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技術(shù)文章

電纜擠塑工藝
在塑料的擠出過程中，物料聚集態(tài)的轉(zhuǎn)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*重要的工藝參數(shù)。 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(zhì)量有著密切的關(guān)系。有研究指出，低溫?cái)D出有以下優(yōu)
在塑料的擠出過程中，物料聚集態(tài)的轉(zhuǎn)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*重要的工藝參數(shù)。
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(zhì)量有著密切的關(guān)系。有研究指出，低溫?cái)D出有以下優(yōu)點(diǎn)：保持?jǐn)D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(shí)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(xiàn)波紋、不規(guī)則破裂等現(xiàn)象;另外溫度低，塑料熔融區(qū)延長，從均化段出來的熔體中仍夾雜有固態(tài)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(chǎn)品的物理性能影響是復(fù)雜的，電纜乙烯類塑料絕緣層抗張強(qiáng)度與擠出溫度有關(guān)，對應(yīng)于*大抗張強(qiáng)度有一*佳擠出溫度。提高低密度聚乙烯護(hù)套的擠出溫度，能提高抗應(yīng)力開裂強(qiáng)度。但也應(yīng)當(dāng)指出，擠出溫度過高，易使塑料焦燒，或出現(xiàn)“打滑”現(xiàn)象;另外溫度高擠包層的形狀穩(wěn)定性差，收縮率增加，甚至?xí)饠D出塑料層變色和出現(xiàn)氣泡等。
擠出物料的熱量來自機(jī)筒加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)剪切的粘性耗散和???擦。前者在運(yùn)行初期是很重要的，后者在運(yùn)行穩(wěn)定后是主要的。升高機(jī)筒溫度很自然的會增加從機(jī)筒到塑料的熱交換。在擠出穩(wěn)定運(yùn)行后，螺桿旋轉(zhuǎn)剪切變形的粘性耗散和摩擦熱量，常常會使塑料達(dá)到或超過所需溫度。此時(shí)機(jī)內(nèi)控制系統(tǒng)切斷加溫電源，擠出機(jī)進(jìn)入“自然擠出”過程，并應(yīng)視情況對機(jī)筒和螺桿進(jìn)行冷卻。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)指出，冷卻螺桿還有助于改善擠出質(zhì)量，但同時(shí)也降低了擠出流率。改善質(zhì)量是由于冷卻使螺桿均化段的有效槽深減少，增強(qiáng)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(zhuǎn)數(shù)不變時(shí)，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(jié)構(gòu)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(chǎn)中幾種塑料的擠出溫度，應(yīng)指出表中操作溫度的比較，只有對同一設(shè)備才有意義。設(shè)備不同，機(jī)筒壁厚薄不一樣，測溫點(diǎn)的深淺不一樣，而且測溫僅是測機(jī)筒和機(jī)頭的溫度，與物料的實(shí)際溫度也不一樣，應(yīng)隨時(shí)觀察擠出過程中塑料的塑化質(zhì)量，并調(diào)節(jié)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(jī)脖
機(jī)頭
?？?br /> 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(dān)的“任務(wù)”決定的，加料段要產(chǎn)生足夠的推力，機(jī)械剪切并攪拌混合，如溫度過度，使塑料早期熔融，不但導(dǎo)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?yàn)樗芰显谠摱我獙?shí)現(xiàn)塑化的緣故，只有達(dá)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*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(jìn)入均化段，這部分組成盡管很少，但其塑化是必須實(shí)現(xiàn)的，這時(shí)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(shí)候，可以維持不變，而賴以塑化時(shí)間的延續(xù)，實(shí)現(xiàn)充分塑化。
機(jī)脖的溫度要保持均化段的溫度或稍有降低，這是因?yàn)樗苣z擠出篩板變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為直線運(yùn)動，而且由于篩板上的孔將塑膠熔體分散為條狀物，在進(jìn)入機(jī)頭時(shí)必須在其熔融狀態(tài)下將其彼此壓實(shí)，顯然溫度下降太多是不行的。
機(jī)頭承接已塑化均勻且由機(jī)脖壓實(shí)的熔體塑料，起繼續(xù)擠壓使之密實(shí)之作用，塑膠在此有固定的表層與機(jī)頭內(nèi)壁長期接觸，若溫度過高，勢必出現(xiàn)分解甚至是焦燒，特別是在機(jī)頭的死角處，因此機(jī)頭溫度一般要下降。
目前擠出機(jī)中?？诓捎玫臏囟壬?、降低都有實(shí)例，一般?？跍囟壬呖墒贡砻婀饬粒？跍囟冗^高，不但會造成表層分解，更會造成成型冷卻的困難，使產(chǎn)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(gè)普遍的規(guī)律，即從加料段起到?？谥?，都有一個(gè)溫度從低-高-低的變化規(guī)律。如果擠出過程中溫度控制的不合適，塑料就會產(chǎn)生很多缺陷，影響擠出制品的質(zhì)量。