电缆技术网欢迎您
您现在的位置是:首页 - 电缆工艺技术 - 正文

电缆工艺技术之塑料挤出温度

    在塑料的挤出过程中,物料聚集态的转变以及决定物料流动的粘度都取决于温度,因此,温度是塑料挤出工艺中最重要的工艺参数。

    由于温度影响着塑料的熔融过程和熔体的流动性,因此挤出温度就和挤出工艺制品的质量有着密切的关系。有研究指出,低温挤出有以下优点:保持挤出塑料层的形状比较容易;由于挤包层中热能较小,缩短了冷却时间;此外温度低还会减少塑料降解,这对聚氯乙稀是很重要的。但挤出温度过低,会使挤包层失去光泽,并出现波纹、不规则破裂等现象;另外温度低,塑料熔融区延长,从均化段出来的熔体中仍夹杂有固态物料,这些未熔物料和熔体一起成型于制品上,其影响是不言而喻的。温度对产品的物理性能影响是复杂的,电缆乙烯类塑料绝缘层抗张强度与挤出温度有关,对应于最大抗张强度有一最佳挤出温度。提高低密度聚乙烯护套的挤出温度,能提高抗应力开裂强度。但也应当指出,挤出温度过高,易使塑料焦烧,或出现“打滑”现象;另外温度高挤包层的形状稳定性差,收缩率增加,甚至会引起挤出塑料层变色和出现气泡等。

    挤出物料的热量来自机筒加热和螺杆旋转剪切的粘性耗散和摩擦。前者在运行初期是很重要的,后者在运行稳定后是主要的。升高机筒温度很自然的会增加从机筒到塑料的热交换。在挤出稳定运行后,螺杆旋转剪切变形的粘性耗散和摩擦热量,常常会使塑料达到或超过所需温度。此时机内控制系统切断加温电源,挤出机进入“自然挤出”过程,并应视情况对机筒和螺杆进行冷却。实践经验指出,冷却螺杆还有助于改善挤出质量,但同时也降低了挤出流率。改善质量是由于冷却使螺杆均化段的有效槽深减少,增强了剪切作用。挤出过程中温度不是孤立的,在流率不变,螺杆转数不变时,增加挤出温度会使挤出压力降低。在低流率下,温度对压力的影响是很明显的,但影响会随流率的增加而逐渐减少。挤出温度增加,还使所需螺杆的功率也降低了。

    由于塑料品种的不同,甚至同种塑料(如聚乙烯)由于其结构组成的不同,其挤出温度控制不尽相同。如下表,列出了电线电缆生产中几种塑料的挤出温度,应指出表中操作温度的比较,只有对同一设备才有意义。设备不同,机筒壁厚薄不一样,测温点的深浅不一样,而且测温仅是测机筒和机头的温度,与物料的实际温度也不一样,应随时观察挤出过程中塑料的塑化质量,并调节温控,所以表中所示的挤出温度仅供参考。

塑料挤出温度

塑料品种

加料段

熔融段

均化段

机脖

机头

模口

聚氯乙稀

130140

150170

175180

170180

170175

170180

聚氯乙稀

150160

160170

175185

175180

170175

170180

聚乙烯

140150

180190

210220

210215

200190

200210

聚乙烯

130140

160170

175185

170180

170175

170180

-46

260

310320

380400

380400

350

250

    加料段采用低温,这是由加料段承担的“任务”决定的,加料段要产生足够的推力,机械剪切并搅拌混合,如温度过度,使塑料早期熔融,不但导致挤出过程中的分解,而且引起“打滑”,造成挤出压力波动,并因过早熔融,而致混合不充分,塑化不均匀,所以这一段温度一般用低温。

    熔融段的温度要有幅度较大的提高,这是因为塑料在该段要实现塑化的缘故,只有达到一定的温度才能确保大部分组成得以塑化。

    均化段的温度最高,塑料在熔融段已大部分塑化,而其中小部分高分子组成尚未开始塑化,就进入均化段,这部分组成尽管很少,但其塑化是必须实现的,这时其塑化的温度往往需要更高。因此,均化段的挤出温度有所升高是必要的,有些时候,可以维持不变,而赖以塑化时间的延续,实现充分塑化。挤出工艺

    机脖的温度要保持均化段的温度或稍有降低,这是因为塑胶挤出筛板变旋转运动为直线运动,而且由于筛板上的孔将塑胶熔体分散为条状物,在进入机头时必须在其熔融状态下将其彼此压实,显然温度下降太多是不行的。

    机头承接已塑化均匀且由机脖压实的熔体塑料,起继续挤压使之密实之作用,塑胶在此有固定的表层与机头内壁长期接触,若温度过高,势必出现分解甚至是焦烧,特别是在机头的死角处,因此机头温度一般要下降。

    目前挤出机中模口采用的温度升高、降低都有实例,一般模口温度升高可使表面光亮,但模口温度过高,不但会造成表层分解,更会造成成型冷却的困难,使产品难于定型,易于下垂自行形变或压扁变形。

    因此,尽管各种塑料的挤出温度的控制高低不一,但都有一个普遍的规律,即从加料段起到模口止,都有一个温度从低-高-低的变化规律。如果挤出过程中温度控制的不合适,塑料就会产生很多缺陷,影响挤出制品的质量。

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。