針對(duì)不同原料(liào)應(yīng)如(rú)何選(xuǎn)擇(zé)螺杆
在(zài)塑料加(jiā)工等(děng)涉及螺杆使(shǐ)用(yòng)的行(háng)業中,針(zhēn)對(duì)不同原(yuán)料選擇螺杆可參考(kǎo)以下(xià)要(yào)點:
一(yī),熱塑性塑料(liào)原料(liào)
1. 聚(jù)乙烯(PE):
特點(diǎn):流(liú)動性(xìng)好,粘(nián)度(dù)較低(dī),結(jié)晶度(dù)較高(gāo),對溫(wēn)度的(dí)敏感性相對較低(dī),但(dàn)在高溫(wēn)下(xià)可能會發生氧(yǎng)化(huà)降解。
螺(luó)杆選(xuǎn)擇:可(kě)選擇通(tōng)用(yòng)型螺杆,其長徑比(bǐ)(L/D)一(yī)般(bān)在 20:1 到(dào) 30:1 之間。壓縮比(bǐ)相(xiāng)對較小,約(yuē)為 2.5:1 到 3:1,因為 PE 不(bù)需要太高的(dí)壓縮(suō)比(bǐ)就能(néng)較(jiào)好地(dì)塑化(huà)。加料段的螺槽深度可以(yǐ)適(shì)當深(shēn)一些(xiē),以(yǐ)便(biàn)更(gēng)好(hǎo)地(dì)輸(shū)送物(wù)料,計量段的(dí)螺(luó)槽(cáo)深度適中(zhōng),保(bǎo)證熔體(tǐ)的(dí)均匀(yún)性(xìng)。
2. 聚丙(bǐng)烯(xī)(PP):
特(tè)點:與(yǔ) PE 類似,流動性(xìng)較(jiào)好,但結晶速(sù)度(dù)較快,收縮率(shuài)較大,對剪(jiǎn)切速(sù)率有一定的(dí)要求。
螺(luó)杆選擇(zé):長徑比(bǐ)通常(cháng)在 20:1 到 25:1 左右。壓縮(suō)比(bǐ)可(kě)選擇(zé) 3:1 到(dào) 3.5:1,能滿足 PP 的(dí)塑化(huà)要(yào)求。由於 PP 的(dí)結晶速度快,螺杆的(dí)冷卻(què)效(xiào)果(guǒ)要好,以(yǐ)防(fáng)止(zhǐ)物(wù)料在(zài)螺杆中過早結晶(jīng)。在(zài)螺杆(gān)的(dí)設計上(shàng),可以適當增(zēng)加(jiā)一(yī)些剪切(qiē)元(yuán)件,如銷釘(dīng)等(děng),來提高物(wù)料的混合效果,但(dàn)剪(jiǎn)切(qiē)強度(dù)不宜(yí)過高(gāo),以(yǐ)免(miǎn)破(pò)壞(huài) PP 的(dí)分子結構(gòu)。

3. 聚(jù)苯乙烯(PS):
特點:非(fēi)結(jié)晶性(xìng)塑(sù)料(liào),流動(dòng)性(xìng)好,透(tòu)明(míng)度(dù)高,易(yì)於(yú)加(jiā)工(gōng),但(dàn)熱穩定(dìng)性較差,容易(yì)分(fēn)解產(chǎn)生氣(qì)體。
螺杆(gān)選擇(zé):長徑比可選擇(zé) 18:1 到 22:1。壓(yā)縮(suō)比(bǐ)適(shì)中(zhōng),約為(wéi) 2.5:1 到(dào) 3:1。為了(liǎo)避(bì)免(miǎn) PS 在加工(gōng)過程(chéng)中過(guò)熱分(fēn)解,螺杆(gān)的剪切速率要適中,加(jiā)料段(duàn)的(dí)螺(luó)槽深度(dù)不(bù)宜過深(shēn),以防止物(wù)料(liào)在加料(liào)段(duàn)過度(dù)受(shòu)熱。同(tóng)時(shí),為了保證(zhèng)製品的透(tòu)明(míng)度(dù),螺杆(gān)的表麵光(guāng)潔(jié)度要(yào)求較高(gāo)。
4. 聚氯乙烯(PVC):
特點:熱(rè)敏(mǐn)性塑料,對溫(wēn)度和剪切非常敏(mǐn)感,容(róng)易(yì)分(fēn)解,粘(nián)度較高(gāo),且在加(jiā)工過(guò)程中需(xū)要(yào)添加穩(wěn)定劑等助(zhù)劑。
螺杆選(xuǎn)擇(zé):應選(xuǎn)擇(zé)專用的 PVC 螺(luó)杆。這(zhè)種(zhǒng)螺(luó)杆的長徑比(bǐ)一(yī)般(bān)在 20:1 到(dào) 25:1 之間,壓縮比較大(dà),通(tōng)常在(zài) 3.5:1 到 4.5:1,以保(bǎo)證(zhèng) PVC 能夠充(chōng)分塑化。螺杆(gān)的(dí)螺槽(cáo)較淺(qiǎn),特別是(shì)計(jì)量段的(dí)螺(luó)槽(cáo)深度(dù)要淺,以減少物料(liào)的停留時(shí)間,降低分(fēn)解的風(fēng)險(xiǎn)。此外,螺杆(gān)的(dí)材(cái)質要具有(yǒu)良好的耐腐(fǔ)蝕性,因(yīn)為 PVC 在(zài)加工過程中會(huì)釋(shì)放出(chū)氯化氫(qīng)等(děng)腐蝕性氣(qì)體(tǐ)。
5. 聚碳酸酯(zhǐ)(PC):
特(tè)點:非結晶(jīng)性塑(sù)料(liào),無(wú)明顯熔點(diǎn),玻(bō)璃(lí)化溫度(dù)較(jiào)高,粘度大,對溫度(dù)較(jiào)敏感,在(zài)正(zhèng)常(cháng)加工(gōng)溫度(dù)範圍(wéi)內熱(rè)穩(wěn)定(dìng)性(xìng)較好,但(dàn)吸水性強。
螺(luó)杆(gān)選擇:為提高(gāo)塑化(huà)效(xiào)果,盡(jìn)量選(xuǎn)取大(dà)的長(cháng)徑比,一(yī)般在 25:1 到 30:1 之間。由(yóu)於其(qí)熔融溫(wēn)度範圍較寬,可(kě)采(cǎi)用漸(jiàn)變型螺杆(gān),壓縮(suō)比(bǐ)適中(zhōng)或略(lüè)高(gāo),約(yuē)為 3:1 到 3.5:1。因(yīn)為(wéi) PC 的粘度大,螺(luó)杆(gān)的扭矩要(yào)足(zú)夠大,以保證能夠(gòu)順(shùn)利地輸送和(hé)塑(sù)化物料。同時,為(wéi)了防止(zhǐ) PC 中的水(shuǐ)分(fēn)對製品質量產(chǎn)生影響,在加(jiā)工前需(xū)要(yào)對原料(liào)進行充分(fēn)的(dí)幹(gān)燥(zào)處(chǔ)理(lǐ)。
6. 聚(jù)酰(xiān)胺(PA,又(yòu)稱尼(ní)龍):
特點(diǎn):結晶(jīng)性塑料,吸水性(xìng)強(qiáng),熔點較(jiào)高(gāo),粘(nián)度隨溫(wēn)度的變(biàn)化較大,在加工過程(chéng)中(zhōng)容(róng)易產(chǎn)生熔體(tǐ)破(pò)裂(liè)現象。
螺杆選擇(zé):長徑比(bǐ)一般(bān)在 20:1 到 25:1 之間。壓縮比(bǐ)約(yuē)為 3:1 到(dào) 3.5:1。由(yóu)於尼龍(lóng)的吸水性強(qiáng),在加工(gōng)前(qián)需(xū)要(yào)進(jìn)行(háng)幹(gān)燥處理(lǐ),螺杆(gān)的設計要(yào)有(yǒu)利於(yú)排出(chū)水分和(hé)氣體。在螺杆(gān)的加(jiā)料段(duàn),可以設置一(yī)些縱向溝(gōu)槽或屏障結構,以提(tí)高物料的輸送(sòng)效率(shuài),減(jiǎn)少 “架(jià)橋(qiáo)” 現象(xiàng)的發生。計(jì)量段的(dí)螺槽深(shēn)度(dù)不(bù)宜過(guò)淺(qiǎn),以防(fáng)止熔(róng)體(tǐ)破裂。

二,熱(rè)固性塑料(liào)原料(liào)
1. 酚(fēn)醛塑料(liào):
特點(diǎn):在(zài)加熱過程中會(huì)發生交(jiāo)聯反(fǎn)應(yīng),由(yóu)綫(xiàn)型(xíng)結構(gòu)轉(zhuǎn)變(biàn)為(wéi)網狀結構,從而(ér)固化成型(xíng)。固(gù)化(huà)前的酚醛塑料具(jù)有一定的(dí)流(liú)動(dòng)性(xìng),但(dàn)固化速(sù)度較快(kuài),對溫(wēn)度和壓(yā)力的控製要(yào)求較高。
螺杆選擇(zé):螺杆(gān)的(dí)長徑(jìng)比不宜過(guò)大,一(yī)般在 15:1 到(dào) 20:1 之(zhī)間(jiān),以防止物料在(zài)螺杆中停留時(shí)間過(guò)長而(ér)提(tí)前(qián)固化(huà)。壓縮比相對較高,約(yuē)為 3.5:1 到 4:1,能夠(gòu)提(tí)供足(zú)夠(gòu)的壓力使物(wù)料(liào)充(chōng)分混合和塑化。由於酚醛塑料(liào)在(zài)固化(huà)過程中(zhōng)會釋(shì)放出(chū)氣(qì)體(tǐ),螺(luó)杆上需(xū)要(yào)設置排氣裝(zhuāng)置(zhì),以排出氣體(tǐ),避免(miǎn)製(zhì)品中(zhōng)出現(xiàn)氣泡等缺陷(xiàn)。
2. 環氧(yǎng)樹脂(zhī):
特(tè)點(diǎn):粘(nián)度較高(gāo),固化反(fǎn)應需要(yào)在(zài)一(yī)定的溫度和催(cuī)化(huà)劑的作(zuò)用下進行(háng),固(gù)化後的(dí)環氧樹脂具有(yǒu)良好的耐熱性,耐(nài)腐(fǔ)蝕性和(hé)機(jī)械性(xìng)能。
螺杆選(xuǎn)擇:長徑比(bǐ)通常在(zài) 20:1 到 25:1 之(zhī)間(jiān),以保(bǎo)證物(wù)料(liào)能(néng)夠充分塑化和混合(hé)。壓縮(suō)比適(shì)中,約為(wéi) 3:1 到 3.5:1。由(yóu)於環(huán)氧(yǎng)樹脂的(dí)粘度較(jiào)高,螺杆(gān)的(dí)扭矩(jǔ)要(yào)足(zú)夠大,以克(kè)服物料的阻力。在加(jiā)工過程中,要注意控(kòng)製溫度和催(cuī)化劑的(dí)加入(rù)量(liáng),確保(bǎo)環(huán)氧(yǎng)樹脂能(néng)夠(gòu)順利(lì)固(gù)化。
三,橡膠(jiāo)原料(liào)
1. 天(tiān)然(rán)橡膠(jiāo):
特(tè)點(diǎn):具有(yǒu)良好的(dí)彈性和可(kě)塑性,但粘度較高,需要(yào)在(zài)較高的溫度(dù)下(xià)進(jìn)行加工(gōng),且容(róng)易受到氧(yǎng)化(huà)和老化的(dí)影響。
螺(luó)杆(gān)選擇:螺杆的長(cháng)徑比一(yī)般(bān)在 10:1 到 15:1 之間(jiān),因為橡膠(jiāo)的(dí)加工不需(xū)要過(guò)高(gāo)的(dí)長(cháng)徑(jìng)比。壓縮比相(xiāng)對(duì)較小,約為 1.5:1 到(dào) 2:1,以(yǐ)避免過度(dù)剪切導致(zhì)橡(xiàng)膠分(fēn)子鏈斷裂(liè)。螺杆的(dí)螺槽(cáo)深度要(yào)深,以便(biàn)能夠(gòu)容納(nà)大(dà)量的(dí)橡(xiàng)膠物(wù)料。同時(shí),螺(luó)杆(gān)的材(cái)質要具(jù)有良(liáng)好(hǎo)的耐(nài)磨性(xìng)和(hé)耐腐蝕(shí)性,因(yīn)為(wéi)橡膠(jiāo)中可能含(hán)有一些(xiē)酸性或鹼性(xìng)的添(tiān)加劑。
2. 合成(chéng)橡(xiàng)膠:
特點:根(gēn)據不同的合成方(fāng)法和(hé)配方,合成(chéng)橡(xiàng)膠(jiāo)的(dí)性能(néng)和(hé)加(jiā)工要求會有所(suǒ)不(bù)同(tóng)。例(lì)如,丁苯(běn)橡膠(jiāo)的(dí)粘(nián)度(dù)較高(gāo),需(xū)要較高(gāo)的剪切力才能(néng)塑(sù)化;順(shùn)丁橡(xiàng)膠(jiāo)的流動性(xìng)較好(hǎo),但(dàn)在加(jiā)工過程中容(róng)易(yì)產生冷(lěng)流(liú)現(xiàn)象(xiàng)。
螺(luó)杆(gān)選擇:對於粘度(dù)較高的(dí)合成橡(xiàng)膠,如(rú)丁苯橡膠,螺杆(gān)的長徑比(bǐ)可(kě)以適(shì)當(dāng)增加(jiā),壓縮比(bǐ)也可以(yǐ)相應提高,以(yǐ)提高(gāo)塑(sù)化(huà)效果(guǒ)。對於(yú)容(róng)易(yì)產生(shēng)冷流現象的順(shùn)丁橡(xiàng)膠,螺杆(gān)的螺槽(cáo)結構可(kě)以進行特殊設計,如采(cǎi)用(yòng)變螺距(jù)或(huò)變深度(dù)的螺(luó)槽(cáo),以(yǐ)減(jiǎn)少冷(lěng)流(liú)的(dí)發生(shēng)。

四(sì),工程塑料原(yuán)料
1. 聚對苯二甲(jiǎ)酸丁二醇酯(zhǐ)(PBT):
特(tè)點:結晶(jīng)性塑料(liào),熔(róng)點(diǎn)較(jiào)高,粘度較(jiào)低(dī),具有(yǒu)良好的(dí)機械(xiè)性能(néng)和(hé)電(diàn)氣性(xìng)能,但(dàn)在(zài)加(jiā)工過程中容(róng)易(yì)發生(shēng)水解。
螺杆選擇:長(cháng)徑(jìng)比一般(bān)在(zài) 20:1 到 25:1 之間,壓縮比約為 3:1 到 3.5:1。由(yóu)於(yú) PBT 容易發(fā)生水解,在加工(gōng)前需要(yào)對原料進行(háng)幹(gān)燥處理,螺杆的設計要有利(lì)於排(pái)出水分(fēn)。同(tóng)時(shí),為(wéi)了保證製品的質量(liáng),螺杆(gān)的(dí)表(biǎo)麵(miàn)光潔度(dù)要求較(jiào)高(gāo)。
2. 聚對(duì)苯二甲(jiǎ)酸(suān)乙二醇(chún)酯(PET):
特點:結晶性塑料,熔點(diǎn)較高,粘度較(jiào)低,具有良(liáng)好的(dí)耐熱(rè)性(xìng),耐化學性和(hé)機械性(xìng)能(néng),但在加(jiā)工(gōng)過程中(zhōng)需要進(jìn)行幹燥處(chǔ)理(lǐ),否(fǒu)則(zé)容(róng)易產生氣泡(pào)等缺(quē)陷(xiàn)。
螺(luó)杆選(xuǎn)擇:長(cháng)徑比(bǐ)通(tōng)常在(zài) 20:1 到(dào) 25:1 之間,壓縮比約(yuē)為(wéi) 3:1 到 3.5:1。與 PBT 類似(sì),PET 在加工前也(yě)需(xū)要進行(háng)充(chōng)分的(dí)幹(gān)燥處理,螺杆的設計要有利於(yú)排出(chū)水(shuǐ)分和(hé)氣體(tǐ)。在(zài)螺杆的加料(liào)段(duàn),可(kě)以設置(zhì)一些(xiē)預熱裝(zhuāng)置(zhì),以(yǐ)提高(gāo)物料(liào)的(dí)溫(wēn)度,降低粘度(dù),提(tí)高(gāo)輸(shū)送效(xiào)率。
五(wǔ),纖維增強塑料原料(liào)
1. 玻(bō)璃(lí)纖(xiān)維(wéi)增(zēng)強塑料(GFRP):
特(tè)點:在塑料中添(tiān)加了(liǎo)玻(bō)璃纖維(wéi)等增強(qiáng)材(cái)料(liào),提(tí)高了(liǎo)塑(sù)料(liào)的(dí)強度(dù),剛度和耐熱性(xìng),但也增(zēng)加了物料的粘(nián)度和(hé)加工難度(dù),對螺(luó)杆的(dí)磨損較(jiào)大(dà)。
螺杆選(xuǎn)擇:螺杆的長徑(jìng)比要適中(zhōng),一般(bān)在 20:1 到 25:1 之間。壓(yā)縮(suō)比約為 3:1 到(dào) 3.5:1。由於物(wù)料(liào)中含(hán)有(yǒu)玻璃纖(xiān)維等增強材料,螺(luó)杆的材(cái)質要(yào)具(jù)有(yǒu)較高的(dí)硬度(dù)和(hé)耐(nài)磨(mó)性,如采(cǎi)用鎢(wū)鈷合(hé)金等材(cái)質。在螺杆的結(jié)構上,可以(yǐ)增加(jiā)一些剪(jiǎn)切(qiē)元(yuán)件,如(rú)銷釘,齒形(xíng)盤(pán)等(děng),以提高物料的混(hùn)合效果(guǒ)和玻(bō)璃纖維的(dí)分(fēn)散(sàn)性(xìng),但(dàn)剪切強度(dù)不宜過(guò)高,以(yǐ)免(miǎn)破(pò)壞玻璃纖維的(dí)長度和結(jié)構。
2. 碳纖(xiān)維增(zēng)強(qiáng)塑(sù)料(liào)(CFRP):
特(tè)點:具有(yǒu)更(gēng)高(gāo)的強(qiáng)度(dù),剛(gāng)度和耐熱性,但加工難(nán)度更大,對(duì)螺杆(gān)的(dí)磨(mó)損也更(gēng)嚴重。
螺杆(gān)選(xuǎn)擇:與 GFRP 類似,螺杆(gān)的長(cháng)徑(jìng)比和壓縮(suō)比要(yào)根據具(jù)體的加工(gōng)要求(qiú)進(jìn)行選(xuǎn)擇。由於(yú)碳纖(xiān)維的(dí)硬度更高(gāo),螺杆的材質(zhì)需(xū)要具(jù)有(yǒu)更(gēng)高的硬度(dù)和耐磨性(xìng),如采用陶(táo)瓷(cí)塗(tú)層等技術(shù)來提(tí)高(gāo)螺杆的表(biǎo)麵硬度。在螺(luó)杆的設(shè)計上(shàng),要(yào)更(gēng)加(jiā)注(zhù)重剪(jiǎn)切元件(jiàn)的分(fēn)布(bù)和設計,以確保碳(tàn)纖維(wéi)能(néng)夠均(jūn)匀(yún)地(dì)分散(sàn)在塑(sù)料基體中(zhōng)。
