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做好温度控制,让双螺杆挤出工艺效率加倍

做好温度控制,让双螺杆挤出工艺效率加倍 链塑网
2025-12-03
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导读:双螺杆挤出工艺的温控与参数协同

双螺杆挤出是聚合物加工中的关键工艺之一,其正常运行与最终产品质量高度依赖于精确的工艺控制,而温度控制是其中的核心


由于设备型号、螺杆组合的复杂性及物料的多样性,最佳工艺往往需要通过长期实验与经验总结获得。以下就双螺杆挤出工艺中温度相关的几个关键要素进行简要介绍


01

 挤出工艺温度


挤出工艺温度设计需要考虑的因素很多。首先是依据物料组成部分中最高的熔点。例如,聚丙烯母粒成分中的聚丙烯载体熔点最高,它的熔点是 170℃,各区工艺温度在170℃上下。当然根据加热方式不同也有区别,电阻加热与电磁感应加热的工艺温度不同,后者较低。


其次工艺温度与设备大小、生产速度有关,产量大,需要提供物料软化熔化的热量多,工艺温度当然需要提高。根据输送与剪切需要分段设计,温度高,物料黏度低,剪切力低;反之,剪切力大。工艺温度的调整还应考虑物料黏度等其他物理性能。


02

进料口温度


进料口温度设定的关键是避免物料粘螺杆,影响正常喂料输入。为了使物料尽早熔化以便剪切分散,在不粘螺杆的前提下进料口温度尽可能接近载体熔点。有些物料配方中低熔点助剂在整个物料中很少,即使熔化了也并不影响整体物料输送,所以它对于工艺温度影响不大。


有些物料配方中含有很多低分子物料,稍有高温,其他加热区螺杆的传递温度就足够让它熔化,引起进料口物料粘连,喂料输送停滞。所以开机前设置加热,必须控制进料区处于低温状态,必要时打开冷却装置维持低温,否则开机后出现螺杆打滑,无法进料。为了避免开机发生异常,往往先按常规设温,开机后再降温处理较好



03

排气孔温度


排气孔温度一般需要适当降低,理论上为了避免熔体易于流出冒料,需要同时调整它的前区和后区温度。让物料通过的时候,很容易往前输送而难于往上从排气孔溢出。不过,在持续迅速流动状态下,生产正常、分散较好而熔体压力较低情况下,也无需对排气孔的工艺温度做特殊调整。所以不少操作者对此并不太在意。


04

混炼段的温度


混炼段是双螺杆色母粒生产的关键区域,它的温度控制与剪切力需求有关。它的关键作用是对颜料剪切分散,剪切力大小与温度密切相关:温度过高,熔体黏度低,剪切力差。温度适当低些,黏度大,剪切分散效果较好。剪切力大小往往又会直接影响主机电流大小。所以有经验的操作,会通过主机电流大小来调整该区域工艺温度。


05

 机头温度


机头温度设计。熔体进入机头,即将输出料筒切粒,无论磨面水环切粒还是水下拉条切粒,一般需要适当降低温度。可以通过测试了解出条温度,关注它与料筒内熔体温度的差异。此外如果附有不停机换网装置,换网过程的时间长短与成败,往往与黏度、熔体流动速率有关,需要通过机头温度调整来解决。



除温度外,还有这些影响因素


06

喂料转速控制


喂料转速控制直接影响产量。生产正常时挤出量等于喂料量,通过改变喂料转速改变产量,同时又影响生产工艺。提高喂料转速,进入螺杆的物料增加了,就是间接降低工艺温度;同理,降低喂料转速等于间接提高工艺温度。喂料转速变化会影响产品分散质量。所以喂料转速的调整,需要从稳定母粒生产过程与确保母粒最终质量的全局考虑。


07

主机转速


主机转速就是螺杆转速。喂料速度不变,主机转速发生变化仅仅瞬间影响挤出量,慢慢就会恢复常态。螺杆转速的关键作用在于剪切分散,这是控制产品质量的又一关键问题,需要通过温度与剪切速率配合解决。有的产品需要高剪切,就要提高转速。有的产品需要低剪切、就要降低转速,当然低剪切还需要通过工艺温度解决。种设备都有最高转速,必须控制转速极限,注意留有余量



08

熔体压力


熔体压力一般低于 1MPa。它与过滤网规格、颜料分散效果、熔体温度和黏度有关。过滤网孔径小、颜料分散差、熔体黏度低,压力高;反之压力低。它是多个因素的综合反映,切忌简单盲目判断。但是,毕竟可以作为调整工艺和监控产品分散状态的参考数据。


09

 过滤网的设置与更换


过滤网具有过滤和回流熔体增加剪切等作用。需要根据具体产品和质量要求合理配置更换。


10

 双螺杆挤出机的环保重点


双螺杆挤出机的环保重点:一是进料口粉尘;二是排气孔和机头的气体;三是冷却水处置。同样需要尽可能全部吸收、过滤、收集处置。



总的来说,温度是贯穿双螺杆挤出工艺全过程的核心变量,它与喂料、转速、压力等参数紧密耦合,共同决定了物料的熔融、输送、分散、排气与最终成型效果。一个稳定、优质的挤出过程,离不开对温度系统精细而全局的调控


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责任编辑:Mancy
排版:Mancy
内容来源:《色母粒配方设计和工业制造》陈信华 赵瑞良 徐一敏 等编著
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