一、螺桿的幾個重要幾何參數(shù)
1、螺桿直徑(D)
a、與所要求的注射量相關(guān):
射出容積=1/4*π*D2*S(射出行程)*0.85;
b、一般而言,螺桿直徑D與最高注射壓力成反比,與塑化能力成正比。
2、輸送段
a、負(fù)責(zé)塑料的輸送,推擠與預(yù)熱,應(yīng)保證預(yù)熱到熔點;
b、結(jié)晶性塑料宜長(如:POM、PA)非晶性料次之(如:PS、PU、ABS),熱敏性最短(如:PVC)。
3、壓縮段
a、負(fù)責(zé)塑料的混煉、壓縮與加壓排氣,通過這一段的原料已經(jīng)幾乎全部熔解,但不一定會均勻混合;
b、在此區(qū)域,塑料逐漸熔融,螺槽體積必須相應(yīng)下降,以對應(yīng)塑料幾何體積的下降,否則料壓不實,傳熱慢,排氣不良;
c、一般占25%以上螺桿工作長度,但尼龍(結(jié)晶性料)螺桿的壓縮段約占15%螺桿工作長度,高粘度、耐火性、低傳導(dǎo)性、高添加物等塑料螺桿,占40%—50%螺桿工作長度,PVC螺桿可占100%螺桿工作長度,以免產(chǎn)生激烈的剪切熱。
4、計量段
a、一般占20—25%螺桿工作長度,確保塑料全部熔融以及溫度均勻,混煉均勻;
b、計量段長則混煉效果佳,太長則易使熔體停留過久而產(chǎn)生熱分解,太短則易使溫度不均勻;
c、PVC等熱敏性塑料不宜停留時間過長,以免熱分解,可用較短的計量段或不要計量段。
5、進(jìn)料螺槽深度,計量螺槽深度
a、進(jìn)料螺槽深度越深,則輸送量越大,但需考慮螺桿強(qiáng)度,計量螺槽深度越淺,則塑化發(fā)熱、混合性能指數(shù)越高,但計量螺槽深度太淺則剪切熱增加,自生熱增加,溫升太高,造成塑膠變色或燒焦,尤其不利于熱敏性塑料;
b、計量螺槽深度=KD=(0.03—0.07)*D,D增大,則K選小值。
二、影響塑化品質(zhì)的主要因素
影響塑化品質(zhì)的主要因素為:長徑比、壓縮比、背壓、螺桿轉(zhuǎn)速、加熱溫度等。
1、長徑比:為螺桿有效工作長度與螺桿直徑的比值。
a、長徑比大則吃料易均勻;
b、熱穩(wěn)定性較佳的塑料可用較長的螺桿以提高混煉性而不燒焦,熱穩(wěn)定性較差的塑料可用較短的螺桿或螺桿尾端無螺紋。以塑料特性考慮,一般流長比如下:熱固性為14—16,硬質(zhì)PVC,高粘度PU等熱敏性為17—18,一般塑料為18—22,PC、POM等高溫穩(wěn)定性塑料為22—24。
2、壓縮比:為進(jìn)料段最后一個螺槽深度與計量段第一個螺槽深度的比值。
a、考慮料的壓縮性、裝填程度、回流等影響,制品要密實、傳熱與排氣;
b、適當(dāng)?shù)膲嚎s比可增加塑料的密度,使分子與分子之間結(jié)合更加緊密,有助于減少空氣的吸取,降低因壓力而產(chǎn)生的溫升,并影響輸出量的差異,不適當(dāng)?shù)膲嚎s比將會破壞塑膠的物性;
c、壓縮比值越高,對塑料在料管內(nèi)塑化過程中產(chǎn)生的溫升越高,對塑化中的塑料產(chǎn)生較佳的混煉均勻度,相對的出料量大為減少。
d、高壓縮比適于不易熔塑料,特別具低熔化粘度,熱穩(wěn)定性塑料;低壓縮比適于易熔塑料,特別具高熔化粘度、熱敏性塑料。
3、背壓
a、增加背壓可增加螺桿對熔融樹脂所做的功,消除未熔的塑膠顆粒,增加料管內(nèi)原料密度及其均勻程度;
b、背壓被運(yùn)用來提高料筒溫度,其效果最為顯著;
c、背壓過大,對熱敏性較高的塑料易分解,對低粘度的塑料可能會產(chǎn)生流涎現(xiàn)象,背壓過小,注塑出的成品可能會有氣泡。
4、螺桿轉(zhuǎn)速
a、螺桿的轉(zhuǎn)動速度直接影響塑料在螺旋槽內(nèi)的切變;
b、小型螺桿槽較淺吸收熱源快速,足夠促使塑料在壓縮段時間軟化,螺桿與料筒壁間的摩擦熱能較低,適宜高速旋轉(zhuǎn),增加塑化能力;
c、大型螺桿則不宜快速旋轉(zhuǎn),以免塑化不勻及造成過度摩擦熱;
d、對熱敏性較高的塑料,螺桿轉(zhuǎn)速過大的話,塑料會很容易分解;
e、通常各尺寸螺桿有一定的轉(zhuǎn)速范圍,一般轉(zhuǎn)速100—150rpm;太低則無法熔化塑膠,太高則將塑料燒焦。
5、電熱溫度設(shè)定
a、使滯留于料筒及螺桿內(nèi)的冷硬塑料熔融以利于螺桿轉(zhuǎn)動,提供塑料獲得熔融所需的一部分熱量;
b、設(shè)定比熔膠溫度低5—10℃(部分由摩擦熱能提供);
c、射咀溫度的調(diào)整也可用來控制流涎、冷凝料(塞咀)、牽絲等問題;
d、結(jié)晶性塑料一般溫度控制:
三、塑化料管組選用原則及過膠頭組件設(shè)計
?。ㄒ唬┛紤]要點:輸送段、壓縮段、計量段、三段比值、壓縮比、計量段螺槽深、長徑比、螺牙數(shù).
(二)選用原則
a、欲得混煉效果佳的采用長徑比大,螺牙數(shù)多,壓縮比大,計量段螺槽淺的設(shè)計,例如:PA、PE、PP、POM;
b、欲防止剪切過熱現(xiàn)象的采用長徑比小,螺牙數(shù)少,壓縮段長,壓縮比小,計量段螺槽較深的設(shè)計,例如:PC、PMMA、硬質(zhì)PVC、加玻璃纖維或防火料;
c、欲得高塑化率者,采用壓縮比較小,計量段螺槽較深的設(shè)計。
?。ㄈ┻^膠頭組件設(shè)計
好的止逆閥應(yīng)具備:
a、快速止逆速度能力;
b、完全止逆能力,以維持最小的塑料回流現(xiàn)象;
c、料流順暢,無死角以避免局部剪切熱,而造成塑料劣化現(xiàn)象;
d、耐磨損性,耐腐蝕性;
e、能適合多種塑料使用
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