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详解影响注塑机螺杆塑化能力的几个参数


塑料注塑射胶螺杆与塑化品质的关系介绍

影响塑化品质之主要因素:细长比、压缩比、背压、螺杆转速、电热温度设定。细长比细长比=螺杆工作长度/螺杆直径。细长比大,则吃料易均匀,但容易过火。热稳定性较佳之塑料可用较长之螺杆,以提高混炼性而不虑烧焦;热稳定性较差之塑料,可用较短之螺杆或螺杆尾端无螺纹。以塑料特性考量,一般细长比如下:塑料特性细长比热固性14~16硬质PVC、高黏度PU等热敏性17~18一般塑料18~22PC、POM等高温稳定性塑料22~24细长比混色能力12~16以染好颜色之胶粒成型为宜,避免色差发生。16~18以色母在料管内混炼、染色、成型品质均匀,色差不良较小。20~24用色料在料管内混炼染色、分散性均匀,对成品物性有较佳的保护作用。塑料种类料管温度℃喷出料管温度℃射出压力Kg/cm2HDPE210℃后降温呈 180℃操作200~220500~1,500PP200~270210~280400~1,000PA6225~280240~280700~1,000PA6/6260~280270~310600~1,500DELRIN180~200190~220800~1,100鸠拉康220~270230~280400~1,000塑料种类料管温度℃喷出料管温度℃射出压力Kg/cm2PS180~240190~260400~1,300ABS200~230200~240800~1,500PMMA180~220200~230700~1,500PC260~310280~320800~1,500变性PPO240~280250~300850~1,400硬质PVC165~185175~1951,000~1,500以混色能力考量,一般细长比如下:压缩比压缩比=进料牙深/计量牙深考虑料的压缩性、装填程度、回流、制品要密实、传热与排气。适当的压缩比,可增加塑料之密度,使分子与分子之间结合更加紧密,有助于减少空气的吸入,降低因压力而产生之温升,而影响输出量的差异,而不适当之压缩比将会破坏塑料的物性。压缩比值越高,对塑料在料管内塑化过程中产生的温升越高,对胶化中的塑料产生较佳的混炼均匀度,相对的出料量大为减少。高压缩比适于不易熔塑料,特别具低熔化黏度、热安定性塑料。低压缩比适于易熔塑料,特别具高熔化黏度性,热敏性塑料。背压增加背压可增加螺杆对熔融树脂所做的功、消除未熔的塑料颗粒、增加料管内原料密度及其均匀程度、减少射出收压和翘曲等问题。背压被运用来提高料管温度,其效果最为显著。背压过大,对热敏性较高的塑料易分解;对低黏度的塑料可能会产生'流鼻'现象。背压太小,射出的成品可能会有气泡。螺杆转速螺杆的转动速度直接影响塑料在螺旋槽内的切变。小型螺杆槽深较浅,吸收热源快速,足够促使塑料在压缩段时软化,螺杆与料管璧间的磨擦热能较低,适宜高速旋转,增加塑化能力。大型螺杆则不易快速旋转,以免塑化不均及造成过度摩擦热。对热敏性较高的塑料,射胶螺丝转速过大的话,塑料便会很容易被分解。通常各尺寸之螺杆有一定之转速范围,一般转速100~150 rpm太低,则无法熔化塑料;太高,则将塑料烧焦。目前最大表面速度1m/sec为限,对剪切敏感材料,低于0.5m/秒。电热温度设定使滞留于料管及螺杆内之冷硬树脂熔融以利螺杆之转动,提供树脂获得熔融所需的一部份热量。设定比熔胶温度低5~10℃(部份由摩擦热能提供)喷嘴温度的调整也可用来控制流涕、凝固(塞头)、牵丝等问题。结晶性塑料一般温度控制:非结晶塑料: 注一:以上均是以不添加玻璃纤维的非强化塑料为标准。注二:管内之熔胶温度通常高于管外控制的温度,从喷嘴出料温示之。射胶螺杆之功能:加料、输送、压缩、熔化、排气、均化螺杆之重要几何尺寸:螺杆直径、进料段、压缩段、计量段、进料牙深、计量牙深螺杆重要几何尺寸的介绍:螺杆直径(D)与所要求之射出容积相关射出容积 = 1/4π×D2×(射出行程)×0.85一般而言,D2与最高射出压力成反比D愈大,押出率愈大;Q =1.29D2HmNr×60/1000(kg/Hr) 入料段负责塑料的输送、推挤与预热应保※入料段结束时开始熔融,预热到熔点。固态比热↑、熔点↑、潜热↑,加热到熔点需热多,入料段应长固态热传导系数↓,传热慢、塑料中心温升慢,入料段应长预热↑,入料段可短。结晶性料最长(如:POM、PA);非晶性料次之(如:PS、PU);热敏性最短(如:PVC)。压缩段负责塑料的混炼、压缩与加压排气,通过这一段的原料应该已经几乎全部熔解,但是不一定会均匀混合。在此区域,塑料逐渐熔融,螺槽体积必须相应下降,否则料压不实、传热慢、排气不良。对非晶性塑料,压缩段应长一些,否则若螺槽体积下降快,料体积未减少,会产生堵塞。结晶型塑料实际上非全部结晶(如 PE:40~90%结晶度,LDPE: 65%结晶度),因此目前压缩段有加长的趋势。一般占25%螺杆工作长度。尼龙(结晶性料)2~3圈,约占15%螺杆的工作长度。高黏度、耐火性、低传导性、高添加物,占40%~50%螺杆的工作长度。PVC可利用占100%螺杆的工作长度,以避免激烈的剪切热。 计量段理论上到计量段之开始点,料应全部熔融,但至少要计量段 = 4D,以确保温度均匀、混炼均匀。计量段长,则混炼效果佳;计量段太长则易使熔体停留过久,而产生热分解;太短则易使温度不均匀。一般占20~25%螺杆工作长度。PVC热敏性,不宜停留过长,以免热分解(可不要计量段)。 进料牙深、计量牙深进料牙深愈深,在进料区之输送量愈大,但需考虑螺杆强度。计量牙深愈浅,塑化之发热、混合性能指数愈高,但需防范塑料烧焦,(计量牙深太浅,则剪切热↑,自生热↑,温升太高,尤其不利于热敏性塑料。)               计量牙深= KD = (0.03~0.07)D   D ↑,K 选小; D↓,细长比 ↑,热稳定性差之塑料,K 选大。


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