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注塑机螺杆选用

 昵称35953524 2023-12-20 发布于江苏

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关键词:注塑机、螺杆、选用

注塑机螺杆具有输送、熔融、混炼、压缩、计量与排气等功能,是影响塑化质量的关键因素。不同的塑料,因为其熔融的速度、熔融时吸收的热量、熔体粘度、吸水率、热稳定性等特性的差异,对于注塑机塑化螺杆的形状要求有很大区别。即使同一种塑料,因为制品不同,塑料所添加的阻燃剂、润滑剂、玻璃纤维、无机矿物质等改性剂及填充物不同、或者混色的要求、熔融均化的要求不同,未熔时的颗粒形状不同,都对螺杆有不同的要求。对于一般未加阻燃剂的塑料,使用普通通用螺杆就可以加工,只需要根据不同熔融粘度选用不同直径螺杆(大、中、小直径)即可。如果是性能较特殊的塑料(PA、PVC、CA、CP,热固性塑料等)、特殊制品(瓶坯、光学透镜、有色太阳镜片、PP-R管接头、液晶显示发光板等)或特殊颗粒形状(粉状、片状)的塑料,必须使用专用螺杆。
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影响塑化质量主要因素
长径比=螺桿工作长度L(mm)÷螺桿直径D(mm)
长径比大,塑化均匀,热稳定性较佳的塑料可用较长的螺杆,以提高混炼性而不考虑分解;热稳定性较差的塑料,可用较短的螺杆或螺杆尾端无螺纹。
压缩比=进料牙深(mm)÷计量牙深(mm)
适当的压缩比,可增加塑料的密度,使分子与分子之间的结合更加紧密,有助于减少空气的吸入,降低因剪切而产生温升。
螺杆选用原则
欲得混炼效果佳者,采长径比大、牙数多、压缩比大、计量牙深较浅之设计。
欲防止过火现象者,采长径比小、牙数少、压缩段长、压缩比小、计量牙深较深之设计。
欲得高塑化率者,采压缩比较小、计量牙深较深之设计螺杆。

一、聚碳酸酯PC
1、PC的特性
非结晶型塑料,无明显熔点,玻璃化温度为140~ 150℃,熔融温度为215~225℃,成型温度为250~320℃。黏度大,对温度较敏感,在正常加工温度范围内热稳定性较好,300℃下长时间停留基本不分解,超过340℃开始分解,黏度受剪切速率影响较小。吸水性强。
2、注塑PC的螺杆应注意要点
(1)针对其热稳定性好、黏度大的特性,为提高塑化效果尽量选取大的长径比,一般取26。由于其融熔温度范围较宽,压缩段可较长,故采用渐变型螺杆。L1=30%L, L2= 46%L。
(2)压缩比ε:渐变度A需与熔融速率相适应,但目前融熔速率还无法快递精确计算得出,根据PC从225℃熔化至320℃之间可加工的特性,其渐变度A值可相对取中等偏上的值,在L2较大的情况下,普通渐变型螺杆ε=2~3,A 一般取2.6。
(3)因其黏度高,吸水性强,故在均化段之前、压缩段之后于螺杆上加混炼结构,以加强固体床解体,同时,可使其中夹带的水分变成气体逸出。
(4)其他参数如e、s、a以及与料筒的间隙都可与其他普通螺杆相同。
二、尼龙PA
1、PA的特性
结晶型塑料,种类较多,种类不一样,其熔点也不一样,且熔点范围窄,一般所用PA66其熔点为260~265°C。黏度低,流动性好,有比较明显的熔点,热稳定性差。吸水性一般。
2、注塑PA的螺杆应注意要点
(1)选取长径比为18~20的突变型螺杆。
(2)压缩比一般选取3~3.5,为防止过热分解h3=(0.07~0.08)D。
(3)因其黏度低,故止逆环处与料筒间隙应尽量小,约为0.05mm, 螺杆与料筒间隙约为0.08mm, 如有需要,视其材料,前端可配止逆环,射嘴处应自锁。
(4)其他参数可按通用螺杆设计。
三、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA
1、PMMA的特性
玻璃化温度为105℃, 熔融温度大于160℃,分解温度为270℃, 成型温度范围很宽。黏度大,流动性差,热稳定性较好。吸水性较强。
2、注塑PMMA的螺杆应注意要点
(1)选取长径比为20~22的渐变型螺杆,根据其制品成型的精度要求一般L1=40%L,L2=40%L。
(2)压缩比ε一般选取2.3~2.6。
(3)针对其有一定亲水性,故在螺杆的前端采用混炼环结构。
(4)其他参数一般可按通用螺杆设计,与料筒间隙不可太小。
四、聚酯PET
1、PET的特性
熔点为250~260℃, 吹塑级PET则成型温度较广一点,为255~290℃。
2、注塑PET的螺杆应注意要点
(1)L/D一般取20,三段分布L1=(50%~55%) L,L2= 20%L。
(2)采用低剪切、低压缩比的螺杆,压缩比ε一.般取1.8~2,同时为防止剪切过热导致变色或不透明,设置hs=0.09D。
(3)螺杆前端不设混炼环,以防过热、藏料。
(4)因这种材料对温度较敏感,而一般厂家多用回收料,为提高产量,一般采用的是低剪切螺杆,所以可适当提高马达转速,以达到目的。同时在使用回收料方面(大部分为片料),根据实际情况,为加大加料段的输送能力,也采取了加大落料口径在料筒里开槽等方式,取得了比较好的效果。
五、聚氯乙烯PVC
1、PVC的特性
PVC为热敏性塑料,一般分为硬质和软质,其区别在于原料中加入增塑剂的多少,少于10%的为硬质,多于30%的为软质。
无明显熔点,60℃变软,100~ 150℃时为黏弹态,140℃时熔融,同时分解,170℃分解迅速,软化点接近于分解点,分解释放于HCl气体。缺点是热稳定性差,流动性差。
2、注塑PVC的螺杆应注意要点
(1)螺杆设计尽量要低剪切,防止过热。
(2)螺杆、料筒要防腐蚀。
(3)一般来说,螺杆参数为L/D=16~20,h3=0.07D,e=1.6~2,L1 = 40%L,L2= 40%L。
(4)为防止藏料,无止逆环,头部锥度为20°~30°, 对软胶较适应;如制品要求较高,可采用无计量段,分离型螺杆,此种螺杆对硬质PVC较适合;而且为配合温控,加料段螺杆内部加冷却水或油孔,料筒外加冷水槽或油槽,温度控制精度为士2℃左右。


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徐昌煜老师及其著作《注塑成型问题诊治》介绍:

徐昌煜

先进成型技术学会 创会理事

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