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電纜工藝技術之塑料擠出溫度

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  在塑料的擠出過程中,物料聚集態的轉變以及決定物料流動的粘度都取決于溫度,因此,溫度是塑料擠出工藝中最重要的工藝參數。
  由于溫度影響著塑料的熔融過程和熔體的流動性,因此擠出溫度就和擠出工藝制品的質量有著密切的關系。有研究指出,低溫擠出有以下優點:保持擠出塑料層的形狀比較容易;由于擠包層中熱能較小,縮短了冷卻時間;此外溫度低還會減少塑料降解,這對聚氯乙稀是很重要的。但擠出溫度過低,會使擠包層失去光澤,并出現波紋、不規則破裂等現象;另外溫度低,塑料熔融區延長,從均化段出來的熔體中仍夾雜有固態物料,這些未熔物料和熔體一起成型于制品上,其影響是不言而喻的。溫度對產品的物理性能影響是復雜的,電纜乙烯類塑料絕緣層抗張強度與擠出溫度有關,對應于最大抗張強度有一最佳擠出溫度。提高低密度聚乙烯護套的擠出溫度,能提高抗應力開裂強度。但也應當指出,擠出溫度過高,易使塑料焦燒,或出現“打滑”現象;另外溫度高擠包層的形狀穩定性差,收縮率增加,甚至會引起擠出塑料層變色和出現氣泡等。
  擠出物料的熱量來自機筒加熱和螺桿旋轉剪切的粘性耗散和摩擦。前者在運行初期是很重要的,后者在運行穩定后是主要的。升高機筒溫度很自然的會增加從機筒到塑料的熱交換。在擠出穩定運行后,螺桿旋轉剪切變形的粘性耗散和摩擦熱量,常常會使塑料達到或超過所需溫度。此時機內控制系統切斷加溫電源,擠出機進入“自然擠出”過程,并應視情況對機筒和螺桿進行冷卻。實踐經驗指出,冷卻螺桿還有助于改善擠出質量,但同時也降低了擠出流率。改善質量是由于冷卻使螺桿均化段的有效槽深減少,增強了剪切作用。擠出過程中溫度不是孤立的,在流率不變,螺桿轉數不變時,增加擠出溫度會使擠出壓力降低。在低流率下,溫度對壓力的影響是很明顯的,但影響會隨流率的增加而逐漸減少。擠出溫度增加,還使所需螺桿的功率也降低了。
  由于塑料品種的不同,甚至同種塑料(如聚乙烯)由于其結構組成的不同,其擠出溫度控制不盡相同。如下表,列出了電線電纜生產中幾種塑料的擠出溫度,應指出表中操作溫度的比較,只有對同一設備才有意義。設備不同,機筒壁厚薄不一樣,測溫點的深淺不一樣,而且測溫僅是測機筒和機頭的溫度,與物料的實際溫度也不一樣,應隨時觀察擠出過程中塑料的塑化質量,并調節溫控,所以表中所示的擠出溫度僅供參考。
塑料擠出溫度

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