塑化階段塑料流動(dòng)的變化

在塑化階段，塑料沿螺桿軸向被螺桿推向機(jī)頭的移動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)歷著溫度、壓力、粘度，甚至化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，這些變化在螺桿的不同區(qū)段情況是不同的。塑化階段根據(jù)塑料流動(dòng)時(shí)的物態(tài)變化過(guò)程又人為的分成三個(gè)階段，即加料段、熔融段、均化段，這也是人們習(xí)慣上對(duì)擠出螺桿的分段方法，各段對(duì)塑料擠出產(chǎn)生不同的作用，塑料在各段呈現(xiàn)不同的形態(tài)，從而表現(xiàn)出塑料的擠出特性。在加料段，首先就是為顆粒狀的固體塑料提供軟化溫度，其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定的機(jī)筒之間產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用在塑料顆粒上，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟化塑料的破碎。而最主要的則是以螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠大的連續(xù)而穩(wěn)定的推力和反向摩擦力，以形成連續(xù)而穩(wěn)定的擠出壓力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎塑料的攪拌與均勻混合，并初步實(shí)行熱交換，從而為連續(xù)而穩(wěn)定的擠出提供基礎(chǔ)。在此階段產(chǎn)生的推力是否連續(xù)均勻穩(wěn)定、剪切應(yīng)變率的高低，破碎與攪拌是否均勻都直接影響著擠出質(zhì)量和產(chǎn)量。在熔融段，經(jīng)破碎、軟化并初步攪拌混合的故態(tài)塑料，由于螺桿的推擠作用，沿螺槽向機(jī)頭移動(dòng)，自加料段進(jìn)入熔融段。在此段塑料遇到了較高溫度的熱作用，這是的熱源，除機(jī)筒外部的點(diǎn)加熱外，螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱也在起著作用。而來(lái)自加料段的推力和來(lái)自均化段的反作用力，使塑料在前進(jìn)中形成了回流，這回流產(chǎn)生在螺槽內(nèi)以及螺桿與機(jī)筒的間隙中，回流的產(chǎn)生不但使物料進(jìn)一步均勻混合，而且使塑料熱交換作用加大，達(dá)到了表面的熱平衡。擠出成型又稱(chēng)擠出模塑或擠塑，擠壓。擠出在熱塑性塑料加工領(lǐng)域中，是一種變化多、用途廣、在塑料加工中占很大比例的加工方法。有由擠出成型的產(chǎn)品都是橫截面一定的連續(xù)材料，如管、板、絲、薄膜電線電纜的涂覆等。擠出在熱固性塑料加工中是很有限的。

擠出過(guò)程可分為兩個(gè)階段：第一階段是使固態(tài)塑料塑化（即變成粘性流體）并在加壓下使其通過(guò)特殊形狀的口模而成為截面與口模形狀相仿的連續(xù)體；第二階段是用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ箶D出的連續(xù)體失去塑性狀態(tài)而變?yōu)楣腆w，即得所需制品。

按照塑料塑化的方式不同，擠出工藝可分為干法和濕法兩種。干法的塑化是靠加熱將塑料變成熔體，塑化和加壓可在同一個(gè)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。其定型處理僅為簡(jiǎn)單的冷卻。濕法的塑化是用溶劑將塑料充分軟化，因此塑化和加壓須分為兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程，而且定型處理必須采用較麻煩的溶劑脫除，同時(shí)還得考慮溶劑的回收。濕法擠出雖在塑化均勻和避免塑料過(guò)度受熱方面存有優(yōu)點(diǎn)，但基于上述缺點(diǎn)，它的適用范圍僅限于硝酸纖維素和少數(shù)醋酸纖維素塑料的擠出。

擠出過(guò)程中，隨著對(duì)塑料加壓方式的不同，可將擠出工藝分為連續(xù)和間歇兩種。前一種所用設(shè)備為螺桿擠出機(jī)，后一種為柱塞式擠出機(jī)。螺桿擠出機(jī)又分為單螺桿和多螺桿擠出機(jī)的區(qū)別，但使用較多的是單螺桿擠出機(jī)。用螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出時(shí)，裝入料斗的塑料，借轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿進(jìn)入加料筒中（濕法擠出不需加熱），由于料筒的外加熱及塑料本身和塑料與設(shè)備間的剪切摩擦熱，使塑料融化而呈現(xiàn)流動(dòng)狀態(tài)。與此用時(shí)，塑料還受螺桿的攪拌而均勻分散，并不斷前進(jìn)。最后，塑料在口模處被螺桿擠到機(jī)外而形成連續(xù)體，經(jīng)冷卻凝固，即成產(chǎn)品。

柱塞式擠出機(jī)的主要部件是一個(gè)料筒和一個(gè)由液壓操縱的柱塞。操作時(shí)，先將一批已經(jīng)塑化好的塑料放在料筒內(nèi)，而后借柱塞的壓力將塑料擠出口模外，料筒內(nèi)塑料擠完后，即應(yīng)退出柱塞以便進(jìn)行下一次操作。柱塞式擠出機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是能給予塑料以較大的壓力，而它的明顯缺點(diǎn)則是操作的不連續(xù)性，而且物料還要預(yù)先塑化，因而應(yīng)用也比較少，只有在擠壓聚四氟乙烯塑料等當(dāng)面尚有應(yīng)用。

由上所述，塑料的擠出，絕大多數(shù)是熱塑性塑料。此外，在設(shè)備方面，又以單螺桿擠出機(jī)應(yīng)用廣泛，而雙螺桿擠出機(jī)在聚氯乙烯加工和配料上也日益顯得重要。