[科普中國]-擠塑發(fā)泡

擠塑發(fā)泡（extrusion foaming）是指利用擠出加工生產(chǎn)發(fā)泡材料的工藝。將發(fā)泡劑與樹脂等混合加入擠出機，物料熔融塑化與此同時達到發(fā)泡劑分解溫度，但由于螺桿背壓及機頭封閉狀態(tài)在機筒內(nèi)無法發(fā)泡，物料到達定型器內(nèi)發(fā)泡定型，形成結(jié)皮表層和發(fā)泡芯層的材料。

簡介擠塑發(fā)泡將塑料材料和發(fā)泡劑均勻混合加入擠塑機中，在擠塑中發(fā)泡，制成泡沫塑料制品的成型加工方法。通常按擠塑發(fā)泡工藝有兩種操作方式：一種是將原料在低于發(fā)泡劑分解溫度的料筒內(nèi)塑化，并擠塑具有一定形狀的中間產(chǎn)品，而后在擠塑機外加熱到適當(dāng)溫度時發(fā)泡成制品；另一類是擠塑的熔融物料在通過口模后立即發(fā)泡成為發(fā)泡制品。后者稱為一段發(fā)泡法，如聚氯乙烯泡沫管材和泡沫型材。前者稱為二段發(fā)泡法，如交聯(lián)聚乙烯泡沫塑料。1

工藝原理擠塑發(fā)泡成型技術(shù)是加工泡沫塑料制品的主要方法之一，可進行連續(xù)性生產(chǎn)，適用品種多、范圍廣，能制備板材、管材、棒材、異形材、膜片、電纜絕緣層等泡沫產(chǎn)品。

擠塑發(fā)泡成型的主要設(shè)備是擠塑機，輔助設(shè)備一般由機頭、冷卻定型、牽引、切斷、收卷或堆放等五個部分組成。二藝過程主要有混料、擠}n發(fā)泡成型和冷卻定型三大工序。

擠塑發(fā)泡成型的基本原理相似于普通的擠塑成型，在擠塑過程中塑料與發(fā)泡劑等各種助劑在擠塑料筒內(nèi)完成塑化、混合、發(fā)泡劑分解(化學(xué)發(fā)泡法)，或發(fā)泡劑汽化(物理發(fā)泡法)，或惰性氣體加壓注入(機械發(fā)泡法)，且擠塑機頭壓力應(yīng)足夠大以抑制發(fā)泡料在擠塑口模附近提前發(fā)泡，發(fā)泡料進入口模即釋壓發(fā)泡成型，已成型的發(fā)泡制品繼續(xù)冷卻定型以完成制品的冷卻和最后變形。2

主要工藝參數(shù)(1)擠塑壓力：擠塑壓力增大，泡孔尺寸和發(fā)泡密度則減小，而泡孔數(shù)量增加。

(2)擠塑溫度：在一定條件下，擠塑溫度有一最佳值。若擠塑溫度過高，則熔體強度會過小，泡內(nèi)壓力就會超過表面張力而導(dǎo)致泡孔破裂。若擠塑溫度過低，則熔體粘度又會過高，氣泡就難以長大。

(3)滯留時間：物料在擠塑機內(nèi)的滯留時間越長，成核作用就會越弱，氣泡核即減少。2

擠塑機擠塑機是一種重要的塑料機械，大部分的塑料制品的生產(chǎn)與制造都可以依靠擠塑成型實現(xiàn)。擠塑機電機是擠塑機的重要組成部分，是擠塑機的原動機，提供擠塑機螺桿所需要的大推力。針對目前通用的 90 mm 螺桿擠塑機設(shè)計了一種低速大轉(zhuǎn)矩永磁直驅(qū)電機，其具有效率高、功率密度大、節(jié)能性較好、可靠性高、控制精度高等諸多優(yōu)點，但是由于擠塑機工作時料筒中的塑料為高溫熔融狀態(tài)的塑料膠體， 而永磁電機又直接與擠塑機螺桿連接， 這會對電機的溫升產(chǎn)生不良的影響。同時， 永磁電機在進行機電能量轉(zhuǎn)換時又不可避免地要產(chǎn)生各種損耗， 這些損耗最終都以熱的形式散發(fā)到電機和周圍冷卻介質(zhì)中，那么，綜合上述兩方面的共同作用， 對電機溫升的分析以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計是保證永磁電機的可靠運行的重要環(huán)節(jié)。

H200型擠塑機經(jīng)投入使用后 ，發(fā)現(xiàn)存在無法長時間連續(xù)生產(chǎn)的問題。 當(dāng)連續(xù)生產(chǎn)超過 12h或短時停車后再開車 ，擠出的膠料會伴有焦粒、焦塊現(xiàn)象 ，嚴重影響電纜的制造質(zhì)量。盡管采取了降低擠塑機各段工藝溫度、螺桿轉(zhuǎn)速以及重新改進擠塑機風(fēng)冷系統(tǒng)等措施，但均未能有效解決上述問題。這給生產(chǎn)大截面電纜造成了嚴重的影響。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

張磊 - 副教授 - 西南大學(xué)