四、螺杆各段螺杆排布与温度设定

1、塑料的物理变化特性及温度设定原则

⑴塑料的物理变化特性

A、非结晶性塑料

随温度逐渐升高有三个物态特性如：

　　　　高弹态　　　　粘流态

　　Tg 　　　　Tf 　　　 Td

(玻璃化温度) （熔融温度） （分解温度）

其熔融在剪切流动引起粘性耗散下进行。

B、结晶性塑料

随温度逐渐升高有二个物态特性，且变化都较为突然如：

Tm Td

(熔融温度) （分解温度）

其熔融经历：固态床的形成、破裂、形成大量颗粒漂浮于熔体中，后逐渐融化。

⑵温度设定原则

①共混合金各组分熔点及其比列：以共混组分熔点为依据，以连续相熔点为调整范围。

②塑料的热性能，如熔融吸热放热、热降解历程及热氧化难易。

③塑料各组分熔点范围内，流动性能及形态变化。

如PC/ABS（6：4），PC：熔点230度左右，分解点350度左右；ABS：熔点180~190度左右，分解点245-290度左右，因此PC/ABS加工温度230-250度，考虑到其他助剂，如相容剂，润滑剂的热稳定性等等。

⑶物料温度升高的来源

A、螺杆的剪切和物料粒子间相互摩擦生热。

B、筒体的传热。

2、各段螺杆排布与温度设定 
螺杆组合的作用

①输送物料；

②提供剪切——使加工物料获得物理变化和化学变化所需的能量，使组分间分散和分布；

③建压。

物料颗粒熔融过程的分析

聚合物自由输送与预热——全充满或部分充满固体塞——固体摩擦、耗散与固态密集“海岛”结构的生成——固态稀疏“海岛”结构—— 成型挤出。

螺杆排布分段与温度设定

1、输送段

A、螺杆排布思路有：

• 深槽正向螺纹；

• 中等螺槽大导程正向螺纹，且螺槽容积由大变小，即螺纹导程由大向小渐变。

B、温度设定思路

• 不宜太高，影响物料在此段输送和受剪切的； 也不宜太低，螺杆受力过大或卡死

• 一般略接近熔融，按梯度排列。

2、熔融段

A、螺杆排布

物料在此段要达到的目的是：使加工物料获得物理变化和部分化学变化所需的能量，使组分间分布均匀和初步分散,做到组分均质化、粘度接近。

一般要求物料承受较大的剪切和机筒传热，使之熔融。一般设置捏合块，剪切元件或反螺纹，且注意相间排列配合。

B、温度设定

①、玻纤系，温度太低，树脂半融，到后段玻纤包覆性差；温度太高，树脂流动提高，混炼与剪切作用变小，甚至出现高温降解，其设定原则：

• 据基料不同和玻纤含量不同；

　• 扣除螺杆剪切输入的热量，略高于基料熔点范围内；

　• 熔融段后段（即玻纤加入口）熔体流动状况。

②、填充系，（提供强剪切使填充物，充分分散），熔融段高出基料熔点10~20℃（尽量提高），使物料充分熔融均匀分布。

③、阻燃系，(保护好阻燃剂)，其温度要偏低，特别是白色材料，尽可能降低。

④、玻纤增强阻燃系，设定温度介于前面两者间，以物料基本熔点为依据。

⑤、合金系，以两组熔融温度为依据，同时考虑组分比例及组分之热敏性等，适当调整温度。

3、混炼段

A、螺杆组分排布

物料在此段要达到的目的是：

a、细化分散，形成理想的尺寸和结构。

b、注意保护成品理想的结构不被破坏。

一般有两种典型思路：1、增强型，二头和三头组合；2、兼分布与分散的高剪切与高分流以捏合块为主体，螺纹块为辅助咸高剪切。

较好方法：不同厚度，不同差痊角的捏合块组合，加上输送螺丝块——使物料受高剪切而分散又保留时间与返混，但保证不降解。

B、温度设定

a、玻纤系，温度太低，物料流动性能差，粘度大，摩擦变大，生热高，会出现局都过热；温度太高，树脂降解，剪切度小玻纤分散变差，其设定原则：

• 据基料和玻纤含量不同而不同。

• 略筒于基料熔点范围内。

• 据成品带条的光泽度而确定。

b、填充系，（提供强剪切使填充物，充分分散），混炼段高出基料熔点10~20℃（尽量提高），使物料充分熔融均匀分布，保证混合体是流体状态。

c、阻燃系， (保护好阻燃剂)共混温度在偏低，特别是白色材料，尽可能降低。

d、玻纤增强阻燃系，温度设定以物料基本熔融为依据，保护好阻燃剂。

e、合系化，以组分的熔融温度为依据，同时考虑组分比例及组分热敏性而调整。

4、排气段

螺杆组合排列

一般排气口入口处，设立反向螺纹咸反向捏合块，将熔体密封建立起，是高压；用大导程螺纹元件以形成低充满度和懂熔体层，使物料暴露自由表面或采用多头小导程螺纹，以增加熔体表面更新速度，利于气体排除与挥发。

总的思路：反螺纹（R-LH）或反向棍合块（KG）+输送螺纹+大导程或多头小导程螺纹。

5、均化（料量）段

A、螺杆组合

螺纹块导程渐变小或螺槽渐变小来实现增压，减少背压段长度，同时注意采用单头螺纹与宽螺棱螺纹来提高排料能力，避免冒料。

B、温度设定

以适当降低温度，但模头高温利于排料。

在熔融段温度基础上，适当降低温度，其原则：根据带光泽降度而定

五、转速问题

转速越高，剪切越大，将分散相均匀分散于基体之中；剪切越大，分散相尺寸越细，但转速过大，摩擦大易引起热降解，同时停留时间变短，混合不均。

转速越低，剪切越小，分散不均匀，同时停留时间长，对易分解聚合物不利。

转速与螺杆结构都是与剪切分散有关，因此必须两者作为整体考虑。

⑴加纤增强类，影响到玻纤的长度和直径，影响到树脂与玻纤的分散包裹问题，从而影响增强效果。

⑵合金类，必须考虑：转速剪切对树脂间的结构的生成和破坏问题。如PC/ABS合金，属于类似海绵的“海岛”结构。

⑶阻燃类，必须考虑：阻燃剂的热性能，如熔融吸热放热、热降解历程及热氧化难易。