挤出机螺杆塑化不良现象分析及解决方案

从熔融理论和操作实践我们知道,塑料在挤出机螺杆上的熔融开始点A和熔融点B的位置与螺杆参数,工艺条件(转速、温度、机头压力等)以及塑料性能有直接关系。

一般来说，为了增大挤出量，必须提高螺杆转速n或加深螺槽深度H3。但这势必使相变点A和B的位置往机头方向移动，如果不加大长径比L/D，便有可能在挤出制品中混有未熔化的固体残余物，是的塑化质量下降，这个过程在图9-1上表示得很清楚。

产生这个现象的原因可如下分析：

由于固相不能像流体那样流动，因此由剪切产生的热量较小。固相熔融的热源主要依靠机筒上加热器传导的热源以及熔膜中因剪切而产生的热源，其传导速度机筒温度，接触面积、塑料的空隙率以及导热系数等物理参数有关。而当这些条件一定以后，螺杆的转速（实际上代表了塑料承受加热的时间）便直接影响着导热的情况。因此，在螺杆的前一部分，即加料段和压缩段必须保证塑料有足够的停留时间以将它加热成基本熔融的流动状态。然后在计量段中进一步承受剪切，塑化和均匀化以保证良好的制品质量。

但是当转速提高以后，塑料在螺杆前部停留时间缩短，固相来不及便进入计量段，这样便有可能在制品中出现未塑化好的塑料。

为了解决这个矛盾，在过去一般的办法：

在提高转速的同时减少螺槽深度，用增高剪切作用的办法来保证塑料的塑化和均匀化。但这样依赖，一些不能承受高剪切的塑料（如硬聚氯乙烯）便容易分解从而不能在这类告诉挤出上加工。为了较少塑料分解的可能性旺旺必须加强机筒的冷却，还须向螺杆中通入冷水，这样依赖实际上又降低了挤出量，还浪费热能。而螺槽深度H3下降使得正流减少从而也减少了挤出量。这些现象都和提高转速以增加产量的要求是相矛盾的。

为了解决这个矛盾，对有些塑料也可以提高机筒温度来促使参与固相熔融。但是这个方法是有限的。

因为这样一来挤出制品的温度也将随着提高，这就加大了主机和辅机冷却系统的负担。在当前冷却系统的效率往往成为限制挤出生产率提高的一个主要障碍。同时挤出温度过高也将导致制品在冷却过程中产生较大的内应力，从而有较大的变形，对那些热敏性塑料，或者必须在较低温度下加工的挤出工艺（例如交联、发泡等）加大机筒温度从根本上是不可取的。

总结：目前要求正确的设计螺杆以降低挤出温度，这就是有些资料介绍的所谓“低温挤出螺杆”。