柱塞式挤出机

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《塑料挤出制品生产工艺手册》第86页（1492字）

热固性塑料的挤出需要用柱塞式挤出机。热固性塑料挤出工艺将在本书第18章作简述。在此，主要叙述用柱塞式挤出机固态挤出方面的知识。

(一)固态挤出

固态挤出(又称固相挤出)是一种逐渐普及的挤出技术，聚合物在低于塑料熔点时被挤出模头。由于聚合物处于固态，所以，产生很有效的分子取向，所以制品的力学强度在取向方面特别高。

固态挤出HDPE的力学性能颇优于熔融挤出的HDPE，其拉伸强度大约与碳素钢相同。在高挤出比(挤出比是料筒面积与口模面积之比)情况下，挤出物基本上无离模膨胀。静液压固态挤出的挤出物表面的摩擦因数比未取向的聚合物低。高于一定的挤出比(大约为10)，PE和PP即变为透明。当PE在高挤出比下固态挤出时，在高达120℃下仍保持其模量。沿挤出方向的导热系数比未取向的聚合物高达25倍。固态挤出聚合物的熔点随取向量而提高，HDPE的熔点可改变到140℃。

固态挤出有两种方法：直接固态挤出和静液压固态挤出。

在直接固态挤出成型中，预成型的物料实心圆棒(料锭)直接与柱塞和挤出口模壁接触，见图3－18。

图3－18 直接固态挤出

1－柱塞 2－机筒 3－料锭 4－口模 5－挤出物

在静液压固态挤出中，挤出所需要的压力由柱塞经润滑液(通常为蓖麻油)传递到料锭。润滑液减小摩擦，因而降低挤出压力，见图3－19。当然，料锭形状必须与口模相配合，以防止润滑液泄漏。

图3－19 静液压固态挤出

1－柱塞 2－机筒 3－油 4－料锭 5－口模 6－挤出物

固态挤出机的主要缺点是间歇式作业，不能使用通用的挤出机，挤出过程需要很高的压力。

(二)简单间歇式和连续式柱塞式挤出机

少数不能用螺杆挤出机挤出的塑料(例如，聚四氟乙烯及其复合物)可用简单的间歇式柱塞式挤出机挤出，见图3－20。挤出机的加料段要保持冷却，向前的区域要加热。当柱塞向前移动时，塑料被加热、软化、压实，通过口模被挤出，并在此处冷却和输送。当柱塞退回时，粉料从加料斗落下，此时柱塞再向前移动，塑料被推入到前面进行加热和软化。很明显，这种间歇式的成型加工，必须实现稳定的条件，并且产品的均一性较差。

图3－20 简单间歇式柱塞式挤出机示意图

1－挤出物 2－口模 3－料筒 4－料斗 5－冷却水 6－加热器

图3－21显示了能很大程度解决这一问题的柱塞式连续挤出成型机。在这种装置中，有两根水平的柱塞交替操作，塑料被强制送到加热室，还有两根垂直的柱塞辅助操作，将塑料挤出而成为制品。

图3－21 柱塞式连续挤出机示意图

1－机头 2－挤出机料筒与柱塞 3－推力 4－梭阀 5－塑化塑料的料筒与柱塞 6－口模压块 7－挤出物 8－电气加热器 9－料斗