尼龙塑料挤出加工的11项基本原则
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发表时间：2022-12-30 14:38:22
尼龙（，PA612，PA12，PA1010，PA1012，PA66，PA6）塑料挤出加工的11项基本原则 ： 
热原则
可挤出的塑料是热塑料——它们在加热时熔化并在冷却时再次凝固。熔化塑料的热量从何而来？进料预热和筒体/模具加热器可能起作用而且在启动时非常重要，但是，电机输入能量——电机克服粘稠熔体的阻力转动螺杆时生成于筒体内的摩擦热量——是所有塑料最重要的热源，小系统、低速螺杆、高熔体温度塑料和挤出涂层应用除外。
在进料区内，粘到筒体上滑到螺杆上
为了使一台单螺杆挤出机光滑筒体进料区的固体颗粒输送量到达最大，颗粒应该粘在筒体上并滑到螺杆上。如果颗粒粘在螺杆根部，没有什么东西能把它们拉下来；通道体积和固体的入口量就减少了。在根部粘附不好的另一个原因是塑料可能会在此处热炼并产生凝胶和类似污染颗粒，或者随输出速度的变化间歇粘附并中断。
电机与筒体对立，筒体与电机对立
为什么筒体的控制效果并非总是和期望的一样，特别是在测量区内？如果对筒体加热，筒壁处的材料层粘度变小，电机在这个更加光滑的筒体内运行需要的能量更少。电机电流（安培数）下降。相反地，如果筒体冷却，筒壁处的熔体粘度增大，电机必须更加用力地转动，安培数增加，通过筒体时除去的一些热量又被电机送回。通常，筒体调节器的确对熔体产生效果，这是我们所期望的，但是任何地方的效果都没有区域变量大。最好是测量熔体温度来真正了解发生了什么情况。
材料的花费最大
在某些情况下，材料成本可以占到产成本的80%——多于其他所有因素之和——除过少数质量和包装特别重要的产品比如医用导管。这个原则自然引出两个结论：加工商应该尽可能多地重复使用边角料和废品来代替原材料，并尽可能严格地遵守容差以免背离目标厚度及产品出现问题。
机械原则
挤出的基本机理很简单——一个螺杆在筒体中转动并把塑料向前推动。螺杆实际上是一个斜面或者斜坡，缠绕在中心层上。其目的是增加压力以便克服较大的阻力。就一台挤出机而言，有3种阻力需要克服：固体颗粒（进料）对筒壁的摩擦力和螺杆转动前几圈时（进料区）它们之间的相互摩擦力；熔体在筒壁上的附着力；熔体被向前推动时其内部的物流阻力。
剪切率在粘度中起主要作用
所有普通塑料都有剪力下降特性，意思是在塑料运动得越来越快时粘度变低。一些塑料的这个效果表示得特别明显。例如一些PVCs在推力增加一倍时流速会增加10倍或更多。相反，LLDPE剪力下降得不是太多，推理增加一倍时其流速只增加3到4倍。减少了的剪力降低效果意味着挤出条件下的高粘度，这反过来又意味着需要更多的电机功率。
这可以解释为什么LLDPE运行时温度比LDPE高。流量以剪切率表示，在螺杆通道中时大约是100s-1，在多数模具口型中是100和100s-1之间，在螺纹与筒壁间隙和一些小模具间隙中大于100s-1。
熔体系数是粘度的一个常用的测量方法但却是颠倒的（比如是流量/推力而不是推力/流量）。可惜，其测量是在剪切率在10s-1或更小时而且在熔体流速很快的挤出机中可能不是一个真实的测量值。
螺杆末端的压力很重要
这个压力反映螺杆下游所有物体的阻力：过滤网和污染扎碎机板、适配器输送管、固定搅拌器（如果有）以及模具自身。它不但依赖于这些组件的几何图形还依赖于系统中的温度，这反过来又影响树脂粘度和通过速度。它不依赖于螺杆设计，它影响温度、粘度和通过量时除外。就安全原因来说，测量温度是很重要的——如果它太高，模头和模具可能爆炸并伤害附近人员或机器。
能源成本相对来说并不重要
尽管一个工厂的吸引力和真正问题和上升的能源成本在同一水平线上，运行一台挤出机所需的能源仍然是总生产成本中很少一部分。情况总是这样的因为材料成本非常高，挤出机是一个有效的系统，如果引入了过多能量那么塑料就会很快变得非常热以致于无法正常加工。
输出=最后一个螺纹的位移+/-压力物流和泄漏
最后一个螺纹的位移叫做正流，只依赖于螺杆的几何形状、螺杆速度和熔体密度。它由压力物流调节，实际上包括了减少输出量的阻力效果（由最高压力表示）和增加输出量的进料中的任何过咬合效果。螺纹上的泄漏可能是两个方向中的任意一个方向。
计算每个rpm（转）的输出量也是有用的，因为这表示某时间螺杆的泵出能力的任何下降。另外一个相关的计算是所用每马力或千瓦的输出量。这表示效率并能够估计一台给定电机和驱动器的生产能力。 
减速原则
在多数挤出机中，螺杆速度的变化通过调整电机速度实现。电机通常以大约1750rpm的全速转动，但是这对一个挤出机螺杆来说太快了。如果以如此快的速度转动，就会产生太多的摩擦热量而且塑料的滞留时间也太短而不能制备均匀的、很好搅拌的熔体。典型的减速比率在10：1到20：1之间。第一阶段既可以用齿轮也可以滑轮组，但是第二阶段都用齿轮而且螺杆定位在最后一个大齿轮中心。
进料担当冷却剂
挤出是把电机的能量——有时是加热器的——传送到冷塑料上，从而把它从固体转换成熔体。输入进料比给料区中的筒体和螺杆表面温度低。然而，给料区中的筒体表面几乎总是在塑料熔化范围之上。它通过与进料颗粒接触而冷却，但热量由热前端向后传递的热量以及可控制加热而保持。甚至当前端热量由粘性摩擦保持并且不需要筒体热量输入时，可能需要开后加热器。最重要的例外是槽型进料筒，几乎专用于HDPE。
可挤出的塑料是热塑料——它们在加热时熔化并在冷却时再次凝固。熔化塑料的热量从何而来？进料预热和筒体/模具加热器可能起作用而且在启动时非常重要，但是，电机输入能量——电机克服粘稠熔体的阻力转动螺杆时生成于筒体内的摩擦热量——是所有塑料最重要的热源，小系统、低速螺杆、高熔体温度塑料和挤出涂层应用除外。
在进料区内，粘到筒体上滑到螺杆上
为了使一台单螺杆挤出机光滑筒体进料区的固体颗粒输送量到达最大，颗粒应该粘在筒体上并滑到螺杆上。如果颗粒粘在螺杆根部，没有什么东西能把它们拉下来；通道体积和固体的入口量就减少了。在根部粘附不好的另一个原因是塑料可能会在此处热炼并产生凝胶和类似污染颗粒，或者随输出速度的变化间歇粘附并中断。
电机与筒体对立，筒体与电机对立
为什么筒体的控制效果并非总是和期望的一样，特别是在测量区内？如果对筒体加热，筒壁处的材料层粘度变小，电机在这个更加光滑的筒体内运行需要的能量更少。电机电流（安培数）下降。相反地，如果筒体冷却，筒壁处的熔体粘度增大，电机必须更加用力地转动，安培数增加，通过筒体时除去的一些热量又被电机送回。通常，筒体调节器的确对熔体产生效果，这是我们所期望的，但是任何地方的效果都没有区域变量大。最好是测量熔体温度来真正了解发生了什么情况。
材料的花费最大
在某些情况下，材料成本可以占到产成本的80%——多于其他所有因素之和——除过少数质量和包装特别重要的产品比如医用导管。这个原则自然引出两个结论：加工商应该尽可能多地重复使用边角料和废品来代替原材料，并尽可能严格地遵守容差以免背离目标厚度及产品出现问题。
机械原则
挤出的基本机理很简单——一个螺杆在筒体中转动并把塑料向前推动。螺杆实际上是一个斜面或者斜坡，缠绕在中心层上。其目的是增加压力以便克服较大的阻力。就一台挤出机而言，有3种阻力需要克服：固体颗粒（进料）对筒壁的摩擦力和螺杆转动前几圈时（进料区）它们之间的相互摩擦力；熔体在筒壁上的附着力；熔体被向前推动时其内部的物流阻力。
剪切率在粘度中起主要作用
所有普通塑料都有剪力下降特性，意思是在塑料运动得越来越快时粘度变低。一些塑料的这个效果表示得特别明显。例如一些PVCs在推力增加一倍时流速会增加10倍或更多。相反，LLDPE剪力下降得不是太多，推理增加一倍时其流速只增加3到4倍。减少了的剪力降低效果意味着挤出条件下的高粘度，这反过来又意味着需要更多的电机功率。
这可以解释为什么LLDPE运行时温度比LDPE高。流量以剪切率表示，在螺杆通道中时大约是100s-1，在多数模具口型中是100和100s-1之间，在螺纹与筒壁间隙和一些小模具间隙中大于100s-1。
熔体系数是粘度的一个常用的测量方法但却是颠倒的（比如是流量/推力而不是推力/流量）。可惜，其测量是在剪切率在10s-1或更小时而且在熔体流速很快的挤出机中可能不是一个真实的测量值。
螺杆末端的压力很重要
这个压力反映螺杆下游所有物体的阻力：过滤网和污染扎碎机板、适配器输送管、固定搅拌器（如果有）以及模具自身。它不但依赖于这些组件的几何图形还依赖于系统中的温度，这反过来又影响树脂粘度和通过速度。它不依赖于螺杆设计，它影响温度、粘度和通过量时除外。就安全原因来说，测量温度是很重要的——如果它太高，模头和模具可能爆炸并伤害附近人员或机器。
能源成本相对来说并不重要
尽管一个工厂的吸引力和真正问题和上升的能源成本在同一水平线上，运行一台挤出机所需的能源仍然是总生产成本中很少一部分。情况总是这样的因为材料成本非常高，挤出机是一个有效的系统，如果引入了过多能量那么塑料就会很快变得非常热以致于无法正常加工。
输出=最后一个螺纹的位移+/-压力物流和泄漏
最后一个螺纹的位移叫做正流，只依赖于螺杆的几何形状、螺杆速度和熔体密度。它由压力物流调节，实际上包括了减少输出量的阻力效果（由最高压力表示）和增加输出量的进料中的任何过咬合效果。螺纹上的泄漏可能是两个方向中的任意一个方向。
计算每个rpm（转）的输出量也是有用的，因为这表示某时间螺杆的泵出能力的任何下降。另外一个相关的计算是所用每马力或千瓦的输出量。这表示效率并能够估计一台给定电机和驱动器的生产能力。
在多数挤出机中，螺杆速度的变化通过调整电机速度实现。电机通常以大约1750rpm的全速转动，但是这对一个挤出机螺杆来说太快了。如果以如此快的速度转动，就会产生太多的摩擦热量而且塑料的滞留时间也太短而不能制备均匀的、很好搅拌的熔体。典型的减速比率在10：1到20：1之间。第一阶段既可以用齿轮也可以滑轮组，但是第二阶段都用齿轮而且螺杆定位在最后一个大齿轮中心。
进料担当冷却剂
挤出是把电机的能量——有时是加热器的——传送到冷塑料上，从而把它从固体转换成熔体。输入进料比给料区中的筒体和螺杆表面温度低。然而，给料区中的筒体表面几乎总是在塑料熔化范围之上。它通过与进料颗粒接触而冷却，但热量由热前端向后传递的热量以及可控制加热而保持。甚至当前端热量由粘性摩擦保持并且不需要筒体热量输入时，可能需要开后加热器。最重要的例外是槽型进料筒，几乎专用于HDPE。
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