塑料擠出機螺桿的職能區(qū)劃分式根據(jù)物料在擠出機中不同部分物態(tài)變化時螺桿所起的不同作用劃分的,一般分:輸送段、熔融段、混煉段、排氣段、均化段5個段。
1. 輸送段,也稱加料段。其職能主要是對塑料進行壓實和輸送,并對塑料進行預(yù)熱。此段的工作過程是塑料自料斗進入螺桿后,在旋轉(zhuǎn)的螺桿作用下,通過機筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用向前輸送和壓實,塑料在加料段基本保持固態(tài)。加料段螺桿占全長的比例隨塑料的種類而不同,擠出結(jié)晶性塑料為30%-65%,對非結(jié)晶性塑料約為10%-25%。為提高加料段的輸送能力,要求物料與螺桿表面摩擦系數(shù)要小,以利于固體物料的向前運動,因此,對螺桿表面加工質(zhì)量提出了較高要求。
2. 熔融段,也稱壓縮段,此段通過熱傳遞和摩擦剪切,使物料充分熔融和均化。塑料被進一步壓實和塑化,使包圍在螺桿內(nèi)的空氣壓回到加料口處排出,并改善塑料的熱傳導(dǎo)性。當(dāng)塑料從加料段推到熔融段后,隨著塑料繼續(xù)向前輸送,螺槽逐漸變淺,兼有多孔板、濾網(wǎng)、機頭的阻擋作用,塑料中形成了高壓,逐漸被壓實。同時,在機筒外部加熱和螺桿與機筒的強烈剪切、攪拌、混合作用下開始熔融。隨著推進過程,液相不斷增加,而固相不斷減少,至熔融區(qū)的末端,塑料全部或絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)。壓縮段的長度主要和塑料的粘流溫度(或熔點)等性能相關(guān)。軟化溫度范圍寬的塑料如聚氯乙烯熔融短最長,可占整個螺桿的長度;軟化溫度范圍窄一些的聚乙烯熔融段為螺桿長度的45%-50%;軟化溫度范圍很窄的尼龍(聚酰胺)熔融段甚至只有一個螺距的長度。
3. 混煉段,使物料組份尺寸進一步細(xì)化與均勻,形成理想的結(jié)構(gòu),具分布性與分散性混合功能。
4. 排氣段,排出水汽、低分子量物質(zhì)等雜質(zhì)。
5. 均化段,也稱計量段。輸送和增壓,建立一定壓力,使??谔幬锪嫌幸欢ǖ闹旅芏龋瑫r進一步混合,最終達到順利擠出造粒的目的。均化段長度和螺槽深度是兩個重要參數(shù),螺槽深度過大,使其潛在的熔料輸送能力大于熔料能力而進入機頭,會影響制品質(zhì)量。反之,太淺則熔料受到剪切力過大,會使熔料溫度過高,甚至分解。均化段長度增加,可使物料均化時間延長,有利于物料的均勻混合,但過長會使加料段和壓縮段在全長中所占比例變小,易引起塑料過分分解。非結(jié)晶性塑料均化段約占螺桿全長的22%-25%,結(jié)晶性塑料約占全長的25%-35%。