擠出機(jī)的作用是將固態(tài)物料塑化熔融成為溫度均勻的熔體并連續(xù)不斷地?cái)D出.根據(jù)物料在擠出機(jī)內(nèi)所處的狀態(tài)及擠出機(jī)各部位所起的作用不同,可將擠出機(jī)機(jī)筒沿螺桿軸向分為固體輸送、塑化熔融和熔體輸送三個(gè)功能段,這三個(gè)功能段與標(biāo)準(zhǔn)螺桿的三個(gè)幾何段(加料段、壓縮段和計(jì)量段)不完全一致.功能段的邊界隨所用物料的性能和工藝條件變化而變化,而幾何段則是固定的:為使擠出機(jī)擠出的塑料制品達(dá)到穩(wěn)定的產(chǎn)量和質(zhì)量,一方面,沿螺槽方向任一截面的質(zhì)量流率必須保持恒定且等于產(chǎn)量;另一方面,熔體的輸送速率應(yīng)等于物料的熔融速率.
一、固體輸送固體輸送是全部塑化擠出過(guò)程的基礎(chǔ),它的主要作用是將固體物料壓實(shí)后向熔融段輸送.固體輸送是在機(jī)筒加料段進(jìn)行的,物料從料斗進(jìn)入擠出機(jī)的螺槽和機(jī)筒內(nèi)壁組成的空間,被壓實(shí)而形成固體塞(床).并以恒定速率移動(dòng),固體塞的移動(dòng)與物料和螺桿、機(jī)筒之間的摩擦力有關(guān),如果物料與螺桿之間的摩擦力小于物料與機(jī)筒之間的摩擦力,則物料沿軸向前移,反之,物料與螺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng).
二、熔融塑化由加料段輸送的固體物料,在擠出機(jī)熔融段通過(guò)機(jī)筒外加熱器的加熱及螺桿與物料剪切熱的共同作用下升溫,并逐漸熔化,較后完全變成熔體.物料的熔融是這樣進(jìn)行的:密實(shí)的固體床在的進(jìn)中與加熱的機(jī)筒表面接觸,在機(jī)筒表面形成一層熔體膜,該熔體膜不斷加厚,當(dāng)熔體膜的厚度大于螺棱與機(jī)筒的間隙時(shí),熔體就會(huì)被螺棱"刮下",并將它送到螺紋的推進(jìn)面而形成熔體池.熱量通過(guò)熔體-固體界面不斷傳給固體床,使固體床不斷升溫熔融,寬度不斷減小,熔體池的寬度逐漸增大,較后固體床完全消失,即物料完全熔融.
三、熔體輸送熔體輸送是從物料完全熔融處開始的,其主要功能是將熔融物料進(jìn)一步混合、均化,并克服相當(dāng)大的流動(dòng)阻力向模頭輸送.熔體輸送段中熔體的流動(dòng)有正流、逆流、橫流和漏流四種基本形式,熔體在擠出機(jī)中的真實(shí)流動(dòng)是這四種基本流動(dòng)的組合.正流是指熔體沿著螺槽向模頭方向的流動(dòng),逆流是由機(jī)頭等阻流裝置引起的壓力梯度造成的,流動(dòng)方向與正流相反.橫流是由于螺桿與機(jī)筒相對(duì)運(yùn)動(dòng)在垂直于螺棱方向的分量引起的熔體流動(dòng),由于受螺紋側(cè)壁的限制,這種流動(dòng)一般為環(huán)流.這種環(huán)流對(duì)熔體的混合和均化有很大影響,但對(duì)總流率影響不大.漏流也是由于壓力梯度引起的,它是熔體從螺桿與機(jī)筒的間隙沿著螺桿軸向向料斗方向的流動(dòng),由于螺桿與機(jī)筒的間隙很小,漏流與正流相比小得多.
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