影响塑化品质之主要因素:
* M) T8 H0 s& o5 g$ t细长比、压缩比、背压、螺杆转速、电热温度设定。
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) m% o8 o' c3 k3 N" N' w: L细长比$ P! F" t+ P0 P* w- j
细长比=螺杆工作长度/螺杆直径。0 q- ^( c4 h8 Z- L
细长比大,则吃料易均匀,但容易过火。
m% i2 W8 M& D9 v% V+ l) L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。7 b _4 I1 \1 j
以塑料特性考量,一般细长比如下: * _4 }+ @# X8 J* K0 b* s
塑料特性 | | | | | | | | | |
以混色能力考量,一般细长比如下: | | | | | 以色母在料管内混炼、染色、成型品质均匀,色差不良较小。 | | 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! s+ R" t0 k8 a
压缩比=进料牙深/计量牙深. F- t1 a3 t0 a" E. l ^9 K0 k- p
考虑料的压缩性、装填程度、回流、制品要密实、传热与排气。
1 e) ]& c. j# O- c) ?: i" @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。
: N) i% C" ?" n' X& `& Y+ A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。. M& K. `' F3 {( R) @5 z6 G4 W0 ]& J
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。# H( p) E( | a4 ]+ O
低压缩比适于易熔塑料,特别具高熔化黏度性,热敏性塑料。4 n9 }, Q/ t7 m; l0 R4 U" X1 h
5 ~# D: T1 _7 l0 [6 B6 u$ v1 w背压
7 T2 z) h! {6 }5 l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。0 c1 Y, e4 P5 d( S7 t
背压被运用来提高料管温度,其效果最为显著。
% s% S) J ^7 P# A# i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。, v- x1 a! |0 _( O
背压太小,射出的成品可能会有气泡。! y: w/ z- U& U( p2 H1 A) ~3 g
0 r9 p5 k b |' ^螺杆转速- [. Q% K7 N9 d( i
螺杆的转动速度直接影响塑料在螺旋槽内的切变。! U5 _7 i6 j3 n- \ v: `, Q, j8 Y
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。
4 T# Y% F0 E) a' R! L! M7 [5 @3 ?3 ]$ I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。3 O" v8 ~. ~# g; C& r! h$ k
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 i2 `( q3 x) O3 U1 t
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。/ S* B% p4 P- _. G/ H
目前最大表面速度1m/sec为限,对剪切敏感材料,低于0.5m/秒。( u! Y( O( @9 w, f" m1 b/ y4 e
# t1 a1 B' L2 m3 w电热温度设定
3 V, U* _! I1 z; _% ^4 L+ p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。
5 y% ^5 M; }$ _; c4 G& Z% v' @6 v, R设定比熔胶温度低5~10℃(部份由摩擦热能提供): L0 L8 B$ a6 O5 o. y" x
喷嘴温度的调整也可用来控制流涕、凝固(塞头)、牵丝等问题。
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$ B$ j) I8 `# d: l' Y% `( Z 注一:以上均是以不添加玻璃纤维的非强化塑料为标准。
& B& h! @& p; L4 Z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。
4 P* f# b" f1 D$ R- @射胶螺杆之功能:
1 }+ V' \/ _) k/ `9 F加料、输送、压缩、熔化、排气、均化1 e( d. N: x3 k) j$ v8 H
螺杆之重要几何尺寸:7 N& j3 Z' j; c7 i9 @( T" U: l
螺杆直径、进料段、压缩段、计量段、进料牙深、计量牙深1 F8 j) n+ W+ o& S9 ]4 m
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螺杆重要几何尺寸的介绍:! d. h) G. C3 G3 h
螺杆直径(D)与所要求之射出容积相关8 S8 ^; G, b& R3 ? K& {
射出容积 = 1/4π×D2×(射出行程)×0.85
! j' l5 i2 T: f# [( A/ E一般而言,D2与最高射出压力成反比
" z. i3 |/ X# @: [2 ZD愈大,押出率愈大;Q =1.29D2HmNr×60/1000(kg/Hr)
+ W; N! @4 P- S1 z: H! c: F$ E7 i' e
入料段. y H: @7 z" P$ @& N% v; R
负责塑料的输送、推挤与预热7 v& L3 U& b8 m* y% K: s/ j
应保证入料段结束时开始熔融,预热到熔点。: Y+ g7 l7 O8 _5 T
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。& b8 r x! A- U
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)。
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! ^% {7 v$ t( u4 b1 i# H4 Y$ g压缩段
6 z; ]- ?( `4 G0 u3 b" B5 J7 A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。
& W0 n1 f' S6 t/ i* [8 T9 n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。
3 a+ s4 r# z2 p9 X6 h8 W. I0 R6 `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。6 T. d# s! r* Z0 {$ x4 {
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。8 }3 G5 v, D; e: Y& R6 B
一般占25%螺杆工作长度。+ Y/ l# }) u' U7 X$ Q
尼龙(结晶性料)2~3圈,约占15%螺杆的工作长度。; ~7 w- W q5 h0 }( n# L4 b& _
高黏度、耐火性、低传导性、高添加物,占40%~50%螺杆的工作长度。
c3 z) ^. i! q5 f+ V: y4 G% F# nPVC可利用占100%螺杆的工作长度,以避免激烈的剪切热。 6 _" w \% |/ X! Z7 d( S8 s' @1 G
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计量段
! |2 Y: b' f: R: w( g, Y+ d, q! i) _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。1 w4 ^% t P5 j" w" M6 `5 q
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。2 E* |) [: O" w; V1 L o7 Z' y; m
一般占20~25%螺杆工作长度。
8 C0 ~* [6 Q d( s* T6 \PVC热敏性,不宜停留过长,以免热分解(可不要计量段)。
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0 v5 v; j# R* \! R- x$ z进料牙深、计量牙深6 P. l4 H) L T. c% L
进料牙深愈深,在进料区之输送量愈大,但需考虑螺杆强度。8 C. U0 L& U/ e! ~
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。) ( D. F1 G7 Q: N$ |& q) a3 k% M2 s
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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