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      電纜工藝技術之塑料擠出溫度

      來源:admin    發布時間:2014-12-6 09:27:24    瀏覽量:1129

      核心提示:在塑料的擠出過程中,物料聚集態的轉變以及決定物料流動的粘度都取決于溫度,因此,溫度是塑料擠出工藝中最重要的工藝參數。

      由于溫度影響著塑料的熔融過程和熔體的流動性,因此擠出溫度就和擠出工藝制品的質量有著密切的關系。有研究指出,低溫擠出有以下優點:保持擠出塑料層的形狀比較容易;由于擠包層中熱能較小,縮短了冷卻時間;此外溫度低還會減少塑料降解,這對聚氯乙稀是很重要的。但擠出溫度過低,會使擠包層失去光澤,并出現波紋、不規則破裂等現象;另外溫度低,塑料熔融區延長,從均化段出來的熔體中仍夾雜有固態物料,這些未熔物料和熔體一起成型于制品上,其影響是不言而喻的。溫度對產品的物理性能影響是復雜的,電纜乙烯類塑料絕緣層抗張強度與擠出溫度有關,對應于最大抗張強度有一最佳擠出溫度。提高低密度聚乙烯護套的擠出溫度,能提高抗應力開裂強度。但也應當指出,擠出溫度過高,易使塑料焦燒,或出現“打滑”現象;另外溫度高擠包層的形狀穩定性差,收縮率增加,甚至會引起擠出塑料層變色和出現氣泡等。

      擠出物料的熱量來自機筒加熱和螺桿旋轉剪切的粘性耗散和摩擦。前者在運行初期是很重要的,后者在運行穩定后是主要的。升高機筒溫度很自然的會增加從機筒到塑料的熱交換。在擠出穩定運行后,螺桿旋轉剪切變形的粘性耗散和摩擦熱量,常常會使塑料達到或超過所需溫度。此時機內控制系統切斷加溫電源,擠出機進入“自然擠出”過程,并應視情況對機筒和螺桿進行冷卻。實踐經驗指出,冷卻螺桿還有助于改善擠出質量,但同時也降低了擠出流率。改善質量是由于冷卻使螺桿均化段的有效槽深減少,增強了剪切作用。擠出過程中溫度不是孤立的,在流率不變,螺桿轉數不變時,增加擠出溫度會使擠出壓力降低。在低流率下,溫度對壓力的影響是很明顯的,但影響會隨流率的增加而逐漸減少。擠出溫度增加,還使所需螺桿的功率也降低了。

      由于塑料品種的不同,甚至同種塑料(如聚乙烯)由于其結構組成的不同,其擠出溫度控制不盡相同。如下表,列出了電線電纜生產中幾種塑料的擠出溫度,應指出表中操作溫度的比較,只有對同一設備才有意義。設備不同,機筒壁厚薄不一樣,測溫點的深淺不一樣,而且測溫僅是測機筒和機頭的溫度,與物料的實際溫度也不一樣,應隨時觀察擠出過程中塑料的塑化質量,并調節溫控,所以表中所示的擠出溫度僅供參考。

      塑料擠出溫度

      塑料品種

      加料段

      熔融段

      均化段

      機脖

      機頭

      模口

      聚氯乙稀

      130~140℃

      150~170℃

      175~180℃

      170~180℃

      170~175℃

      170~180℃

      聚氯乙稀

      150~160℃

      160~170℃

      175~185℃

      175~180℃

      170~175℃

      170~180℃

      聚乙烯

      140~150℃

      180~190℃

      210~220℃

      210~215℃

      200~190℃

      200~210℃

      聚乙烯

      130~140℃

      160~170℃

      175~185℃

      170~180℃

      170~175℃

      170~180℃

      氟-46

      260℃

      310~320℃

      380~400℃

      380~400℃

      350℃

      250℃

      加料段采用低溫,這是由加料段承擔的“任務”決定的,加料段要產生足夠的推力,機械剪切并攪拌混合,如溫度過度,使塑料早期熔融,不但導致擠出過程中的分解,而且引起“打滑”,造成擠出壓力波動,并因過早熔融,而致混合不充分,塑化不均勻,所以這一段溫度一般用低溫。

      熔融段的溫度要有幅度較大的提高,這是因為塑料在該段要實現塑化的緣故,只有達到一定的溫度才能確保大部分組成得以塑化。

      均化段的溫度最高,塑料在熔融段已大部分塑化,而其中小部分高分子組成尚未開始塑化,就進入均化段,這部分組成盡管很少,但其塑化是必須實現的,這時其塑化的溫度往往需要更高。因此,均化段的擠出溫度有所升高是必要的,有些時候,可以維持不變,而賴以塑化時間的延續,實現充分塑化。

      機脖的溫度要保持均化段的溫度或稍有降低,這是因為塑膠擠出篩板變旋轉運動為直線運動,而且由于篩板上的孔將塑膠熔體分散為條狀物,在進入機頭時必須在其熔融狀態下將其彼此壓實,顯然溫度下降太多是不行的。

      機頭承接已塑化均勻且由機脖壓實的熔體塑料,起繼續擠壓使之密實之作用,塑膠在此有固定的表層與機頭內壁長期接觸,若溫度過高,勢必出現分解甚至是焦燒,特別是在機頭的死角處,因此機頭溫度一般要下降。

      目前擠出機中模口采用的溫度升高、降低都有實例,一般模口溫度升高可使表面光亮,但模口溫度過高,不但會造成表層分解,更會造成成型冷卻的困難,使產品難于定型,易于下垂自行形變或壓扁變形。

      因此,盡管各種塑料的擠出溫度的控制高低不一,但都有一個普遍的規律,即從加料段起到模口止,都有一個溫度從低-高-低的變化規律。如果擠出過程中溫度控制的不合適,塑料就會產生很多缺陷,影響擠出制品的質量。

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