由高分子物理學(xué)知道,高聚物存在三種物理狀態(tài),即玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài),在一定條件下,這三種物理狀態(tài)會發(fā)生互變.固態(tài)塑料由料斗進(jìn)人料筒后,隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)向機(jī)頭方向前進(jìn),在此過程中,塑料的物理狀態(tài)在不斷發(fā)生著變化.根據(jù)塑料在擠出機(jī)中的三種物理狀態(tài)的變化過程及對螺桿各部位的工作要求,通常將擠出機(jī)的螺桿分成加料段(固體輸送區(qū))、壓縮段(熔融區(qū))和均化段(熔體輸送區(qū))三段.對于常規(guī)漸變螺紋的螺桿來說,塑料在擠出機(jī)中的擠出過程可以通過螺桿各段的基本職能及塑料在擠出機(jī)中的物理狀態(tài)變化過程來描述,見圖5. 1、加料段 塑料自料斗進(jìn)入擠出機(jī)的料筒內(nèi),在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下,由于料筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用向前運(yùn)動.在該段,螺桿的職能主要是將塑料壓實(shí)提供向前輸送的動力,物料仍以固體狀態(tài)存在,雖然由于強(qiáng)烈的摩擦熱作用,在接近末端時(shí)與料筒內(nèi)壁相接觸的塑料已接近或達(dá)到粘流溫度,固體粒子表面開始發(fā)粘,但熔融仍未開始.這一區(qū)域稱為遲滯區(qū),是指固體輸送區(qū)結(jié)束到最初開始出現(xiàn)熔融的一為粘流態(tài). 3、均化段 從熔融段進(jìn)人均化段的物料是已全部熔融的粘流體.向前輸送的粘流體在機(jī)頭口模阻力下,一部分回流被進(jìn)一步混合塑化,一部分被定量定壓地從機(jī)頭口模擠出.
從以上單螺桿擠出機(jī)的工作原理不難看出,塑料在擠出機(jī)中塑化,向前擠壓流動,其主要動力來源于加料段的固體輸送,塑化的均勻程度很大程度是由于均化段的結(jié)構(gòu)和機(jī)頭模具的阻力所造成的回流.在改善螺桿混煉結(jié)構(gòu)上已經(jīng)有了許多新型的結(jié)構(gòu),但其往往適合于熱穩(wěn)定性很好的聚合物,卻不適宜pvc樹脂的生產(chǎn),這就不一一介紹了.
