本文僅論及PP管材生產(chǎn)具有較重要關(guān)系的設(shè)計與結(jié)構(gòu)參數(shù)。
1.口模定型段長度L
擠出機頭口模部分(平直部分)是機頭設(shè)計的關(guān)鍵。口模與芯捧的平直部分是PP管材的成型部分??谀F街辈糠珠L度很重要,因為PP塑料通過定型部分,料流阻力增加,使制品密實,同時也使料流穩(wěn)定均勻,消除螺旋運動和接合線。L的確定與PP管材的壁厚、直徑大小、形狀、塑料性能以及牽引速度有關(guān)。定型長度不宜過長或過短。過長時,料流阻力增加很大。而定型段過短時,則起不到定型作用。
擠管扒頭屬于環(huán)隙孔,對于環(huán)隙孔內(nèi)徑大于3/5外徑時,物料的流動形式屬于一維流動的特殊形式。PP管材一般內(nèi)徑都大于3 /5內(nèi)徑,因此,可以把圓環(huán)隙口模展開,按平行板模型處理。
PP管材的定型段長度較同等尺寸PE管的定型段長度要長。
2.口模尺寸的確定
口模尺寸主要是口模內(nèi)徑、芯模外徑及口模與芯模間的間隙。
塑料通過口模后只能得到一定的形狀和尺寸,而不能符合塑件的最終要求。PP管材離開口模后,由于壓力降低,塑料出現(xiàn)因彈性回復(fù)而膨脹的現(xiàn)象,PP管材截面積將增大。但又由于牽引和冷卻收縮的關(guān)系,管材截面積也有縮小的趨勢,這種膨脹和收縮的大小與塑料性質(zhì)、口模溫度和壓力、定徑套的結(jié)構(gòu)形式都有直接關(guān)系。
傳統(tǒng)上,一般使用拉伸比匹配管材與口模尺寸。
根據(jù)對近些年有關(guān)進口PP管材擠出設(shè)備及國外最新材料的分析,與傳統(tǒng)概念相比,出現(xiàn)了一些變化,表現(xiàn)在:擠出口模的尺寸與定徑方法選擇有關(guān)系;采用壁厚牽伸比和直徑牽伸比的概念,而不是傳統(tǒng)拉伸比。
(1)外徑壓力定型法用的模頭尺寸采用外徑壓力定型時,管內(nèi)空氣壓力有可能超過熔體的強度,因此要把定徑套直接固定在口模套上,以生產(chǎn)出相應(yīng)的管子。管子在冷卻期間的直徑由定徑管控制,壁厚則通過拉管速度控制。當(dāng)牽引速度大于熔融料供料速度時,固化的熔體外表面就牽引內(nèi)部熔融物一道前進,壁厚便均勻變薄??谀5南毒鄳?yīng)是壁厚的1.5倍左右??谀O毒嗯c管子最終壁厚之比就是壁厚牽伸比。最佳牽伸比隨管徑和壁厚而變化。拉伸比過
大,PP管材可能出現(xiàn)縱向裂縫。
(2)真空定徑拉伸比和口模尺寸 真空定徑中,壁厚仍通過拉管速度控制。大多數(shù)加工廠使用的模頭直徑比真空定徑套大。因為熔體在定徑套端面處偏大,能夠保證擠出物和定徑套之間真空密封均勻而又嚴密。擠出管的尺寸或圓周上任何一點不規(guī)則的地方,會破壞它與定徑套之間的真空密封。
為了確保真空密封良好,把擠出物導(dǎo)入定徑套應(yīng)保持一定角度,但也不能陡峭到由于牽伸太猛烈而使熔體表面產(chǎn)生裂痕。角度可通過定徑套與模頭的距離調(diào)節(jié)。PP管材擠出的直徑牽伸比,也就是模頭直徑與管子直徑的比值范圍較寬,1.1-2均有采用。但直徑牽伸比越大,越容易導(dǎo)致聚合物的取向問題。當(dāng)直徑牽伸比為1.5左右時,定徑套與模頭端面的距離可以遠到25mm。但對于管壁較厚的大口徑管來說,由于擠出物必須支撐自身的重量,故定徑套與模頭的距離不能大于13mm。在這種情況下,直徑牽伸比可以減小到1.2:1或1:1:1。
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