑聚合成型(3)(3)物理化學變化兼有：熱固性塑料、橡膠物理化學變化兼有：熱固性塑料、橡膠材料加熱流動交聯(硫化)成型 擠出成型是借助螺桿或柱塞的擠壓作用，使受熱熔化的聚合物材料在壓力推動下，強行通過口模而成為具有恒定截面的連續型材的一種成形方法。 擠出成型擠出設備主要組成部分 聚合物粉料或粒料螺桿聚合物 熔體 口模加熱裝置擠出機實物圖l擠出成型分類：l按照塑化方法： 1

2、.干法：靠加熱將塑料融化 2.濕法：用溶劑將塑料充分軟化擠出成型工藝過程：l成型物料預處理l擠出成型l制品的定型和冷卻l制品的牽引和熱處理l合格制品的切割與包裝成型物料預處理成型物料預處理l包括對物料進行干燥、預熱、著色、混入添加劑等過程。l水分不能帶入擠出機水分不能帶入擠出機。塑化塑化l在擠出機內將固體塑料加熱并依靠塑料之間的內摩擦熱使其成為粘流態熔體物料。固體態聚合物或混合物熔融態聚合物或混合物成型l在擠出機螺桿的旋轉推擠作用之下，通過具有一定形狀的口模，使粘流態的物料成為連續的型材。1-轉動機構；2-止推軸承；3-料斗；4-冷卻系統； 5-加熱器； 6- 螺桿；7-機筒；8-濾板；9-機

3、頭孔型料筒溫度過高聚合物降解燒焦料筒溫度過低物料“夾生”適宜的料筒溫度窗口例： pp：tm(160-180), td(350-380), 加工溫度(200-250) pvc： tf(160), td(100), 加工溫度(180-200)制品的定型和冷卻l可以通過風冷或是水冷實現。l熱塑性塑料在擠出后，應及時冷卻定型，否則在自身重力作用下會發生形變。問題：冷卻速度對結晶性聚合物的影響？制品的牽引和熱處理l將擠出物迅速拉出，否則引發擠出物變形。l熱處理的作用是提高制品尺寸的穩定性，消除制品的內應力。擠出成型設備螺桿式擠出機：連續成型，用途最多；柱塞式擠出機：間歇成型，一般不用；螺桿式擠出機單螺桿

4、式擠出機雙螺桿式擠出機多螺桿式擠出機以單螺桿和雙螺桿式擠出機最為常見。螺桿式擠出機螺桿式擠出機螺桿式擠出機主要構成螺桿式擠出機主要構成l傳動裝置l加料裝置l料筒l螺桿l機頭傳動裝置l由電機、減速箱、軸承等部分組成l主要作用是帶動螺桿轉動加料裝置 錐形加料漏斗 加熱裝置 攪拌器 真空裝置擠出機的料筒 是一個能承受壓力的金屬圓筒，包裹住螺桿，其外層有加熱和冷卻系統；料筒的作用： 對塑料加熱； 配合螺桿使塑料加熱；螺桿 通過螺桿的轉動，對塑料產生擠壓作用，塑料在移動過程中得到混合和塑化。直接關系到擠出機的應用范圍和生產率。擠出機的關鍵部件1-漸變型漸變型(等距不等深等距不等深)2-漸變型漸變型(等深

5、不等距等深不等距)3-突變型突變型4-魚雷頭螺桿魚雷頭螺桿-加料段（固體輸送段加料段（固體輸送段）-壓縮段（熔融段）壓縮段（熔融段）-計量段（均化段）計量段（均化段）螺桿形式和分段加料段加料段將料斗供給的物料送往壓縮段將料斗供給的物料送往壓縮段固態、部分熔融固態、部分熔融壓縮段壓縮段壓縮物料、排除空氣壓縮物料、排除空氣熔融態熔融態計量段計量段將熔融的物料定量定壓送入機頭將熔融的物料定量定壓送入機頭熔融態熔融態螺桿的幾何結構參數螺桿的直徑d螺桿的壓縮比a旋轉比螺桿的長徑比l/ds螺槽的深度h螺紋棱部寬度e螺桿的直徑d 代表擠出機的規格，d，擠出機的生產能力螺桿的長徑比l/ds(15-25) 影響

6、擠出機的產量和擠出質量(衡量塑化效率) l/ds ，物料停留時間，物料溫度分布改善，塑化效果，生產能力； 。l/ds過大，物料可能發生熱降解，螺桿也可能因自重而彎曲，功耗增大；螺桿的壓縮比aa=螺桿頭部螺槽的容積螺桿尾部螺槽的容積a，塑料受到的擠壓力，制品致密，排除物料中空氣的能力螺桿尾部螺桿頭部，生產能力，對塑料的剪切作用和擠壓力。通常 =1030o，若用等距螺桿，螺距=直徑，則 =17o41；螺旋角螺旋角：螺紋與螺桿橫斷面的夾角；螺紋與螺桿橫斷面的夾角；螺槽深度（h）：h，剪切速率，傳熱效率，混合及塑化效率，生產率。故熱敏性塑料（如pvc）宜用深螺槽，而熔體粘度低且熱穩定性好的塑料（如聚酰

7、胺等）宜用淺螺槽。螺桿螺桿與料筒的配合螺桿的組合雙螺桿擠出機 指在一根兩相連孔道組成截面的料筒內由兩根相互嚙合或相切的螺桿組成的擠出裝置。雙螺桿結構及嚙合關系雙螺桿結構及嚙合關系同向雙螺桿異向雙螺桿不同螺桿組合混合能力的比較單螺桿同向雙螺桿異向雙螺桿剪切力弱強中穩定擠出中弱強分布混合能力中強弱l和單螺桿擠出機相比，雙螺桿擠出機的特點是： 1、較高的固體輸送能力和擠出產量； 2、自潔能力； 3、混合塑化能力高； 4、較低的塑化溫度，減小分解可能； 5、結構復雜，成本高機頭和口模l機頭的作用是將處于旋轉運動的塑料熔體轉變為平行直線運動，將塑料均勻平穩導入口模。l口模是具有一定截面形狀的通道，塑料熔

8、體在口模中流動時形成所需形狀。機頭口模擠出應用實例：物料組分：ipp(等規聚丙烯)，dps(n,n-二苯基丁二酰胺)物料性質：ipp：m fr = 4.12 g/10 min，tm=168，td=360，tc=120 dps(n,n-二苯基丁二酰胺)：tm=163；擠出環境設定：螺桿轉速：200rpm；擠出溫度：200-210；冷卻介質：水；典型的擠出工藝-雙向拉伸薄膜生產流程生產流程 擠出-急冷-預熱- 縱向拉伸-再冷卻-橫向拉伸-熱處理-切邊卷取 擠出后的厚片先急冷，目的是控制結晶度5% 預熱：將溫度調整到熔點以下 縱向拉伸后再冷卻的目的：使結晶停止并固定分 子的取向結構；張緊厚片防止其回縮工藝示例工藝示例l 以聚丙烯薄