因为温度影响着塑料的熔融过程和熔体的流动性,因此挤出温度就和挤出工艺制品的质量有着亲近的联系。有研究指出,低温挤出有以下长处:坚持挤出塑料层的形状比较容易;因为挤包层中热能较小,缩短了冷却时刻;此外温度低还会削减塑料降解,这对聚氯乙稀是很重要的。但挤出温度过低,会使挤包层失去光泽,并出现波纹、不规则决裂等现象;别的温度低,塑料熔融区延伸,从均化段出来的熔体中仍夹杂有固态物料,这些未熔物料和熔体一同成型于制品上,其影响是不言而喻的。温度对产品的物理性能影响是杂乱的,电缆乙烯类塑料绝缘层抗张强度与挤出温度有关,对应于很大抗张强度有一很佳挤出温度。提高低密度聚乙烯护套的挤出温度,能提高抗应力开裂强度。但也应当指出,挤出温度过高,易使塑料焦烧,或出现“打滑”现象;别的温度高挤包层的形状安稳性差,收缩率添加,甚至会引起挤出塑料层变色和出现气泡等。
挤出物料的热量来自机筒加热和螺杆旋转剪切的粘性耗散和摩擦。前者在运转初期是很重要的,后者在运转安稳后是主要的。升高机筒温度很天然的会添加从机筒到塑料的热交换。在挤出安稳运转后,螺杆旋转剪切变形的粘性耗散和摩擦热量,常常会使塑料到达或超过所需温度。此刻机内控制系统切断加温电源,挤出机进入“天然挤出”过程,并应视情况对机筒和螺杆进行冷却。实践经验指出,冷却螺杆还有助于改进挤出质量,但一起也下降了挤出流率。改进质量是因为冷却使螺杆均化段的有效槽深削减,增强了剪切效果。挤出过程中温度不是孤立的,在流率不变,螺杆转数不变时,添加挤出温度会使挤出压力下降。在低流率下,温度对压力的影响是很明显的,但影响会随流率的添加而逐渐削减。挤出温度添加,还使所需螺杆的功率也下降了。
因为塑料种类的不同,甚至同种塑料(如聚乙烯)因为其结构组成的不同,其挤出温度控制不尽相同。如下表,列出了电线电缆生产中几种塑料的挤出温度,应指出表中操作温度的比较,只要对同一设备才有意义。设备不同,机筒壁厚薄不一样,测温点的深浅不一样,并且测温仅是测机筒和机头的温度,与物料的实际温度也不一样,应随时观察挤出过程中塑料的塑化质量,并调节温控,所以表中所示的挤出温度仅供参考。
塑料挤出温度
塑料种类 | 加料段 | 熔融段 | 均化段 | 机脖 | 机头 | 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℃ |
加料段选用低温,这是由加料段承当的“使命”决定的,加料段要发生满足的推力,机械剪切并搅拌混合,如温度过度,使塑料早期熔融,不但导致挤出过程中的分化,并且引起“打滑”,形成挤出压力动摇,并因过早熔融,而致混合不充沛,塑化不均匀,所以这一段温度一般用低温。
熔融段的温度要有幅度较大的提高,这是因为塑料在该段要完成塑化的原因,只要到达一定的温度才能保证大部分组成得以塑化。
均化段的温度很高,塑料在熔融段已大部分塑化,而其中小部分高分子组成尚未开始塑化,就进入均化段,这部分组成虽然很少,但其塑化是有必要完成的,这时其塑化的温度往往需要更高。因此,均化段的挤出温度有所升高是必要的,有些时候,能够保持不变,而赖以塑化时刻的延续,完成充沛塑化。
机脖的温度要坚持均化段的温度或稍有下降,这是因为塑胶挤出筛板变旋转运动为直线运动,并且因为筛板上的孔将塑胶熔体分散为条状物,在进入机头时有必要在其熔融状态下将其互相压实,显然温度下降太多是不行的。
机头接受已塑化均匀且由机脖压实的熔体塑料,起继续挤压使之密实之效果,塑胶在此有固定的表层与机头内壁长时间接触,若温度过高,必然出现分化甚至是焦烧,特别是在机头的死角处,因此机头温度一般要下降。
目前挤出机中模口选用的温度升高、下降都有实例,一般模口温度升高可使外表亮光,但模口温度过高,不但会形成表层分化,更会形成成型冷却的困难,使产品难于定型,易于下垂自行形变或压扁变形。
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