2021挤出机螺杆均化段.ppt

. 雷诺数定义 挤出成型均化段研究 主讲 49 号 小组成员 44 号 — 49 号 . 雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参 数。 流体流动时的 惯性力 Fg 和 粘性力 ( 内摩擦 力 )Fm 之比称为雷诺数。用符号 Re 表示。 Re 是一个无因次量。 Re=ρvr/η ，其中 v 、 ρ 、 η 分别为流体的流速、 密度与黏性系数， r 为一特征线度。 44 . ? 雷诺数小，意味着流体流动时各质点间的粘性 力占主要地位，流体各质点平行于管路内壁有 规则地流动，呈 层流 流动状态。雷诺数大，意 味着惯性力占主要地位，流体呈 紊流 流动状态， 一般管道雷诺数 Re ＜ 2000 为层流状态， Re ＞ 4000 为紊流状态， Re ＝ 2000 ～ 4000 为过渡状 态。在不同的流动状态下，流体的运动规 律．流速的分布等都是不同的，因而管道内流 体的平均流速 υ 与最大流速 υmax 的比值也是不 同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流 动特性。 44 . 均化段作用 : 将熔融物塑料定压、定量、定温挤入 塑料成型机头中 挤出成型均化段研究 . 均化段，具有这样几个突出的工艺特性 这一段螺纹深度最浅、螺槽容积最小，螺杆与机筒间产 生的压力最大，同时物料受到过滤筛板的反作用力，在 径向压力和轴向压力的高压作用下，使含于塑料内约占 50 ％的气体全部排出，并使胶层压实、致密，“均压段” 之称即由此而来。 这一段又是挤出工艺温度最高的一段，使经过熔融段未 能塑化的高分子在此段完成塑化，从而消除“颗粒”， 使塑化充分均匀，所以该段又称“均匀段”。 因挤出量的大小和挤出压力由该段的容积决定，所以又 叫“计量段”。 48 . 压 力 /MPa . 均化段的螺槽深度和长度是两个重要参量 ? 螺槽深度 ： ? 应该设计得使该段的计量能力与压缩段的熔融能力相匹配，以 适当地控制每一转的挤出量。 ? 如果该段的螺槽深度过大，使其潜在的熔体输送能力大于熔体 熔融能力，压缩段未熔融的物料会进入该段，残留的固相碎片 若得不到进一步的均匀塑化而挤入机头，会影响制品质量。 ? 如果螺槽太浅，质量就会下降，而且熔体会受到过大的剪切， 熔体的温度会变得过高，非但不能获得低温挤出，甚至会引起 过热分解。 ? 均化段螺槽深度的选择还应当与使用的机头相匹配：若想获得 高的挤出量，高压机头应当与浅的均化段螺槽的螺杆相匹配。 ? 均化段螺槽深度 h3 的确定比较复杂，目前仍以经验方法确定。 ? h3= （ 0.02-0.06 ） D ? 螺杆直径较小者， H1 取大值，反之，取小值。 47 . 均化段长度 L3 是另外一个重要参数 。 L3 长一些，可以使物料得到相对长一些的均化时间，也可以减少温度，压 力，产量的波动。 但是 L3 不能过长，否则会导致压缩段和加料段在全长的比例变小，不利于 物料的熔融。 对于非结晶性塑料，均化段长度约占螺杆全场的 22%-25% ；对于结晶性塑 料，均化段长度约占螺杆全长的 25%-35% 对于某种给定的物料，有一个最佳的均化段螺槽深度和均化段长度。均化 段的尺寸决定了它的均化能力。 有实验证明，在其他不变的情况下，均 化段螺杆深度稍为增加就会使均化质量大大下降；相反， h3 稍微减少产量 会大大减少（ 50% ）。而均化段的长度减少太多，同样会引起塑化质量的 下降。附带说明一下，有一种习惯的计算方法，当压缩比 和均化段槽深 h3 决定后， h1 可以用下式计算： 以上仅是一个几何关系，压缩比不应作为决定加料段螺槽深度的标准。 . 均化段螺杆几何尺寸 h3= （ 0.025-0.06 ） Db L3=(0.2-0.25)L （ PVC 等短 , 甚至不要） ；长径比 大，相应取大 Db — 螺杆直径 L — 螺杆总长 h3 — 螺槽深度 L3 — 均化段长度 48 . 螺杆的压缩比 压缩比：螺杆进出料端螺槽容积之比。压缩比的存在是产生挤出 压力的前提。 螺杆的压缩比值大小，对挤出塑化原料的工艺控制条件有较大影响。它是由塑料 的物理压缩比 — 即 制品的密度 与 进料的表现密度 之比来决定的。使挤塑机压缩比 较大，目的是为了使颗粒状塑料能充分塑化、压实。挤出不同树脂时，应根据不 同塑料的物理性能来选用螺杆的压缩比。 47 挤出不同塑料的螺杆压缩比 名 称 压缩比 名 称 压缩比 硬聚氯乙烯（粒） 25(2 ? 3) ABS 1.8(1.6 ? 2.5) 硬聚氯乙烯（粉） 3 ? 4(2 ? 5) 聚甲醛 4(2.8 ? 4) 软聚氯乙烯（粒） 3.2 ? 3.5(3 ? 4) 聚碳酸酯 2.5 ? 3 软聚氯乙烯（粉） 3 ? 5 聚苯醚（ PPO) 2(2 ? 3.5) 聚乙烯 3 ? 4 聚砜（片） 2.8 ?