使挤出工艺和熔体物流最佳化

kjauu

塑料的调配和挤出工业正在对优秀的产品性能和始终如一的质量要求艰难地推进。这种情况正在增大生产商之间已经存在的距离。薄膜、板材、型材和管子生产商尽管避免其产品中出现是最小的瑕疵或不一致以求得长期生存。

即使挤出工艺中所有的操作参数——压力、温度、螺杆转速，等等——似乎都在控制之下，最终产品可能还会表现出不一致，或者无法满足要求。

一台挤出机的主要功能是在规定的均匀温度和压力下向模具输送均匀的塑料熔体。要做到这点，结构很好的挤出机通常配备有一台有效的驱动器和进料机系统，一个螺杆设计用于熔化并输送产品。考虑到安全和工艺控制，一般装有热电偶和熔体压力转换器来监测系统。

然而，挤出机主要是一台塑料熔化和熔体输送机器，有时具有某些搅拌能力。总之，挤出机一端进去的是什么，另一端出来的就是什么。

挤出工艺不改善进入挤出机树脂的质量。即使进料树脂的特性已经适合于应用，该树脂的质量也可能因为出现污染物或暴露在过高温度、压力及在挤出机内滞留时间过长而下降。

然而，一旦材料已经被熔化并在挤出机内部混合，在被送到模具和下游设备之前，合成的熔体物流的质量和工艺稳定性能够被精确控制甚至改善。下面是一些使工艺最佳化的忠告。

图一表示挤出生产线中重要的压力转换器和其他有用组件的位置，包括一套熔体过滤系统、一台熔体泵和一台固定搅拌器及一台联机的流变仪。这些对熔体物流质量有很大的影响。熔体过滤系统消除所有污染物并保证干净程度一致的产品。一台熔体泵和固定搅拌器控制到板材、薄膜或管子模具的熔态树脂物流的速度、压力、温度和稳定性。联机的流变仪监测熔体物流或树脂粘度。
熔体过滤

金属、纸、木屑或内部产生的黑点或凝胶对熔体物流的污染生产出的产品外观和/或性能不能被接受。当树脂中包含回收物时，几乎不可能从工艺中排除这些缺点的引入。这样，扎碎机板上安装的包含至少一个滤网（比如，一套包含有粒度为20/60/150/20）的过滤器组通常插入熔体物流来消除污染物。

除了过滤熔化聚合物物流，过滤器组和扎碎机板组合还用来在挤出机内建立背压，这可提高沿螺杆的搅拌和熔化工艺。可是，随时间的推移，过滤器被堵了，会造成背压的堆积。要监测这个背压堆积，熔体压力转换器通常以串联方式被置于过滤器组前面和后面。它们的输出值可以用来调节螺杆速度以保持到模具的恒定物流。最后，压力增加到一个点，在该点处生产率和工艺安全相互妥协并且必须更换过滤器组。这就要求停止挤出机来取出并更换遭到污染的过滤器组，伴随着的是生产率的损失。

为了最大限度地减少更换过滤器组对生产造成的损失，已经开发出了半自动和全自动滤网更换器。这些系统通常包括能够滑进并滑出熔体物流的、安装在精确机加工板上的两个或更多扎碎机板/滤网组组合。这些滤网更换器既能手动操作也能液压操作，既能采用不连续方式也能采用连续方式。

手动系统是最廉价的，并且最适合于小的生产线或者要求的更换频率不太频繁的情况。液压系统更适合于有很高压力的更大的挤出机，以及更换很频繁的情况。

这两种系统共同的缺点是它们是不连续的。即过滤器更换会引起物流的瞬间中断，从而造成一个压降，该压降可能影响产品的挤出。随着能提供更换期间不间断物流的连续滤网更换器的开发，这个缺点已经被克服。这些体统能够与压力转换器的输出相连，以便在背压达到一个规定值时滤网能够自动更换。

因为产生的压力较高，滤网组过滤的较低范围限制在42祄，或325目。滤网组也常常不能滤掉凝胶，这些凝胶可能断裂并通过滤网而不是被滤网捕获。要克服这个问题，有时使用以烧结金属或纤维金属垫圈制造的过滤器材料。

用于这些材料的过滤器元件结构采用褶皱和扁平包裹结构，它可以提供最大的表面积。在挤出工艺能够安全获得的压力下，这允许过滤在3到250mm范围内的颗粒和凝胶。在所有这些选项都能够获得并且也能实现自动化的情况下，就能够生产非常干净的熔体，并且几乎对挤出速度没有影响，还能很大程度地提高生产率。

熔体泵

熔体物流的稳定性对挤出产品的质量有至关重要的影响。在单螺杆挤出机中，泵出速度在螺杆中的各种力波动时可以变化，而且在背压增加时还能大幅度地降低。然而，通过在挤出机出口紧接熔体过滤器处插入一台熔体泵——有时叫做齿轮泵，熔体压力的稳定性以及来自挤出机的物流能被大幅度改善。

一台熔体泵包括两个能够产生正体积排量、反向转动并相互咬合的齿轮。这导致了泵正的抽吸作用，这个作用又能创建一个实际上独立于排出压力的流速。在入口处，熔体填充开式齿轮齿并沿抽运谐振腔壁被正运送到出口，产生高的排出压力。引起的入口/出口压力差异可以高达275吧（4000psi）。该泵使用很小量的熔化聚合物来润滑

kjauu

这是我课程设计时候找的  还有一些呵呵 我也是学这一科的 如果我课程设计时遇到设计问题  还要请大家帮忙啦