成型條件取決于物料的配方(如增塑或未增塑)、預處理(如干混料或粒料)以及所用設備情況。以下幾例是不同配方的PVC料在單螺桿擠出機上的成型條件。對于普通硬管,采用粒料在三種擠出機上的成型條件列于表2-10。
表2-10 硬PVC管的擠出條件
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螺桿
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溫度/°C
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直徑/mm
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長徑比
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壓縮比
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轉速/(r/min)
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料筒
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口模
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1
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2
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3
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4
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5
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1
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2
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3(模口)
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150
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20
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2.5
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8~14
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120
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140
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160
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170
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175
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160
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175
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180~185
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90
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15
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2.5
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12~20
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130
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160
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175
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160
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175
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180
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65
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20
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3.0
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10~30
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120
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160
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175
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160
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175
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180
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對于電線導管,顧萬里用未增塑pvc粒料在Φ45擠出機上的成型條件為:
料筒溫度/°C:140/170
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口模溫度/°C:175/180/180
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對于波紋導線管,孫立宏用干混料在由Φ65擠出機、口模和模塊等組成的波紋管成型機組上用擠坯吹塑法制造的。先將干混料經過塑煉并擠成管坯,然后將其引入由兩組橢圓型軌道和模塊組成的成型裝置,在一定氣壓下管坯于模型中連續被吹脹并冷卻定型而成波紋管。其擠出的工藝條件如下:
料筒溫度/°C:170/175/188/192
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料筒溫度/°C:170/175/188/192
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螺桿轉速/(r/min):20~30
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對于纖維增強軟管,酈華興等用粒料在Φ45擠出機上的成型條件如表2-11所示。
表2-11 增強軟管擠出工藝條件
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參數
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料筒溫度/°C
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口模溫度/°C
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螺桿轉速/(r/min)
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內層
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100~120/120~140/150~160
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160~170
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15~25
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外層
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130~140/145~155/160~165
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180~190
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15~30
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在擠管過程中,首先,要控制溫度。在加工過程中,PVC熱分解的程度取決于料溫和停留時間,料溫越高,則停留時間越短。對于單螺桿擠出機,料筒設定溫度是由低到高。在計量段,由于剪切熱較大,溫度不宜超過175°C。在連接處,螺桿端部與分流梭之間的空間一般最大、物料停留時間最長,設定溫度較低(約160℃),此后,溫度逐步升高,在模口可達185℃或更高,使PVC快速凝膠化,并達到所需凝膠化度(60%~70%)。但是,干混料的模口溫度應比粒料高10℃。如果用經破碎的回頭料,模口溫度應比原加工溫度高,甚至可達210℃。
其次,要控制口模壓力、螺桿轉速和轉矩。口模壓力(降)的大小會影響制品的質量、出料穩定性及產量等。對于硬PVC,口模壓力在17.0-40.0MPa。其中由濾網及多孔板所產生的壓力可占一半或更高。國內一般無測壓裝置。因此,要憑借經驗,注意控制溫度,而壓力過高會損壞口模與料筒的連接螺栓。
在擠管裝置一定的條件下,提高螺桿轉速可以提高產量。但是,應以不產生熔體破裂(如表面粗糙或不規則)為限。另一方面,隨著轉速增大,剪切熱增多,特別是在計量段尤為突出,致使PVC降解。因此,有時用溫水(70~80℃)冷卻。
螺桿的轉矩不僅反映了能量消耗的大小,也反映了擠出過程中剪切作用的強弱和熔體粘度的高低。據Illrnan在擠出測定儀上研究了三組典型配力(1一內、外潤滑平衡;2一內潤滑不足;3--潤滑過度)在溫度恒定下,增加螺桿轉速對擠出的影響。在潤滑平衡下,轉矩隨螺桿轉速的增大而正常提高;在潤滑不足時轉矩快速增大;潤滑過度時轉矩突然減小。對口模壓力和擠出量的影響與轉矩類似。Whitc用Brabnder的小塑擠出機上對硬PVC作了類似試驗。同潤滑平衡的物料相比。潤滑過度的物料仍然有較低的轉矩和口模壓力。因此,根據加工中螺桿轉矩的大小可以粗略地判斷硬PVC料的潤滑情況從而改進配方。