1、实验实验1塑料挤出造粒塑料挤出造粒南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院一、一、实验目的实验目的v1.通过本实验使学生了解双螺杆挤出机的结构组通过本实验使学生了解双螺杆挤出机的结构组成及工作原理，熟悉挤出成型的原理，了解挤出成及工作原理，熟悉挤出成型的原理，了解挤出工艺参数对塑料制品性能的影响。工艺参数对塑料制品性能的影响。v2.掌握挤出成型的基本操作，熟悉塑料改性的方掌握挤出成型的基本操作，熟悉塑料改性的方法，探讨不同配方、加工工艺对材料性能的影响法，探讨不同配方、加工工艺对材料性能的影响关系，加深对挤出理论的理解。关系，加深对挤出理论的理解。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院二、二
2、、实验原理实验原理v1挤出成型原理：挤出成型是热塑性塑料重要挤出成型原理：挤出成型是热塑性塑料重要的成型方法之一。利用挤出成型的方法可以加工的成型方法之一。利用挤出成型的方法可以加工塑料制品，也可以对塑料进行造粒和改性。挤出塑料制品，也可以对塑料进行造粒和改性。挤出成型是连续性生产过程，由挤出机（主机）、机成型是连续性生产过程，由挤出机（主机）、机头（口模）和辅机协同完成，加工的制品不同，头（口模）和辅机协同完成，加工的制品不同，机头（口模）和辅机也不同。挤出机有单螺杆挤机头（口模）和辅机也不同。挤出机有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机等，但挤出出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机等，但挤
3、出成型的原理是相似的。成型的原理是相似的。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院v塑料的挤出成型是塑料在挤出机中，通过加热的塑料的挤出成型是塑料在挤出机中，通过加热的方法使塑料粒子在一定温度和一定压力下熔融塑方法使塑料粒子在一定温度和一定压力下熔融塑化，使之成粘流状态，在加压的情况下，使之通化，使之成粘流状态，在加压的情况下，使之通过具有一定形状的口模而成为截面与口模形状相过具有一定形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体，然后通过降温，使具有一定几何形仿的连续体，然后通过降温，使具有一定几何形状和尺寸的塑料由粘流态变为高弹态，最后冷却状和尺寸的塑料由粘流态变为高弹态，最后冷却定型为玻璃态
4、，得到所需要的制品。定型为玻璃态，得到所需要的制品。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院v不论挤出造粒还是挤出制品，都要经历两个阶段。不论挤出造粒还是挤出制品，都要经历两个阶段。v第一阶段，固体状的热塑性树脂原料在料筒中，第一阶段，固体状的热塑性树脂原料在料筒中，借助料筒外部加热和螺杆转动的剪切挤压作用而借助料筒外部加热和螺杆转动的剪切挤压作用而逐渐熔融，在螺杆转动过程中融料进一步均化，逐渐熔融，在螺杆转动过程中融料进一步均化，均化好的熔融物料在压力的推动下，定量、定压、均化好的熔融物料在压力的推动下，定量、定压、定温地被挤出口模。定温地被挤出口模。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院
5、v这个过程看似简单，按照高分子材料发生的物理这个过程看似简单，按照高分子材料发生的物理状态的变化，在这个过程中可分为三个阶段，分状态的变化，在这个过程中可分为三个阶段，分别对应三个理论，称为固体输送理论、熔融理论别对应三个理论，称为固体输送理论、熔融理论和熔体输送理论，具体参见相关的专业书。第二和熔体输送理论，具体参见相关的专业书。第二阶段，被挤出口模的型材经过冷却定型和其它工阶段，被挤出口模的型材经过冷却定型和其它工序，得到成型好的制品。第一阶段由主机和机头序，得到成型好的制品。第一阶段由主机和机头完成，第二阶段由辅机完成。完成，第二阶段由辅机完成。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院三
6、、实验设备和原料三、实验设备和原料v1.设备：双螺杆挤出机组，造粒机，干燥箱，高设备：双螺杆挤出机组，造粒机，干燥箱，高速混合机。速混合机。v2.原料：聚乙烯、聚丙烯、加工助剂以及各种功原料：聚乙烯、聚丙烯、加工助剂以及各种功能性助剂。能性助剂。v本实验是利用同向旋转的双螺杆挤出机和切粒机本实验是利用同向旋转的双螺杆挤出机和切粒机进行挤出造粒的。对不同品种塑料或不同配方体进行挤出造粒的。对不同品种塑料或不同配方体系进行挤出成型、造粒，以便对材料性能进行后系进行挤出成型、造粒，以便对材料性能进行后续研究。结合不同品种、不同配方的塑料进行实续研究。结合不同品种、不同配方的塑料进行实验，探讨其合理的
7、成型加工工艺。验，探讨其合理的成型加工工艺。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院四、四、实验步骤实验步骤 1.实验准备：（1）首先阅读安全注意事项。根据实验要求，确定实验原料，查阅挤出塑料的熔融指数，确定挤出温度的范围；用于挤出机生产的物料根据需要确定其干燥的要求；根据实验要求确定塑料是否需要添加适当加工助剂，或者是改性助剂，根据改性工艺采用高速混合机对原料进行预处理。（记录相应的改性配方）南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院（2）根据产品的品种、尺寸，选好机头规格，按顺序将机头装好：安装机头法兰、模体、口模、多孔板以及过滤网。（3）接好压缩空气管，装上机头加热圈，检查用水系统。（4）
8、调整口模各处间隙均匀一致，检查主机与辅机中心线是否对准。（5）检查挤出机各个部分，确认设备是否正常。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院 2.开机实验：开车是生产中的重要环节，控制不好，会损坏螺杆或者机头，温度过高，会引起塑料的分解。（1）在挤出机的控制系统设定制品需要的各加热段的温度，启动电热器，对机头、料筒进行均匀加热升温，待各段温度到达设定值后，恒温保持30分钟，使机器内部温度一致。（2）开动主机，首先以低速启动开车、空转（不能加塑料），检查螺杆转动有无异常，检查电动机的电流表有无超负荷现象，压力表是否正常。（注意开机空转时间不宜过长，控制3分钟以内。）南京理工大学化工学院南京理工大
9、学化工学院（3）逐渐少量加料，待物料挤出口模时，方可大量投料，投料时注意进料和电流指示。塑料熔体在挤出前，任何人不得站在机头的正前方。（4）塑料熔体挤出后，将挤出物用手（带手套）和镊子慢慢牵引经过冷却水槽，引上造粒机（辅机），开动、调整造粒机到合适的速度进行切粒操作，并收集造出的粒料。（5）调整各个部分，使挤出平稳进行，继续加料，控制温度、牵引速度等工艺条件，维持正常操作。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院（6）观察挤出料的外观质量，记录在挤出物均匀、光滑时各个加热段的温度、压力等工艺条件，记录运转正常后一定时间内的挤出量。（对于不同的实验配方，要记录各个配方之间挤出量、工艺条件的差异。
10、）（7）完成一个改性配方后，在更换物料以前，必须将前面的物料挤出完毕，才能更换物料，更换物料之前必须确定工艺条件。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院 3.实验完毕停车（1）停止加料，将挤出机内的塑料全部挤出，关闭主机、辅机的电源。（2）趁热消除机头的残留物料，整理各个部分，待机头冷却后，打开机头连接法兰，清理多孔板及机头的各个部件，清理时应使用铜棒、铜片，如果机器长期不用，还要涂上少许机油。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院（3）螺杆、料筒的清理，必要时可用软聚乙烯通过最后挤出来清理螺杆、料筒。（4）关闭所有电源、水源等，清扫干净现场。保存好实验造出的粒料，待用。南京理工大学化工学
11、院南京理工大学化工学院五、实验注意事项五、实验注意事项v1实验前，检查料斗中是否有异物，检查设备实验前，检查料斗中是否有异物，检查设备是否正常，清理设备现场，严格防止金属杂质、是否正常，清理设备现场，严格防止金属杂质、小工具等落入进料料斗中。在操作或者维修过程小工具等落入进料料斗中。在操作或者维修过程中切记工具不能随便乱放。中切记工具不能随便乱放。v2塑料熔体在挤出前，任何人不得站在机头的塑料熔体在挤出前，任何人不得站在机头的正前方，防止高压熔体射出伤人。正前方，防止高压熔体射出伤人。v3清理设备和机头时，切忌损坏螺杆和口模等清理设备和机头时，切忌损坏螺杆和口模等处的光洁表面。处的光洁表面。v
12、4挤出过程中，要密切注意工艺条件的变化，挤出过程中，要密切注意工艺条件的变化，一旦稳定后，不得随意改动。如果发现不正常现一旦稳定后，不得随意改动。如果发现不正常现象立即停车，进行检查排出毛病后再恢复实验。象立即停车，进行检查排出毛病后再恢复实验。v5制品刚刚流出口模，温度很高，防止烫伤。制品刚刚流出口模，温度很高，防止烫伤。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院六、实验报告六、实验报告v六、实验报告六、实验报告v1列出挤出机的主要技术参数。报告实验所用列出挤出机的主要技术参数。报告实验所用原料和助剂，操作工艺条件，计算单位时间的挤原料和助剂，操作工艺条件，计算单位时间的挤出量（公斤出量（公斤
13、/小时）？小时）？v2对于功能性助剂改性的塑料粒子，记录实验对于功能性助剂改性的塑料粒子，记录实验配方，并对改性的塑料进行相应表征，如添加阻配方，并对改性的塑料进行相应表征，如添加阻燃剂要表征改性前后的阻燃性的区别。燃剂要表征改性前后的阻燃性的区别。v3讨论实验中挤出工艺参数对塑料制品性能的讨论实验中挤出工艺参数对塑料制品性能的影响。影响。南京理工大学化工学院南京理工大学化工学院七、思考题七、思考题v1挤出机组中各个组成部分在制品生产中的作挤出机组中各个组成部分在制品生产中的作用？用？v2为什么要对高分子树脂进行造粒？为什么要对高分子树脂进行造粒？v3挤出机的哪个参数影响挤出机的挤出量，怎挤出机的哪个参数影响挤出机的挤出量，怎样影响？样影响？v4结合螺杆的结合螺杆的“三段三段”论，分析塑料在塑化过论，分析塑料在塑化过程中的熔融情况。程中的熔融情况。
