射膠螺桿之功能:
加料、輸送、壓縮、熔化、排氣、均化
螺桿之重要幾何尺寸:
螺桿直徑、進(jìn)料段、壓縮段、計(jì)量段、進(jìn)料牙深、計(jì)量牙深
螺桿直徑(D)
·與所要求之射出容積相關(guān)射出容積 = 1/4π·D2·(射出行程)·0.85
·一般而言,D2與最高射出壓力成反比
·D愈大,押出率愈大;Q ≒ 1.29D2HmNr·60/1000 (kg/ Hr)
入料段
·負(fù)責(zé)塑料的輸送、推擠與預(yù)熱
·應(yīng)保證入料段結(jié)束時(shí)開始熔融,預(yù)熱到熔點(diǎn)。
·固態(tài)比熱↑、熔點(diǎn)↑、潛熱↑,加熱到熔點(diǎn)需熱多,入料段應(yīng)長固態(tài)熱傳導(dǎo)系數(shù)↓,傳熱慢、塑料中心溫升慢,入料段應(yīng)長預(yù)熱↑, 入料段可短。
·結(jié)晶性料最長(如:POM、PA);非晶性料次之(如:PS、PU);熱敏性最短(如:PVC)。
壓縮段
·負(fù)責(zé)塑料的混鏈、壓縮與加壓排氣,通過這一段的原料應(yīng)該已經(jīng)幾乎全部熔解,但是不一定會均勻混合。
·在此區(qū)域,塑料逐漸熔融,螺槽體積必須相應(yīng)下降,否則料壓不實(shí)、傳熱慢、排氣不良。
·對非晶性塑料,壓縮段應(yīng)長一些,否則若螺槽體積下降快,料體積未減少,會產(chǎn)生堵塞。
·結(jié)晶型塑料實(shí)際上非全部結(jié)晶(如 PE:40~90%結(jié)晶度,LDPE: 65%結(jié)晶度),因此目前壓縮段有加長的趨勢。
·一般占25%螺桿工作長度。
·尼龍(結(jié)晶性料)2~3圈,約占15%螺桿的工作長度。
·高黏度、耐火性、低傳導(dǎo)性、高添加物,占40%~50%螺桿的工作長度。
·PVC可利用占100%螺桿的工作長度,以避免激烈的剪切熱。
計(jì)量段
·理論上到計(jì)量段之開始點(diǎn),料應(yīng)全部熔融,但至少要計(jì)量段 = 4D,以確保溫度均勻、混鏈均勻。
·計(jì)量段長,則混鏈效果佳;計(jì)量段太長則易使熔體停留過久,而產(chǎn)生熱分解;太短則易使溫度不均勻。
·一般占20~25%螺桿工作長度。
·PVC熱敏性,不宜停留過長,以免熱分解(可不要計(jì)量段)。
進(jìn)料牙深、計(jì)量牙深
·進(jìn)料牙深愈深,在進(jìn)料區(qū)之輸送量愈大,但需考慮螺桿強(qiáng)度。
·計(jì)量牙深愈淺,塑化之發(fā)熱、混合性能指數(shù)愈高,但需防范塑料燒焦,(計(jì)量牙深太淺,則剪切熱↑,自生熱↑,溫升太高,尤其不利于熱敏性塑料。)
·計(jì)量牙深 = KD = (0.03~0.07)D- D ↑,K 選小; D↓,細(xì)長比 ↑,熱穩(wěn)定性差之塑料,K 選大
影響塑化質(zhì)量之主要因素:
細(xì)長比、壓縮比、背壓、螺桿轉(zhuǎn)速、電熱溫度設(shè)定。
細(xì)長比
·細(xì)長比=螺桿工作長度/螺桿直徑。
·細(xì)長比大,則吃料易均勻,但容易過火。
·熱穩(wěn)定性較佳之塑料可用較長之螺桿,以提高混鏈性而不慮燒焦;熱穩(wěn)定性較差之塑料,可用較短之螺桿或螺桿尾端無螺紋。
·以塑料特性考量,一般細(xì)長比如下:
塑 料 特 性 | 細(xì)長比 |
熱固性 | 14~16 |
硬質(zhì)PVC、高黏度PU等熱敏性 | 17~18 |
一般塑料 | 18~22 |
PC、POM等高溫穩(wěn)定性塑料 | 22~24 |
·以混色能力考量,一般細(xì)長比如下