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)塑料由料斗進人料筒后,隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)向機頭方向前進,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 塑料自料斗進入擠出機的料筒內(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動.在該段,螺桿的職能主要是將塑料壓實提供向前輸送的動力,物料仍以固體狀態(tài)存在,雖然由于強烈的摩擦熱作用,在接近末端時與料筒內(nèi)壁相接觸的塑料已接近或達到粘流溫度,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頭口模阻力下,一部分回流被進一步混合塑化,一部分被定量定壓地從機頭口模擠出.
從以上單螺桿擠出機的工作原理不難看出,塑料在擠出機中塑化,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.
