单螺杆挤出机挤出过程及螺杆各段功能分析

由高分子物理学知道，高聚物存在三种物理状态，即玻璃态、高弹态和粘流态，在一定条件下，这三种物理状态会发生相互转变。固态塑料由料斗进入机筒后，随着螺杆的旋转向机头方向前进，在这个过程中，塑料的物理状态是发生变化的。根据塑料在挤出机中的三种物理状态的变化过程及对螺杆各部位的工作要求，通常将挤出机的螺杆分成加料段（固体输送区）、压缩段（熔融区）和均化段（熔体输送区）。对于常规渐变型螺杆挤出机来说，塑料的挤出过程可以通过螺杆各段的基本职能及塑料在挤出机中的物理状态的变化过程来描述，如图1-3所示。

图1-3 塑料在挤出机中的挤出过程

1.加料段

塑料自料斗进入挤出机的机筒内，在螺杆的旋转作用下，由于机筒内壁和螺杆表面的摩擦作用向前运动。在该段，螺杆的职能主要是将塑料压实并提供向前输送的动力，物料仍以固体状态存在，虽然由于强烈的摩擦热作用，在接近加料段的末端，与机筒内壁相接触的塑料已接近或达到粘流温度，固体粒子表面有些发粘，但熔融仍未开始。这一区域称为迟滞区，是指固体输送区结束到最初开始出现熔融的一个过渡区。

2.压缩段

塑料从加料段进入压缩段，沿着螺槽继续向前，由于螺槽的容积逐渐变小，以及过滤网、分流板和机头的阻碍作用，塑料被进一步压实并形成了高压。同时物料受到机筒的外加热和螺杆与机筒之间强烈的剪切搅拌作用，温度不断升高，物料逐渐熔融，此段螺杆的职能是使塑料进一步压实和熔融塑化，排除物料内的空气和挥发组分。在该段，熔融料和未熔料以两相的形式共存，至压缩段末端，塑料最终全部熔融为粘流态。

3.均化段

从熔融段进入均化段的物料是已全部熔融的粘流体。向前输送的粘流体在机头口模的阻力下，一部分回流被进一步混合塑化均匀，并定量、定压地从机头口模挤出，而后经冷却、定型、牵引等工序，最后得到所需的塑料挤出制品。(www.xing528.com)

图1-3 塑料在挤出机中的挤出过程

1.加料段

塑料自料斗进入挤出机的机筒内，在螺杆的旋转作用下，由于机筒内壁和螺杆表面的摩擦作用向前运动。在该段，螺杆的职能主要是将塑料压实并提供向前输送的动力，物料仍以固体状态存在，虽然由于强烈的摩擦热作用，在接近加料段的末端，与机筒内壁相接触的塑料已接近或达到粘流温度，固体粒子表面有些发粘，但熔融仍未开始。这一区域称为迟滞区，是指固体输送区结束到最初开始出现熔融的一个过渡区。

2.压缩段

塑料从加料段进入压缩段，沿着螺槽继续向前，由于螺槽的容积逐渐变小，以及过滤网、分流板和机头的阻碍作用，塑料被进一步压实并形成了高压。同时物料受到机筒的外加热和螺杆与机筒之间强烈的剪切搅拌作用，温度不断升高，物料逐渐熔融，此段螺杆的职能是使塑料进一步压实和熔融塑化，排除物料内的空气和挥发组分。在该段，熔融料和未熔料以两相的形式共存，至压缩段末端，塑料最终全部熔融为粘流态。

3.均化段

从熔融段进入均化段的物料是已全部熔融的粘流体。向前输送的粘流体在机头口模的阻力下，一部分回流被进一步混合塑化均匀，并定量、定压地从机头口模挤出，而后经冷却、定型、牵引等工序，最后得到所需的塑料挤出制品。