高速挤出工艺的控制方法优化

挤出工艺参数主要包括挤出温度、熔体压力、给料与挤出速度比、定型模真空度与冷却温度、牵引速度和压力等。其中挤出温度、熔体压力、给料与挤出速度比主要决定制品挤出成型质量，定型模真空度、冷却温度、牵引速度和压力主要决定制品牵引定型质量。

1.挤出温度控制

挤出温度是影响物料塑化的一个关键因素，温度控制得是否合适，直接影响产品的内外质量。加工温度过高会引起物料分解；温度过低，物料塑化不良，制品强度等会受到影响。

挤出温度的控制一般分为三部分，即机筒温度、过渡段温度和模具温度。

1）机筒温度。机筒一般分为四区，二、三区之间设有排气孔，排气孔的作用有两个：一是用于排出物料熔融过程中产生的气体；二是通过排气孔可以观察物料的塑化状态，通常以物料达到排气孔处呈半塑化状态且包覆于螺槽表面为宜。高速挤出与低速挤出相比，一、二区温度需要更多的热量，因此这两个区的温度一般较高些，以185～200℃为宜；三、四区由于物料在此处受剪切摩擦热较大，且物料已呈半塑化状态，故温度较高时产生的过多热量不能排出，物料易分解，因而三、四区的温度不宜过高，一般控制在165～175℃为宜。

2）过渡段温度。过渡段是机筒与模具的连接段，该部分温度直接影响物料进入模具分流时的流变状态。温度偏低，物料均化不充分，流动性不好，熔体压力上升或转矩增大，设备负荷加大，虽然制品较密实，但表面光泽度差，脆性大；温度偏高，虽然物料会较顺利地进入模具，但后收缩率高，温度过高时还可能使物料分解。因此过渡段的温度一般稍高于（或等于）三、四区的温度。

3）模具温度。由于挤出速度加快，物料在模具内的停留时间极短，若温度偏低，物料流动性降低，制品表面光泽度下降；而温度过高，则物料出口模后离模膨胀大，型材后收缩大，冷却定型困难。与低速挤出相比，模具的温度应在保证制品光泽度的前提下控制得相对偏高一些，一般为190～200℃。当然，挤出温度的控制并不是一成不变的，它随不同配方、挤出设备、型材断面等的不同而有所变化，需要根据物料的塑化情况进行调整和控制。

2.挤出压力控制

塑料异型材挤出除温度条件外，还需要一定的压力。压力过低，型坯密度小，抗压强度低；压力过高，出口膨胀量大，制品外观质量差。挤出压力的形成条件如下：

1）螺杆各段截面和螺纹的压缩比。

2）口模阻力。(www.xing528.com)

3）挤出温度。

4）挤出速度。

5）给料与挤出速度比。由于挤出机和模具结构的改进，高速挤出必然造成挤出压力提高。要保证挤出速度提高后，挤出压力仍然能保持正常稳定，唯一的方法是依据各类型材挤出时成型压力的要求，尽量采用饥饿式喂料法，即通过调整给料与挤出速度比的方法进行处理。

3.挤出速度控制

提高挤出速度是在同等挤出设备条件下，提高挤出制品产量的途径。由于挤出速度与螺杆的剪切热成正比，剪切热是物料在挤出过程中形态转化的主要热源，而且不受设定温度的影响和支配，只能通过挤出速度来调节，因此挤出速度控制也是调整挤出制品质量的重要手段。在一定挤出速度下，如果采取其他工艺手段并排除机筒与螺杆配合间隙的影响，仍不能防止物料在挤出机内出现过热挂料、糊料等现象，说明用该挤出机生产这种型材，挤出速度已超过最大极限，应降低挤出速度，以保证挤出制品质量。

4.定型模真空度和冷却温度控制

高速挤出定型模真空度和冷却温度的控制和调整方法与一般挤出基本相同。但挤出速度提高后，型坯通过定型模的时间减少，要满足型坯由熔融态向玻璃态转化，生产出达到设计要求的制品，应适当提高定型模的真空度，降低冷却水温度。但真空度太高，型坯进入定型模困难，易形成“堵模”，使牵引阻力加大，增加型材拉伸应力，同时由于定型模工作表面真空吸附缝是有间距的，真空度过大，还会使制品表面凹凸不平。冷却水温度过低，易使型坯收缩过快，产生轴向应力，降低冲击强度，且真空吸附效果变差，影响定型质量。因此，在调节定型模真空度和冷却水温度时，一定要统筹兼顾，在保证制品各项质量指标的前提下进行，千万不可顾此失彼。否则废品就会增加，反而失去了高速挤出的意义。

5.牵引压力和速度

挤出速度提高后，为使型坯顺利进入定型模，牵引速度应相应提高，一般情况下，牵引速度应略大于挤出速度，其比值为1.05∶1，使型坯在牵引下承受轻微拉伸应力，并满足调节型材壁厚的需要。牵引压力既不可过大，又不可过小，应以型坯能顺利通过定型模且不变形为宜，此外还要防止型材通过定型模时出现打滑现象。

挤出工艺和工人的操作水平在高速挤出过程中起着至关重要的作用。正因为高速挤出没有在全国范围内普遍实现，所以熟练掌握高速挤出生产工艺和操作技能的技术人员为数不多。加之企业的技术保密，工艺、操作水平需要长期的经验积累，因此，这种制约短期内难以全部消除。但塑料异型材高速挤出是产业的发展方向，随着行业的不断进步，各种制约因素的避免和消除，高速挤出生产必将得到推广应用。