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第七章 挤出成型原理 流动的基本条件：FbzFs 熔膜形成后的固体熔融是在熔膜和固体床的界面处发生的 塑料熔融的热源主要有两个： 一是 从外加热器得到的外热（传导热） 二是熔融流动过程中，由于速度差异产生的粘性耗散热（剪切热）以及挤压和压缩作用，其能量来源是电动机的机械能。 写成微分形式： 根据假设，认为固相只在Y方向熔融，而不在X方向熔融。同时，熔膜只有X方向的流动。因而可以得出： [在距离dz段上，单位时间内在Y方向由固相加入熔膜的新熔融的熔料量] = [由熔膜流入熔池的熔料量] = [单位螺槽长度上的熔融速率ω与长度dz的乘积] 根据傅立叶导热定律，流体流过不同温度的固体壁面时，产生热交换，换热量由下式计算： /温度梯度 其中K为导热系数 得出下列公式 熔料在螺槽中的流动实际上有以下几种运动合成： a.正流（曳流）： 是由物料受机筒的摩擦拖曳引起的，产生沿螺槽向机头方向的运动，是螺杆斜棱在Z轴方向作用的结果，实质是拖曳流动，起挤出物料作用，流量用Qd表示。(如图） 若螺杆不变，改变螺杆转速。则得到一组相互平行的螺杆特性线。还反映螺杆均化段熔体的流率与压力的关系。随着机头压力的升高，挤出量降低， 3）固液相分界面上的热量平衡 根据假设，固相只在Y方向熔融，因此热量也只在Y方向传递。由此得出：在单位时间内在单位面积上。 [经熔膜流入分界面的热量] - [流出分界面进入固相的热量] = [塑料熔融消耗的热量] 式中 ——分界面液相一侧的温度梯度 ——分界面固相一侧的温度梯度 ——液相的热传导率 ——固相的热传导率 ——塑料的熔融潜热，即融化单位质量的塑 料所需要热量。 4)求解固相分布函数 可以求出固相的分布函数如下： ——等深螺槽 式中： φ——融化系数 G——生产能力 H——熔槽深度 Z——固相熔融长度（螺槽展开） 上式中当X=0（即固相熔融结束）时，即可得到熔融总长度。 3、熔融过程影响因素-操作条件 （1） 挤出质量G 由公式 ， 可知 G增大 φ减小 ZT增大 即挤出量的增大，将导致熔融的发生和终了均延迟，实践证明，在其他条件不变的情况下，G点的增加，将使产品质量变坏。 （2）螺杆转速n ?? 高阻力机头：n↑→G变化很小，Ф↑，Ψ↑→ZT↓ ?? 低阻力机头：n↑→G↑，Ф ↑→ → Ψ? Ψ↑→ ZT↓ Ψ↓→ ZT↑ 机头阻力↑—ZT↓ 提高机头压力，有助于物料熔融塑化 （3）机筒温度Tb Tb↑→ Ф↑，Ψ↑→ ZT↓ →熔膜η↓ → Ф↓→ ZT↑ （Tb有最佳值） 3、熔融过程影响因素-螺杆结构 （1）等深螺杆与渐变螺杆的比较 ZT（渐变） ZT（等深），ψ相同 在熔融区，螺杆渐变对熔融有利， （2）渐变度A 的影响 渐变度A ↑—对熔融有利，对输送不利，只能适度 （三）熔体输送理论 常规的全螺纹单螺杆均化段的熔体输送理论已得到很好的发展，与其他两个理论相比，它建立的最早。1953年它首先在两个无限大的平板之间，假定熔体为等温牛顿流体的条件下建立起来，后来又进行了修正。 1、熔体在螺槽内的运动分析 倒流（压力流）： 由机头，口型等阻力元件产生的压力引起的回流。方向与正流方向相反，流量为QP. 横流（环流）： 由螺棱对物料的推挤作用和料筒的拖曳作用共同引起，（如图) 使物料在螺槽内产生翻转运动。对生产能力没有影响，但能促进物料的混合、搅拌和热交换，流量Qc=0. 漏流： 由机筒与螺棱间隙δ处形成的倒流。方向沿螺杆轴线方向，并由机头向后。流量用QL表示。 实际上螺槽中熔体的总的流动是这几种流动的总和，挤出机的生产能力即等于正流、压力流、漏流的总和 Q=Qd-Qp-Ql 2、生产率的基本方程 Q=Qd-Qp-Ql y——螺槽内的物料粘度 yf——间隙δf内物料粘度 P1——均化段开始处的熔融体压力 P2——均化段结束处的熔体压力 式中第一项为正流流率，第二项倒流，第三项漏流 若考虑聚合物流体的非牛顿性，并略去漏流的影响，则 与上式比较可发现，聚合物流体的流变性能很大程度取决于逆流。 3、流率公式的启示 1、若塑料的流动性好，粘度小或k值大，则QP对压力敏感，不宜挤压成型； 2、正流与螺槽深度成正比，