详解影响注塑机螺杆塑化能力的几个参数

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注塑机螺杆和塑化品质的关系

9 M2 \* k% ~3 i/ d$ i0 M8 {塑料注塑射胶螺杆与塑化品质的关系介绍 影响塑化品质之主要因素： 细长比、压缩比、背压、螺杆转速、电热温度设定。   V. p$ R1 b1 j 细长比 细长比=螺杆工作长度/螺杆直径。 细长比大，则吃料易均匀，但容易过火。 1 ]; O8 C/ z1 M7 {' R$ f热稳定性较佳之塑料可用较长之螺杆，以提高混炼性而不虑烧焦；热稳定性较差之塑料，可用较短之螺杆或螺杆尾端无螺纹。 以塑料特性考量，一般细长比如下: / q3 g" f/ N# t$ J! T塑料特性 细长比 热固性 14～16 硬质PVC、高黏度PU等热敏性 17～18 一般塑料 18～22 PC、POM等高温稳定性塑料 22～24 以混色能力考量，一般细长比如下： 细长比 混色能力 12～16 以染好颜色之胶粒成型为宜，避免色差发生。 16～18 以色母在料管内混炼、染色、成型品质均匀，色差不良较小。 20～24 用色料在料管内混炼染色、分散性均匀，对成品物性有较佳的保护作用。 　压缩比 压缩比=进料牙深/计量牙深 考虑料的压缩性、装填程度、回流、制品要密实、传热与排气。 适当的压缩比，可增加塑料之密度，使分子与分子之间结合更加紧密，有助于减少空气的吸入，降低因压力而产生之温升，而影响输出量的差异，而不适当之压缩比将会破坏塑料的物性。 压缩比值越高，对塑料在料管内塑化过程中产生的温升越高，对胶化中的塑料产生较佳的混炼均匀度，相对的出料量大为减少。 高压缩比适于不易熔塑料，特别具低熔化黏度、热安定性塑料。 * r- \# }7 z4 s6 L- ^( ^, X低压缩比适于易熔塑料，特别具高熔化黏度性，热敏性塑料。   a  y! Y$ O8 I" L& s 背压 8 g4 \5 e/ |$ ]% ^/ S: P0 B增加背压可增加螺杆对熔融树脂所做的功、消除未熔的塑料颗粒、增加料管内原料密度及其均匀程度、减少射出收压和翘曲等问题。 $ j/ ^" ~- M! k% l背压被运用来提高料管温度，其效果最为显著。 背压过大，对热敏性较高的塑料易分解；对低黏度的塑料可能会产生'流鼻'现象。 背压太小，射出的成品可能会有气泡。 + \4 a# N+ H9 Z! K$ D 螺杆转速 - b5 `. D6 ]% x6 n) q螺杆的转动速度直接影响塑料在螺旋槽内的切变。 ' R* m, e7 O3 I, c% V小型螺杆槽深较浅，吸收热源快速，足够促使塑料在压缩段时软化，螺杆与料管璧间的磨擦热能较低，适宜高速旋转，增加塑化能力。 大型螺杆则不易快速旋转，以免塑化不均及造成过度摩擦热。 - W+ d  j4 U& X9 y$ R% p对热敏性较高的塑料，射胶螺丝转速过大的话，塑料便会很容易被分解。 3 C5 V! H) }' c通常各尺寸之螺杆有一定之转速范围，一般转速100～150 rpm太低，则无法熔化塑料；太高，则将塑料烧焦。 目前最大表面速度1m/sec为限，对剪切敏感材料，低于0.5m/秒。 电热温度设定 ; U$ K( X* q- T* c3 d% p7 h使滞留于料管及螺杆内之冷硬树脂熔融以利螺杆之转动，提供树脂获得熔融所需的一部份热量。 6 f$ R9 P9 C& \/ H" \: O$ ~设定比熔胶温度低5～10℃(部份由摩擦热能提供) 6 Y4 S  P$ u* b. }$ U" ]喷嘴温度的调整也可用来控制流涕、凝固(塞头)、牵丝等问题。 6 \" S/ X) F" ]7 C 9 G) q1 d# j0 l6 D# v- P# {$ r 注一：以上均是以不添加玻璃纤维的非强化塑料为标准。 注二：管内之熔胶温度通常高于管外控制的温度，从喷嘴出料温示之。 - J4 V  z6 E" x射胶螺杆之功能： 加料、输送、压缩、熔化、排气、均化 , J8 n* l1 I, H+ Z& C螺杆之重要几何尺寸： - \3 _' J: _$ O% d1 L3 h& {3 ~螺杆直径、进料段、压缩段、计量段、进料牙深、计量牙深 ' ]5 @0 s4 Z# q" F: K$ P   |' V1 r" h$ k1 p4 \螺杆重要几何尺寸的介绍： ) o8 z$ _7 w2 R8 n' X螺杆直径（D)与所要求之射出容积相关 : [! P- f3 m1 D- @) x5 j$ F7 D射出容积 = 1/4π×D2×（射出行程）×0.85 一般而言，D2与最高射出压力成反比 D愈大，押出率愈大；Q ＝1.29D2HmNr×60/1000(kg/Hr)　 / D# Z$ }# p& b3 F8 q  G- K 3 B/ V! |+ _* n# z入料段 * X3 K. z' D$ @% z负责塑料的输送、推挤与预热 应保证入料段结束时开始熔融，预热到熔点。 固态比热↑、熔点↑、潜热↑，加热到熔点需热多，入料段应长固态热传导系数↓，传热慢、塑料中心温升慢，入料段应长预热↑，入料段可短。 结晶性料最长（如：POM、PA）；非晶性料次之（如：PS、PU）；热敏性最短（如：PVC）。 : v) _1 S8 V! O: X0 E2 ?* V% L2 s 压缩段 - a3 k& t/ |# j) C; ]负责塑料的混炼、压缩与加压排气，通过这一段的原料应该已经几乎全部熔解，但是不一定会均匀混合。 & W5 m! H! K; Y, J# j# t* _在此区域，塑料逐渐熔融，螺槽体积必须相应下降，否则料压不实、传热慢、排气不良。 对非晶性塑料，压缩段应长一些，否则若螺槽体积下降快，料体积未减少，会产生堵塞。 5 {, I, ^* x/ P8 t+ K1 {; x2 P结晶型塑料实际上非全部结晶（如 PE：40～90％结晶度，LDPE： 65％结晶度），因此目前压缩段有加长的趋势。 , z0 x# X( X* j; `* a: H- ^/ {一般占25％螺杆工作长度。 & c0 g! H) Y) u* w0 J尼龙(结晶性料)2~3圈，约占15％螺杆的工作长度。 高黏度、耐火性、低传导性、高添加物，占40％~50％螺杆的工作长度。 * U* z( E# S* |3 S6 PPVC可利用占100％螺杆的工作长度，以避免激烈的剪切热。　 , R, r3 |% r* \7 I 0 S9 t) w" [. K& q- I& o计量段 理论上到计量段之开始点，料应全部熔融，但至少要计量段 = 4D，以确保温度均匀、混炼均匀。 计量段长，则混炼效果佳；计量段太长则易使熔体停留过久，而产生热分解；太短则易使温度不均匀。 : x0 [# Y  z$ r% n5 ~$ [一般占20~25％螺杆工作长度。 $ O+ ]! p2 s$ Y4 E- PPVC热敏性，不宜停留过长，以免热分解(可不要计量段)。　 ! P, r$ k# W- Q' f# K 进料牙深、计量牙深 ; b, I& ~6 a0 d- K6 o0 D, D; k进料牙深愈深，在进料区之输送量愈大，但需考虑螺杆强度。 3 ?6 b* v7 X* {& c) @) @& s计量牙深愈浅，塑化之发热、混合性能指数愈高，但需防范塑料烧焦，(计量牙深太浅，则剪切热↑，自生热↑，温升太高，尤其不利于热敏性塑料。) 　　　　　　　　　　　　　　 0 o5 w* u3 f8 O, ?( M计量牙深＝ KD ＝ (0.03～0.07)D　　 D ↑，K 选小； D↓，细长比 ↑，热稳定性差之塑料，K 选大。

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