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[拼音]:jichu
[英文]:extrusion
在塑料加工中又稱擠出成型或擠塑,在橡膠加工中又稱壓出。是指物料通過擠出機料筒和螺桿間的作用,邊受熱塑化,邊被螺桿向前推送,連續通過機頭而製成各種截面製品或半製品的一種加工方法。
在化學纖維工業中也有用擠出機向噴絲頭供料,以進行熔體紡絲。擠出應用於熱塑性塑料和橡膠的加工,可進行配料、造粒、膠料過濾等,可連續化生產,製造各種連續製品如管材、型材、板材(或片材)、薄膜、電線電纜包覆、橡膠輪胎胎面條、內胎胎筒、密封條等,其生產效率高。在合成樹脂生產中,擠出機可作為反應器,連續完成聚合和成型加工。
擠出裝置
主體是擠出機和機頭,此外還有供料、定型、冷卻、牽引、切割和卷取等輔助裝置(見彩圖)。在橡膠加工時還包括硫化裝置等。在實際生產中主體和輔助裝置往往連成一個機組使用(圖1)。
擠出機
按螺桿數量分單螺桿擠出機和雙螺桿擠出機。
(1)單螺桿擠出機是在加熱料筒中裝一根轉動的螺桿,料筒外部分割槽設有加熱和冷卻裝置,一端有徑向加料口,另一端軸向與機頭相連。螺桿是擠出機的關鍵部件。單螺桿擠出機主要技術引數是螺桿直徑、長徑比(螺桿長度與直徑之比)、螺桿轉速範圍、驅動電機功率、料筒加熱功率和機器生產能力。螺桿直徑決定擠出機的生產能力和製品容許最大截面。不同物料要求不同幾何形狀的螺桿和長徑比。現代塑料擠出機廣泛採用組合型螺桿、分配混合型螺桿,以及在螺桿上加屏障物或銷釘等,以改善塑化,提高生產能力和產品質量。
(2)雙螺桿擠出機有兩根螺桿在∞字形加熱料筒中轉動。螺桿可分為齧合和非齧合型;組合和非組合式;同向旋轉和異向旋轉的。以同向齧合型和異向齧合型用得較多。前者用於塑料共混、填充和增強,生產各種配合料;後者用於加工硬聚氯乙烯製品。
機頭和口模
擠出機中使擠出物形成規定橫截面形狀的部件稱口模,料筒與口模之間的過渡部分稱機頭,如果口模與機頭是一個整體,一般就統稱為機頭,也可稱為口模。在機頭內裝有多孔板和濾網,其作用是過濾熔融料和增加料流阻力,藉以濾去機械雜質和提高塑煉效果。而口模內流道形的作用是:
(1)過濾後的柱狀熔體通過口模分配腔轉變成與產品相似的截面;
(2)逐漸縮小的流道橫截面,使熔體密實;
(3)熔體以均勻的流速進入模脣,便形成與產品相適應的截面形狀,口模平直部分應有足夠的長度,以克服熔體的“記憶效應”。常用的機頭有:擠管用口模(圖2a)、吹膜用口模(圖2b)和擠片材用口模(圖2c)。
擠出工藝
一般根據所加工聚合物的型別和製品或半成品的形狀,選定擠出機、機頭和口模,以及定型和牽引等相應的輔助裝置,然後確定擠出工藝條件如螺桿轉速、機頭壓力、物料溫度,以及定型溫度、牽引速度等。在擠出過程中,物料一般都要經過塑煉,但定型方法則有所不同。例如,擠出的塑料常需冷卻定型,使其固化,而擠出橡膠的半成品,則尚需進一步硫化。採用不同的擠出裝置和工藝,可得到不同的製品。
粒料
聚合物與各種新增劑混合後,送入擠出機中熔化,並進一步混合均勻。通過多孔口模,形成多根條料,再切斷成粒料。切斷有熱切粒和冷切粒之分。前者條料離口模後,一邊用空氣或水冷卻,一邊立即用旋轉刀切斷。後者是將條料全部冷卻後,再送入切粒機切粒。
管材
物料通過由口模和芯模所組成的環型空隙,形成管狀物,再通過定型和冷卻,得到表面光潔、尺寸及幾何形狀準確的管材。常用定型方法是採用外徑定型,即經擠出的管狀物通過一個內徑與產品外徑相同的定型套筒,利用壓差使管狀物緊貼定型套內壁,從而可得到外徑準確的管材。為了造成壓差,可向管內通入壓縮空氣,也可在管外造成負壓。
片材和薄膜
凡厚度在0.25mm以上,長度比寬度大很多的扁平製品稱片材;厚度小於0.25mm者稱薄膜。如將扁平口模出來的膜狀物,通過一表面十分光潔的冷卻轉鼓冷卻定型,即可製得平膜,此法也稱擠出流延法。這是製造聚丙烯薄膜常用方法。如果將所得平膜送入拉幅機,在縱向及橫向同時拉伸 4~10倍(也可先縱向拉伸,再橫向拉伸),則可製得雙軸定向薄膜。由於拉伸時,大分子取向,因此薄膜強度很高,但透水、透氣性有所降低。常用於製造聚丙烯和聚酯薄膜。如物料內加發泡劑,並採用特殊螺桿和口模,也可製得低發泡沫塑料板材。
包覆線
當金屬裸線通過一個 T形口模時,熔融塑料即圍繞裸線而形成包覆層(圖3),包覆線被冷卻卷繞後,即得各種電線電纜製品。
吹塑薄膜
大多數薄膜用吹脹法制取。該法系將口模出來之管狀物,用壓縮空氣吹脹,形成的膜泡被風環吹出的空氣冷卻,然後通過導輥(或夾板)引出,再卷繞成卷,即可製得吹塑薄膜。大量包裝袋、農用薄膜均用此法制造成圓筒膜,再進一步焊接和裁切而製成。
複合製品
採用幾臺擠出機,同時供應幾種塑料,再通過共用機頭擠出,形成一個整體的複合製品。例如用A、B、C三種塑料共擠出(圖4),可生產各種複合薄膜、複合片材、板材、型材和管材。
膠料過濾
在製造薄壁橡膠製品時,為了防止製品發生漏氣、漏水,膠料不能含有雜質,一般在加入硫化劑前用擠出機過濾膠料,即在機頭處放置一層或多層濾網,以濾去塑化物料中雜質。
輪胎胎面和內胎製造
胎面分整體擠出和分層擠出。整體擠出可用一臺擠出機將一種膠料經扁平口模擠出;也可用兩種膠料(胎冠料和胎側料)兩臺擠出機共擠出,在共擠出機頭內結合成一個整體胎面。分層擠出則用兩臺擠出機分別將兩種膠料擠成胎冠和胎側,再在運輸帶上進行熱貼合,並經多圓盤活絡輥壓為整體。內胎擠出和管子擠出相似,胎筒擠成後,經切斷,再接頭成型。
熔體紡絲
一些粘度大的樹脂在熔體紡絲時,常用擠出機來熔融物料。熔好的物料直接經過過濾器進入噴絲頭,或用噴絲泵打入噴絲頭。