塑料管材挤出成型实验原理

来源:  发布时间:2015-11-06  点击:

塑料管材挤出成型实验之实验原理

塑料挤出制品中,管材是主要品种,并且分为硬管和软管。挤管用的塑料品种更是种类繁多,主要有PVCPEPPPebax、尼龙、TPUPC等。本实验是硬聚氯乙烯(PVC)管材的挤出。

 

  PVC塑料自料斗加入到挤出机,经挤出机的固体输送、压缩熔融和熔体输送由均化段出来塑化均匀的塑料,先后经过过滤网、粗滤器而达分流器,并为分流器支架分为若干支流,离开分流器支架后再重新汇合起来,进入管芯口模间的环形通道,最后通过口模到挤出机外而成管子,经过定径套定径和初步冷却,再进入具有喷淋装置的冷却水箱,进一步冷却成为具有一定口径的管材,最后经由牵引装置引出并根据规定的长度要求而切割得到所需的制品。图1为挤管工艺示意图。

 

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 1-螺杆  2-机筒  3-多孔板  4-接口套  5-机头体  6-芯棒  7-调节螺钉  8-口模  

 

9-定径套  10-冷却水槽  11-链子  12-塞子  13-牵引装置  14-夹紧装置  15-塑料管子

 

  管材挤出装置由挤出机、机头口模、定型装置、冷却水槽、牵引及切割装置等组成,其中挤出机的机头口模和定型装置是管材挤出的关键部件。

 

  1.机头和口模

 

  机头是挤出管材的成型部件,大体上可分直通式、直角式和偏移式三种,其中用得最多的是直通式机头,机头包括分流器及其支架、管芯、口模和调节螺钉等几个部分。

 

  分流器又称鱼雷头,粘流态塑料经过粗滤板而达分流器,塑料流体逐渐形成环形,并使料层变簿,有利于塑料的进一步均匀塑化。分流器支架的作用是支撑分流器及管芯。

 

  管芯是挤出的管材内表面的成型部件,一般为流线型,以便粘流态塑料的流动。管芯通常是在分流器支架处与分流器连接。粘流态塑料经过分流器支架后进入管芯与口模之间,管芯经过一定的收缩成为平直的料道。

 

  在管材挤出过程中,机头压缩比表示粘流态塑料被压缩的程度。机 头压缩比是分流器支架出口处流道环形面积与口模及管芯之间的环形截面积之比。压缩比太小不能保证挤出管材的密实,也不利于消除分流筋所造成的熔接痕;压缩比太大则料流阻力增加。机头压缩比一般在310的范围内。

 

  口模的平直部分与管芯的平直部分构成管子的成型部件,这个部分的长短影响管材的质量。增加平直部分的长度,增大料流阻力,使管材致密,又可使料流稳定,均匀挤出,消除螺杆旋转给料流造成的旋转运动,但如果平直部分过长,则阻力过大,挤出的管材表面粗糙。一般口模的平直部分长度为内径的26倍。

 

  管材的内外径应分别等于管芯的外径和口模的内径,但实际上从口模出来的管材由于牵引和冷却收缩等因素,将使管子的截面缩小一些;另一方面,在管材离开口模后,压力降低,塑料因弹性恢复而膨胀。挤出管子的收缩及膨胀的大小与塑料性质、离开口模前后的温度、压力及牵引速度等有关,管材最终的尺寸必须通过定径套冷却定型和牵引速度的调节而确定。

 

  2.管材的定径和冷却

 

  管材挤出后,温度仍然很高,为了得到正确的尺寸和几何形状以及表面光洁的管子,应立即进行定径和冷却,以使其定型。

 

  硬聚氯乙烯管的定径可用定径套来定型,定型方式有定外径和定内径两种。本实验采用抽真空的方法进行外径定型,真空定径装置如图2所示,定型时在定径套上抽真空使挤出管子的外壁与定径套的内壁紧密贴合。

 

  经过定径后的管子进入喷淋水箱进一步冷却。冷却装置应有足够的长度,一般在1.56m之间。

 

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  图2 真空定径装置

 

  1-摸头  2-冷却区  3-冷却区  4-冷却区

 

  3.管材的牵引和切割

 

  牵引的作用是均匀地引出管子并适当地调节管子的厚度。为克服管材挤出胀大及控制管径,生产上一般使牵引速度比挤管速度大1%10%,并要求牵引装置能在较大范围内无级调速,且要求牵引速度均匀平稳,无跳动,否则会引起管子表面出现波纹、管壁厚度不均的现象。

 

  当管子递送到预定长度后,即可用切割装置将管子切断。

 


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