如PA,其压缩段更短,甚至仅为一个螺距的长度,这样的螺杆叫突变型螺杆。非晶型塑料适合选用渐变形螺杆,结晶型塑料适合选用突变型螺杆。)
c均化段。又叫计量段,作用是将塑化均匀的物料在均化段螺杆与料筒和机头相配合所产生的强大剪切作用和回压作用下进一步搅拌塑化混合均匀,并定量定压的通过机头口模进行挤出成型。由于从压缩段来的物料已达到所需的压缩比,故均化段一般无压缩作用,螺距和螺槽深度可以不变,这一段常常是等距等深的浅槽螺纹。为了稳定料流,均化段应有足够的长度,通常是螺杆全长的20%-25%。但对于PVC等热敏性塑料,所采用的渐变型螺杆往往无均化段,可避免黏流态物料在均化段停留时间过长而导致分解。
2、挤出理论:固体输送理论、熔化理论和熔体输送理论。 熔融过程的两种物态:固体物料和熔融物料。
熔体输送(四种流动):通常把物料在螺槽中的流动视为四种类型的流动组成: a正流。是物料沿螺槽方向向机头的流动,是均化段熔体的主流,起挤出物料的作用。
b逆流。沿螺槽与正流方向相反方向的流动,是由机头口模、过滤网等对料流的阻碍所引起的反压流动,故又称压力流动,它将引起挤出生产能力的损失。 c横流。物料沿X轴和Y轴两方向在螺槽内往复流动,也是由螺杆旋转时螺棱的推挤作用和阻挡作用所造成的,仅限于在每个螺槽内的环流,对总的挤出生产率影响不大,但对于物料的热交换、混合和进一步均匀塑化影响很大。
d漏流。物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆的轴向往料斗方向的流动,也是由于机头和口模等对物料的阻力所产生的反压流动。
影响挤出机生产能力的是正流、逆流、漏流,横流对挤出量没有影响。 3、橡胶压出,半成品:不是制品,经过硫化才能得到制品。
第九章 注射成型
1、柱塞式分流梭的作用:
减毛料,增加流速,促进混合分散。作用是将料筒内流经该处的物料引导成为薄层,使塑料流体产生分流和收敛流动,以缩短传热导程。既加快了热传导,也有利于减
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少或避免塑料过热而引起的热分解现象。在塑料熔体分流后,在分流梭与料筒间隙中的流速增加,剪切速度增大,从而产生较大的摩擦热,料温升高,黏度下降,使塑料得到进一步的混合塑化,有效提高柱塞式注射机的生产率及制品质量。 分流梭为柱塞式注射机所特有。(从加热效率出发分析必须使用分流梭的原因)
2、凝封、保压(与热固性塑料模压保压的区别)
凝封前保压,可以将喷嘴、料筒前端的熔融塑化物料通过流道继续缓慢注入到模具型腔,补偿模具当中的冷却收缩而产生的体积收缩。
注射成型工艺,包括充模阶段、保压阶段、倒流阶段、冻结后的冷却阶段。 保压阶段是熔体充满模腔时起至柱塞或螺杆撤回时为止的一段时间,在这段时间,塑料熔体因冷却而收缩,柱塞或螺杆仍需保持对塑料的压力,使模腔中的塑料进一步得到压实,同时料筒内的熔体会继续流入模腔中以补充因塑料冷却收缩而留出的空隙。随模腔内料温下降,模内压力也因塑料冷却收缩而开始下降。
倒流阶段是从柱塞或螺杆后退时开始,到浇口处熔体冻结为止。保压结束后,柱塞或螺杆开始后退,作用在其上的压力随之消失,喷嘴和浇口处压力也迅速下降,而模腔内的压力要高于浇道内的压力,尚未冻结的塑料熔体就会从模腔倒流入浇道并导致模腔内压力迅速下降。随模腔内压力下降,倒流速度减慢,熔体对浇口的加热作用减小,温度也就迅速下降。到t4时刻浇口内的熔体凝固,倒流随之停止,此时也称凝封。
热固性树脂交联是放热反应,这部分热量可使模腔内的物料升温膨胀,对由交联反应而引起的体积收缩有补偿作用,因此在充模结束后不必保压补料。
3、注射成型工艺条件的选择:模具温度。不但影响塑料充模时的流动行为,而且影响制品的物理机械性能和表观质量。模具温度是由冷却介质控制的,决定了制品的冷却速度。
制品透明度、结晶性、强度影响。模具温度越低,冷却越快,透明度越高,结晶度低,强度韧性较好。
应用于结晶型塑料,结晶型塑料注射入模腔后,将发生相转变,冷却速率将影响塑料的结晶速率。缓冷,即模温高,结晶速率大,有利结晶,能提高制品的密度和结
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晶度,制品成型收缩率较大,刚度大,大多数力学性能较高,但伸长率和冲击强度下降。反过来,骤冷所得制品的结晶度下降,韧性较好。但骤冷不利于大分子的松弛过程,分子取向作用和内应力较大。中速冷塑料的结晶和取向较为适中。 4、注射机的喷嘴有哪几种类型?各适合何种聚合物材料的注射成型? 热塑性塑料的注射喷嘴类型很多,最普遍的有三种形式:
a通用式喷嘴:最普遍的形式,结构简单,制造方便,无加热装置,注射压力损失小,常用于PVC、PE及纤维素等注射成型。
b延伸式喷嘴。是通用式喷嘴的改进型,结构简单、制造方便,有加热装置,注射压力较小,使用于PMMA等高粘度树脂。
c弹簧针阀式喷嘴。一种自锁式喷嘴,结构复杂,制造困难,流程较短,注射压力损失较大,主要适用于熔体粘度较低的塑料注射。
第十章压延成型
1、辊距大小不均匀性调节。(题目:压延时,压延机的辊筒为什么会产生挠度?对压延质量有何影响?说明对挠度有何补偿方法,并比较优缺点)
制品的厚度首先由辊距调节。物料在辊筒的间隙受压延时,对辊筒有横向压力,这种企图将辊筒分开的作用力称为分离力,将使两端支撑在轴承上的辊筒产生弹性弯曲,其程度大小以辊筒轴线中央部位偏离原来水平位置的距离表示,称为辊筒的挠度。挠度的产生造成压延制品厚度不均,横向断面呈现中间部分厚两端部分薄的现象。
为了克服这种现象,通常采用三种方法补偿辊筒弹性变形对薄膜横向厚度分布均匀性的影响。
a中高度法。又称“凹凸系数法”,即把辊筒的工作表面加工成中部直径大,两端直径小的腰鼓型,沿辊筒的长度方向有一定的弧度。固定不变的中高度补偿法有很大的局限性。但应用普遍,特别是橡胶压延机往往采用中高度法。
b轴交叉法。将压延机相邻两个平行辊筒的轴线加工成交叉状态,则在两个辊筒之间的中心间隙不变的情况下将增大两端的间隙,这样就弥补了由于弹性弯曲所产生
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的压延制品的中间厚两端薄的缺陷。优点是可以随产品的品种、规格和工艺条件不同而调节轴交叉角度。
c预应力法。在辊筒两端的轴颈上预先施加额外的负荷,其作用方向正好与工作负荷相反,使辊筒产生的变形与分离力引起的变形方向正好相反,这样,在压延过程中辊筒所产生的两种变形便可以相互抵消,从而达到补偿的目的。这种方法可以调节预应力的大小,使辊筒弧度有较大变化范围,以适应变形的实际要求,比较容易控制。
2、压延工艺条件确定:温度、速度、辊筒间距。(问题:用四辊压延机压延塑料薄膜时各辊的温度和转速应如何控制?为什么?)
a辊温。温度是使物料熔融塑化、延展的必要条件。为了使物料能依次贴合辊筒,防止夹入空气而导致薄膜带有气泡,在操作时辊筒温度应控制为:T辊3>=T辊4>T辊2>T辊1,辊3的温度大于或近似于辊4的温度,使物料通过辊3和辊4之间隙中,不会包住辊4,这样有利于薄膜的引离。一般辊间温差控制在5-10度。通常辊速快,制品厚度薄,则辊温要偏低些。
b辊速与速比。压延机辊筒最适宜的转速主要由压延物料和制品厚度要求来决定的,一般软质制品压延时的转速要高于硬质制品的压延。操作时辊筒的转速一般控制为:V辊3>=V辊4>V辊2>V辊1。辊筒速比根据薄膜的厚度和辊速来调节,速比过大会出现包辊现象,而速比过小则薄膜吸辊性差,空气极易夹入使产品出现气泡,对硬质制品来说会出现脱壳现象,塑化不良,质量不降。
c辊筒间距。压延时各辊筒间距的调节既是为了适应不同厚度制品的要求,也是为了改变各道辊隙之间的存料量。沿物料前进方向各组辊筒间距越来越小,对四辊压延机操作时一般控制为:d1-2>d2-3>d3-4=压延制品的厚度。 3、压延效应:定义、各向异性、影响因素。
压延效应的定义:在压延过程中,物料在通过压延辊筒间隙时受到很大的剪切力和一些拉伸应力,聚合物大分子会沿着压延方向作定向排列,以致制品在物理机械性能上出现各向异性,这种现象在压延成型中称为压延效应。
压延效应引起制品性能发生变化,使压延薄膜的纵向拉伸强度大于横向拉伸强度,横向断裂伸长率大于纵向,在制品使用温度发生较大变化时,各向尺寸会发生不同
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的变化,纵向出现收缩,甚至出现纵向破裂,而横向与厚度则出现膨胀,即表现出各向异性。
压延效应的大小受到压延温度、辊筒转速与速比、辊隙存料量、制品厚度以及物料的性质等因素影响。
适当提高物料温度,增加塑性,压延效应可以降低;辊筒的转速与速比增加,压延效应提高,若转速下降,则压延效应可降低;辊隙存料量多,压延效应也上升;制品厚度小,物料所受剪切作用增加,压延效应也增加;压延制品越薄,质量越难以保证,这也是厚度小于0.05mm的薄膜很少用压延法生产,多采用挤出吹塑法的原因。物料表观粘度大,压延效应也大。
4、压延适于做的制品尺寸:0.05-0.32mm薄膜;0.5-1mm薄片。
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