第二章 塑料包装材料的成型工艺（四）

②长径比（L/D）。长戏比是指螺杆的有效长度同螺杆直径之比。所谓有效长度是指总的螺杆长度上具有螺纹能起到塑料熔融塑化作用的一段长度，显然这是指料斗下的螺纹开始一直到均化段螺纹结束为止的长度。对多数聚合物来讲，螺杆L/D越大，制品产量越大，质量越好，为此，生产高品质的挤出制品应选用L/D大的挤出机。国内已出现L/D35－38的挤出机，男外最大的L、D可达49。由于螺杆在机筒内相当于一个悬臂梁，因此增大L、D，受到多方面技术限制：一是材质的限制；二是加工精度的限制，螺杆与机筒之间公有0.6－0.7mm的间隙，L/D越大，则要求螺杆的机加工精度越高；
　　③压缩比ε。压缩比ε是指加料段螺槽的体积同计量段螺槽体积之比：ε＝V加/V计。　　常见的塑料品种其压缩比如表2－9所示；

表2－9　常见塑料品种与压缩比

塑料品种 压缩比 塑料品种 压缩比

　　　　粒料
　　RPVC
　　　　粉粒

2～3

3～5 　　　　粒料
　　SPVC
　　　　粉粒 3～4

3～5

　　　　管材
　　　PE
　　　　薄膜

3～4
4以上 PC 2～4 POM 2.5～4 PP 3～5 聚丙烯酸酯类 2 ABS 1.5～4 醋酸纤维素酯 2～3 PS 2～4 PCTFE 2～4 聚酰胺 2～4 聚全氟乙丙烯 3～4 聚砜 3～4

　　④螺槽深度h；

h计=K·D

式中：h计——计量段螺槽深度，mm　
　　　D——螺杆直径，mm　
　　　K——经验常数，如表2－10所示

表2－10　经验常数

塑料 K值 塑料 K值 RPVC 0.03～0.06 PE 0.03～0.05 SPVC 0.04～0.07 PA 0.02～0.05

　　而　　　　　h加=ε·h计　　　　　
式中：h加——加产段螺槽深度，mm　
　　　ε—— 压缩比
　　　h计——计量段螺槽深度，mm
　　⑤螺距s，螺旋角φ，螺棱宽度ｅ；

s＝π·D·tgφ

式中：s－螺距，mm　
　　　D-螺杆直径，mm　
　　　φ-螺旋升角，不同料应有不同的升角：细粉料φ=30°，方块料φ＝15°，粒料φ=17°
　　螺距s增大，有利于提高产量，目前最大为s＝1.5D；螺棱宽度e，一般取e＝0.1D，增大，扩出机产量降低，e太小，漏泄料增大，也会降低产量，对低粘度的塑料来讲尤其如此。
　　⑥螺纹头数Ζ。Ζ＝1是成型用挤出机螺杆，特点是料流稳定性好；Ζ＞1是造粒用挤出机，特点是料流紊乱，传质传热快，塑化快，塑化好；
　　⑦螺杆同机筒的间隙δ。δ＝0.1－0.6mm。漏泄料同δ的三次方成正比，因此δ不能过大，否则漏泄料增加，产量下降，质量下降。δ＞1mm很难挤出成型，必须更换螺杆或机筒才能正常生产。螺杆同机筒之间的间隙同螺杆直径的关系如表2－11所示。

表2－11　螺杆与机筒的间隙　　　　　　单位：mm

螺杆直径 30 45 65 90 120 150

　　最小
间隙
　　最大

＋0.15

＋0.30 ＋0.20

＋0.35 ＋0.25

＋0.45 ＋0.30

＋0.50 ＋0.35

＋0.55 ＋0.40

＋0.60

　　螺杆设计应注意下述几点：
　　①固体塑料在单螺杆的螺槽中熔融前进是受螺杆旋转产生的强大剪切力和物料与机筒之间所受摩擦力的结果。为了使塑料尽可能靠近机筒向前进，防止塑料在螺槽底部滞留，我们尽可能地把机筒壁做得比较粗糙，而螺杆表面尽可能光滑。这样，由于塑料同机筒壁金属的摩擦因数大，容易在强大剪切力推动下沿机筒壁前进，而螺杆表面相当光滑，摩擦因数小，塑料在螺杆表面只起“打滑”作用，不能粘附前进，这样可防止塑料滞留在螺杆上；
　　②对于螺杆超过65mm时，应在机筒壁上开3－5条槽，槽开在机筒壁对应的螺杆进料段。开小槽有利于塑料同机筒壁摩擦因数的提高，可以提高挤出机的产量15%左右。圆弧形槽，长度在3－5mm；
　　③由于固体的塑料粒子同钢铁的摩擦因数随温度的提高而提高，为了减小螺杆在进料段同固体塑料的摩擦因数，在螺杆中心