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今天和大家分享化工行業中我們經常看見的一項工藝：擠出成型
為什麼我們要詳細瞭解這項工藝呢？
因為
約50%的熱塑性塑膠製品是透過擠出成型製成的。
1、什麼是擠出成型
擠出成型是使聚合物的熔體（或黏性流體）在擠出機的螺桿或柱塞的擠壓作用下透過一定形狀的口模而連續成型的，所得的製品為具有恆定斷面形狀的連續型材。
擠出成型工藝適合於所有的高分子材料。
塑膠擠出成型亦稱擠塑或擠出模塑，幾乎能成型所有的熱塑性塑膠，也可用於部分熱固性塑膠。
塑膠擠出的製品有管材、板材、棒材、片材、薄膜、線纜包覆層、各種異型材以及塑膠與其他材料的複合物等。
約50%的熱塑性塑膠製品是透過擠出成型製成的。
橡膠的擠出成型通常稱為壓出，廣泛用於製造輪胎胎面、內胎、膠管及各種斷面形狀複雜或空心、實心的半成品，也可用於包膠操作，是橡膠工業生產中一個重要工藝過程。
與其他成型方法比，擠出成型具有裝置簡單，操作方便，工藝易控，可連續化、自動化生產，生產效率高，應用範圍廣等特點。
2、擠出成型的裝置
擠出成型裝置是由擠出機、機頭和口模、附屬裝置等幾部分組成的，其中擠出機是最主要的裝置。
擠出機有螺桿式擠出機（連續式擠出）和柱塞式擠出機（間歇式擠出）。
螺桿擠出機是依靠螺桿旋轉產生的壓力及剪下力，能使得物料可以充分進行塑化以及均勻混合，透過口模成型。螺桿式擠出機通常有單螺桿擠出機和多螺桿螺桿擠出機。
柱塞式擠出機是藉助柱塞的推擠壓力，將預先塑化好的或由擠出機料筒加熱塑化的物料從機頭口模擠出而成型的。
擠出機是由傳動系統、擠出系統、加熱和冷卻系統、控制系統等幾部分組成，其中擠出系統是擠出成型的關鍵部分，主要包括加料裝置、料筒、螺桿、機筒和口模等幾個部分。
聚合物加工技術的發展，對高分子材料成型和混合工藝提出了更多更高的要求，單螺桿擠出機在某些方面就不能滿足這些需求。
為了適應聚合物加工混合工藝的要求，雙螺桿擠出機應運而生。
雙螺桿擠出機由傳動裝置、加料裝置、料筒和螺桿等幾個部分組成，各部件的作用與單螺桿擠出機相似。
雙螺桿擠出機中有兩根平行的螺桿置於一個“∞”形介面的料筒中；雙螺桿擠出機的螺桿結構比較複雜，螺桿的旋轉方向、齧合程度等都會影響擠出效果。
雙螺桿擠出機的型別和用途
雙螺桿擠出機與單螺桿擠出機的差別主要體現在以下三個方面
1）物料的傳送方式
在單螺桿擠出機中，物料傳送是拖曳誘發型的，固體輸送段中為摩擦拖曳，熔體輸送段中為黏性拖曳。
而在雙螺桿擠出機中，特別是齧合型雙螺桿擠出機，物料的傳送在某種程度上是正向位移傳送，正向位移的程度取決於一根螺桿的螺稜與另一根螺桿相對螺槽的接近程度。
2）物料的流動速度場
雙螺桿擠出機中物料的複雜流譜在宏觀上表現出比單螺桿擠出機更突出的優點，例如：混合充分、熱傳遞良好、熔融能力大、排氣能力強及對物料溫度控制良好等。
3）物料的停留時間分佈
雙螺桿擠出機在混合物各部分效能的均勻程度上要優於單螺桿擠出機，主要是因為物料在雙螺桿擠出機中停留的時間分佈較窄。
3、雙螺桿擠出機的應用
1）在聚合物混合與混煉中的應用(擠出造粒)
熱塑性塑膠的共混改性：
不同的聚合物在雙螺桿擠出機中依靠擴散、對流、剪下的方式實現良好分散混合。
聚合物填充：
採用中等螺距和較小壓縮比，配以較強的破碎混煉元件，促使無機填料均勻分散到聚合物熔體中，排氣後，在均勻混煉，得到均勻混合的填充物。
纖維增強:
需要在混煉過程中剪短玻璃纖維，故選用帶有一定傾角的混煉元件。
熱固性塑膠及粉末的塑練：
螺桿採用較大螺距、較小的長徑比、壓縮比，並適當地串聯某些混煉元件。
2）在成型加工中的應用
雙螺桿擠出機在低轉速下具有高的輸送能力，在較高的溫度和較大的靜摩擦因數範圍內具有可控性，且能確定擠出速率，產生較少的摩擦熱，允許低溫操作，物料滯留時間短，動力要求較低並具有較強的進料能力。
正是其具有較高的產率，較嚴格的溫度控制等優點，故在成型加工熱敏性物料時起關鍵作用，目前生產大型的PVC管材、片材、板材等都會選用雙螺桿擠出機。
雙螺桿擠出機還可用於可發性PS片材和超高分子量聚合物的擠出成型。
4、擠出成型工藝流程及注意事項
適用於擠出成型的材料品種很多，擠出製品的形狀和尺寸也各不相同，擠出不同製品的操作方法各不相同，但是擠出成型的工藝流程則大致相同。
各種擠出製品的生產工藝流程一般包括原料的準備、預熱、乾燥、擠出成型、擠出物定型與冷卻、製品的牽引與卷取（或切割），有些製品成型後還需經過後處理。
橡膠的擠出（習慣上叫橡膠壓出）是在壓出機（擠出機）中對混煉膠加熱與塑化，透過螺桿的旋轉，使膠料在螺桿和料筒筒壁之間受到強大的擠壓作用，不斷向前推進，並藉助於口型（口模）壓出具有一定斷面形狀的橡膠半成品。
在橡膠工業中，壓出廣泛應用於輪胎的胎面、內胎、膠管、膠帶、電線電纜外套以及各種異形斷面連續製品的成型加工；
還可用於膠料的過濾、造粒、生膠的塑練，以及上下工序的聯動，如在熱煉與壓延成型之間，壓出起到前後工序的銜接作用。
壓出機與塑膠擠出機的結構原理近似，壓出機的主要部件有機身、螺桿、機頭和口型等。
壓出機的機身為一夾套圓筒，與螺桿裝配在一起，對膠料起塑化輸送作用，在夾套內可通入真氣或冷卻水調溫。
橡膠壓出機與塑膠擠出機中螺桿的主要差別在於其長徑比較小。
橡膠的黏度高，擠出過程會產生大量的熱，縮短壓出機長度，可保持溫度的升高在一定範圍內，防止膠料過熱和焦燒。
機頭與機身銜接，用作安裝口型。
口型是決定壓出半成品形狀和大小的模具，一般分為兩種：
一種用於壓出實心和片狀半成品，它是一塊帶有一定幾何形狀的鋼板；
另一種是用於壓出中空半成品，由外口型、芯型及支架組成。
壓出工藝
除冷喂料壓出機外，經混煉和冷卻停放的膠料在進入壓出機前必須進行充分的熱煉，以進一步提高膠料均勻性和可塑性，使膠料易於壓出。
熱煉在開煉機或者密煉機中進行，其中以開煉機熱煉為主。
膠料的熱塑性越高，流動性越好，壓出越容易，但熱塑性過高，壓出半成品缺乏挺性，易變形下榻，因此熱塑要適宜。
經熱煉後的膠料以膠條形式透過運輸帶送至壓出機的加料口，並透過喂料送至螺桿，膠條受螺桿的擠壓透過機頭口型而成型。
壓出的半成品要迅速冷卻，防止半成品變形和在存放時產生自流，使半成品進行冷卻收縮，穩定其斷面尺寸。
今天的分享就到這裡，希望能對大家有所幫助和啟發。
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我是小化，十多年橡膠化工領域專家。
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