在塑料擠出行業(yè)與PVC擠出相關的技術文獻中，有關錐形雙螺桿擠出機工藝溫度設定和控制，基本有兩種思路：一種是低溫工藝，溫度設定大致在 165℃～175℃左右;一種是常溫工藝。溫度設定大致在175℃一185℃左右;在溫度設定趨勢上，有前高中低后高的“馬鞍型”工藝(本人比較贊同“馬鞍型”工藝模式，公司的生產也采用的是這種工藝模式)，也有由前到后逐步升高的“階梯型”工藝模式。在公司不同的產品系列上還有螺筒溫度設在200℃以上的超高溫度工藝(我公司穿線管生產屬此情況)，和螺筒溫度設150℃左右的超低溫度工藝(我公司部分螺桿、螺筒臨近報廢的設備)。不能說采取這些工藝都能生產出質量達標的產品，但其中一些完全不同的工藝卻能生產出同樣質量達標的產品，卻是不爭的事實。因此，有必要對這些工藝溫度的優(yōu)劣進行全面、系統(tǒng)分析和研究，以便由表及里，去偽存真，從各類不同工藝溫度參數(shù)中，提煉出一套能真正指導生產的科學、合理的工藝溫度設定方法。實際上，我國擠出機制造行業(yè)經過多年來的發(fā)展，無論在螺桿結構壓力配置，還是外加熱圈功率配置方面，都為PVC—U塑料良好、均衡塑化提供了條件。實踐證明: 完全可以破解以往大多數(shù)人認為“擠出工藝應當和擠出機相適應”定向思維的困擾，無論什么規(guī)格、剪切性能的錐形雙螺桿擠出機，擠出量有多少，在溫度可控狀態(tài)下，都可以通過優(yōu)化工藝溫度，基本實現(xiàn)同一工藝溫度條件下擠出，為公司擠出生產過程的三統(tǒng)一(設備統(tǒng)一、模具統(tǒng)一、配方統(tǒng)一)打下良好的基礎。從而實現(xiàn)提高制品質量，減緩擠出機磨損，延長其工作壽命，進一步降低配方成本，方便管理，及時發(fā)現(xiàn)和有效處理故障等多層次目標?，F(xiàn)將這一優(yōu)化工藝溫度的基本思路和生產過程實踐總結如下。

二 工藝溫度優(yōu)化的基準

要優(yōu)化擠出工藝溫度，首先應當了解與掌握設定工藝溫度的基準。大量生產實踐證明，以下三個條件可作為基準：

2. 1. PVC樹脂的熱穩(wěn)定性：PVC樹脂是熱敏性高聚物，單純的PVC樹脂在100℃條件下開始降解，150℃條件下，降解加速。而反過來PVC在160℃條件下才開始由玻璃化態(tài)經高彈態(tài)向粘流態(tài)轉化。因此單純的PVC樹脂根本無法直接進行加工，必須通過添加熱穩(wěn)定劑來改善樹脂的熱穩(wěn)定性。而一般PVC樹脂的穩(wěn)定劑試驗是在180℃、30min與200℃、20min條件下進行的。因此PVC樹脂的塑化溫度與時間均不應超過這個范圍。

2. 2. 塑化度：塑化度，亦稱凝膠化程度，在PVC塑料中，塑化度是制品結晶程度與PVC初級粒子熔合程度的標志。大量的研究和測試資料表明：未經改性的P VC—U塑化度在6 0%—65%時，即制品中初級粒子尚未完全塑化，僅大部分熔合時，抗沖性能最強，其中塑化度在60%時，斷裂強度最高，塑化度在65%時斷裂伸長率最大。當熔體的溫度在150℃以下時，塑化度為零;熔體溫度在190℃以下時，制品中初級粒子清晰可見，塑化度在45%以下;熔體溫度在200℃左右時，制品中初級粒子界限大部分消失，僅有少數(shù)初級粒子可見，塑化度為7 0%;熔體溫度到200℃以上時，制品初級粒子完全塑化，塑化度可達8 0%以上。

2. 3. 與CPE共混體系的加工溫度：CPE抗沖擊改性劑的溫度帶比較狹窄，大量試驗證明，經CPE改性的 PVC在190℃和200℃條件下形成的制品，其微觀形態(tài)相差很大。190℃時改性劑粒子形成了一個包覆PVC初級粒子的網狀結構，可以獲得良好的抗沖擊增韌效果;200℃時PVC初級粒子完全熔融，網狀結構消失轉變?yōu)榍蝮w，分散于PVC樹脂基體中，導致抗沖擊性能大幅度下降。從以上論述里可以看出：采用 CPE共混改性的PVC加工工藝條件是比較苛刻的。同時PVC塑料是“不定性”高聚物，PVC降解不僅與溫度有關還和時間相關。溫度越高，降解的時間越短，溫度越低，降解的時間越長。螺筒熔體溫度宜控制在l80℃～185℃之間(這里要注意是指的熔體溫度，而不是螺筒顯示溫度，二者是有很大區(qū)別的)，以防止因高溫熔體在機內停留時間過長，發(fā)生分解。剩余的熔體溫差由口模來完成，口模段熔體溫度則應控制190℃～200℃甚至更高些，以便熔體到達最佳塑化度的一瞬間，即刻從口模擠出，以期實現(xiàn)既能從最佳塑化度狀態(tài)下成型，又不至于因受高溫時間過長而分解。

三 工藝溫度的設定

擠出機螺筒各段及合流芯、模具各段溫度具體設定大致如下：

3. 1. 給料段：l85℃—195℃，依據(jù)擠出機剪切性能和擠出量大小而定，確保顯示溫度至少> 185℃;擠出量越大的這段要求溫度越高，以便粉料能快速受熱玻璃化而形成小塊狀。我公司擠出生產穿線管與排水管都是高速擠出，特別是穿線管，在我查閱過的資料中還未見有如此快速度生產的，所以我們公司的穿線管和排水硬管擠出設備給料段溫度都超高，普遍在195℃以上，個別機臺甚至達到210℃— 220℃，實際的內部料溫則只在100℃—130℃之間，要到給料段末端才能接近玻璃化態(tài)需要的溫度150℃左右。

3. 2. 壓縮段：一般在180℃;也可根據(jù)實際擠出速度適當提高，我們公司的穿線管生產在這一段是超過180℃的、達到了190℃—195℃排水管的生產大致差不多180℃。

3. 3. 熔融段：一般在180℃;也可根據(jù)實際擠出速度適當提高，我們公司的穿線管生產在這一段是超過180℃的、達到了190℃—195℃排水管的生產大致差不多180℃。

3. 4. 計量段：計量段的溫度在整過擠塑過程中是非常重要的，其重要性在某種意義上甚至超過給料段。溫度一般應設定在170℃～180℃，依據(jù)擠出機剪切性能和擠出量大小而定，確保顯示溫度≤l 85℃。因計量段內部剪切熱很大，容易造成熔體升溫，而過高的熔體溫度會加速PVC分解形成制品發(fā)黃、變色線、發(fā)泡等等影響制品質量的情況出現(xiàn)。因此、必要時可采用螺桿溫度、給料速度等方法分別進行調節(jié)。

3. 5. 擠出模具模體段溫度：擠出模具模體溫度設定比較簡單，主要是為防止熔體在模體內降溫，一般設定在185℃左右，大部分產品的生產過程中，溫度設置在這區(qū)間都沒問題，個別產品(波紋管)比這要高、達到190℃。

3. 6. 口模段溫度：190℃～210℃，視產品擠出時表面光亮度與擠出壓力大小而定。一般來說，升高口模的溫度，能適當提高產品的表面的光亮度，也能一定程度地降低擠出機的內部壓力，擠出機內部壓力降低，摩擦剪切力自然就降低了，換句話說，適當增加口模溫度，可以少量降低擠出機的內部的摩擦剪切熱的產生(當內部摩擦剪切熱過大的時候)，反之亦然。我公司從事PVC擠出生產已經20來年了，當中已經有了一些經驗豐富的擠出操作主機手，大部分已經知道通過口模具的溫度調節(jié)來滿足制品需要的生產工藝。

四 工藝溫度的優(yōu)化機理

根據(jù)各個加熱段具體職能，用錐形雙螺桿擠出機進行PVC-U擠出生產，其整個過程大致可分為加溫、恒溫、保溫等三個區(qū)域。加溫與恒溫主要在擠出機內，以排氣孔為界，劃分為兩個相對獨立又相互關聯(lián)的部分，保溫區(qū)過程由合流芯、擠出模體及擠出口模等部分構成。在這里大家首先應清楚PVC-U擠出過程中有兩種熱源，一種是電加熱器提供的外熱，一種是由雙螺桿對PVC-U物料進行剪切、壓延和摩擦作用，以及PVC-U自身分之間的摩擦作用所產生的內熱。兩種熱源在擠出的不同階段發(fā)揮著不同的作用。溫控裝置控制的僅是外熱。沒有內熱存在的擠出機頭、口模部分的溫度一般都容易控制(部分參數(shù)設計超常規(guī)的擠出模具，也會產生內熱);有內熱存在，剪切作用較強，但尚未超越物料塑化需求的壓縮段和主要為排氣服務的熔融段，相對亦比較穩(wěn)定，也較易控制。剪切相對比較薄弱，主要依賴外加熱，但外加熱難以滿足物料塑化需求的給料段(外加熱功率配置較低的擠出機尤為突出);剪切熱已超越物料塑化需求的計量段往往也不受溫控裝置的控制。因此在整個擠出過程的溫度控制中，給料段、計量段是溫度控制的重點和難點。擠出控制主體是物料溫度，而不是螺筒和模具的溫度。設定溫度僅是手段，而顯示溫度在不同工況條件下，和物料溫度又有不同的對應(給料段物料溫度低于顯示溫度，計量段物料溫度高于顯示溫度)關系，加上熱電偶安裝位置的關系，顯示溫度僅能部分反映物料溫度，只是設定溫度的依據(jù)和基準。下面具體說下各段的溫度設置機理與重點。

4.1. 給料段溫度：給料段是電加熱器傳遞熱給螺筒、顯示的溫度是該段螺筒的溫度，并非是物料溫度。物料溫度往往遠遠低于顯示溫度。當物料通過給料螺桿剛進入擠出機時，溫度僅有30℃—40℃左右，而螺桿產生的剪切熱帶來的物料溫升距塑化(玻璃化)溫度亦有很大的差距，同時物料經由壓縮段，將通過排氣孔，需要物料在加溫區(qū)域完成由玻璃態(tài)向粘流態(tài)的轉化過程，要求基本呈“橘皮狀”，沒有粉狀物質存在，并緊緊包覆于螺槽表面，方不至被真空從排氣孔抽出或堵塞排氣孔，因此給料段的職能是重在外加熱，設定溫度應盡量高一些，以便電加熱圈給物料提供足夠的外熱。此時電加熱器啟閉比較頻繁，甚至不停頓工作。由于物料進入給料段，距離從口模擠出還有一段時間，加上為預防物料在加料口“架橋”或在機內“粘壁”，設定溫度也不宜過高，應以顯示溫度185℃以上為宜。雖然給料段設定溫度低一些，比如溫度設定為170℃左右甚至更低，也能生產出內在質量達標的產品。但由于供給的外熱比較少，過多依賴剪切熱來提升熔體溫度，對螺筒的磨損加大，會影響擠出機螺桿螺筒的使用壽命，是得不償失的。通過我們長期在擠出設備維護中觀察發(fā)現(xiàn)，僅經過一兩年(有的甚至不到一年)使用，螺筒就發(fā)會生嚴重磨損，磨損大多都集中在壓縮比比較大的雙頭螺綾過后的第一道單頭螺綾或第二道單頭螺綾部位以及計量段等較寬的工作區(qū)域，最大磨損量達2 mm～3mm，這時候擠出生產會出現(xiàn)黃線(因物料回流，在高溫狀態(tài)下停留時間過長造成)，如對間隙進行調整，又會因螺桿與螺筒局部尖點摩擦，制品出現(xiàn)黑線和設備發(fā)出異常響聲，無法正常工作，只得更換螺筒與螺桿。這種現(xiàn)象的發(fā)生，分析起來盡管和制造廠家采用的鋼材和熱處理方法不當有密切的關系，但其重要要的一點原因也是因擠出溫度設定過低，致使這些部位的剪切作用比較強而加劇磨損所致。給料段采用較高設定溫度不僅有利于物料熔化，而且可以充分利用外熱來減少剪切作用對擠出機的磨損。大量實踐證明，在給料、擠出速度和計量段設定溫度不變前提下，適當提高給料段的設定溫度，可有效降低計量段顯示溫度與設定溫度之間的溫差，充分說明給料段溫度在一定程度上發(fā)揮著調整剪切熱的作用。

4. 2. 壓縮段溫度：物料進入剪切作用較大的壓縮段，在螺桿剪切力作用下，升溫較快。設定溫度高一些，有助于降低物料粘度，加快流動性，同給料段一樣，可以減少剪切熱的危害。

4. 3. 熔融段溫度：熔融段的物料基本熔化，因螺槽容積的變化，(一般壓縮比小于1 )，熔壓驟然降低，可以發(fā)揮充分恒溫和排氣的職能。設定溫度和壓縮段保持一致或略高，有助于防止熔體降溫，因熔體壓力的降低會使熔體溫度也呈下降的趨勢。

4. 4 計量段溫度：計量段顯示的溫度不是物料溫度。僅是物料在剪切熱作用下傳遞給螺筒的溫度，物料溫度往往高于顯示溫度。設定溫度的目的不是為了提供外熱，而主要是為了及時停止外加熱，并利用螺筒冷卻裝置和螺桿油溫度的適當調節(jié)來轉移多余的熱量，防止物料分解。有的磨損嚴重的螺筒這段的冷卻裝置，在設備開機不久就會處于長期工作狀態(tài)才能勉強保持溫度不上升。因此設定溫度不宜過高，以顯示溫度≤l 85℃為宜。當擠出量過小，顯示溫度過低時，又可視情況適時提高螺筒、螺桿設定溫度或給料速度以增加剪切。

4. 5 合流芯及擠出模體溫度：熔體進入合流芯，已完全呈熔體狀態(tài)，并開始由變速變壓的螺旋運動轉變?yōu)閯蛩僦本€運動，并通過口模建立熔體壓力，使溫度、粘度和流動速度更趨均勻，為制品成型做最后的準備。由于改變運動方向，建立熔體壓力需犧牲一定的能量為代價，同時該區(qū)域由剪切作用產生的內熱已不復存在。因此溫度設定宜高一些，以減緩物料的熱損失。從本人查閱的大量行業(yè)文獻來看，行業(yè)中對合流芯溫度設定的意見分歧較大，有的人主張將合流芯溫度設定在1 65℃～175℃之間，認為提高合流芯設定溫度，會導致主機功率和型坯熔壓降低，從而影響擠出制品的理化性能。經本人結合生產實際分析和試驗證明，其實那是一個誤區(qū)，因為提供或輸出熱量與否并不完全由設定溫度高低來決定，主要和加熱對象的實際溫度和設定溫度的差值有關。當設定溫度遠遠大于物料溫度時，如給料段物料溫度那樣，提高設定溫度，可以給物料提供大量的外熱;當設定溫度小于物料溫度時，不但沒給物料加熱，反而起著降溫的作用。前面已經講過，經過計量段的熔體實際溫度是高于顯示溫度的，如果顯示溫度在185℃左右，那么物料溫度也大致在190℃以上。合流芯及模體設定溫度的目的不是為了加熱，只是為了保護熔體熱量不因合流芯和模體溫度過低而被散失掉。同時熔體在機內被擠出時，靠近螺筒附近的熔體因與螺筒內壁摩擦，流動速度會低于熔體中心速度，發(fā)生所謂的“邊際”效應。所以設定溫度高一些，反而可有效調節(jié)熔體截面的流動速度。當設定溫度低于合流芯部位熔體實際溫度時，其熔體不僅得不到外熱，反而會處于完全散熱狀態(tài)，表面熔體流動速度則會減慢，與芯部熔體發(fā)生不均衡流動，則會影響口模擠出制品成型質量。甚至在模具分流錐流通截面阻力大的部位，因物料滯留出現(xiàn)黃線。當然提高合流芯設定溫度是針對計量段熔體溫度而言的。合流芯設定溫度過高，表面熔體流動過快，也會使截面流動速度不均衡。還有人認為(我公司大部分操作人員也是如此認為的)：合流芯溫度設定高一些，會導致合流芯“糊料”。實際上合流芯發(fā)生“糊料”，主要是合流芯內壁光潔度過低，連接部位不平整或存在過渡抬肩，使物料發(fā)生滯留或者開機升溫后，沒有緊固連接螺栓，連接部位出現(xiàn)間隙造成的，并非設定溫度過高所致。為了防止合流芯糊料，有意降低合流芯設定溫度，無疑是不正確的，過低的合流芯溫度反而會使靠近合流芯壁的物料因降溫硬化而流動減慢，邊角地方甚至不流動，造成因受熱時間過長而分解糊料，產生適得其反的效果。

4. 6口模溫度：口模設定溫度主要是為成型和調整流速及表面光亮度服務的，由于熔體進入口模，在分流錐導向下，已由圓柱體轉化為呈產品需要形狀的薄壁熔體，依靠外加熱，也可以將型坯熔體溫度均勻提升到最佳塑化度區(qū)域。因此、口模溫度直接關系到產品的外在成型質量，值得指出的是，當擠出制品輕微塑化不良時，還可以通過適當提高口模溫度來解決。但當擠出制品出現(xiàn)嚴重塑化不良時，過度依賴提高口模溫度來解決也是不當?shù)?。會因表面溫度過高，熔體從口模擠出，發(fā)生不均勻膨脹，同時也會因熔體壓力的降低而改變設備內部的摩擦和剪切程度，反而加劇物料的塑化不良，這時候還是要通過螺筒各段的溫度綜合調節(jié)來解決。

4. 7 螺桿溫度：螺桿溫度的控制一般有兩種裝置，一種是螺桿自調溫，利用熱管對流原理，實施熱量在螺桿內部的均衡交換，不用外加能量，但換熱效率較低。我國目前在5 5型以下的錐形雙螺桿擠出機大致都是這種配置;一種是外加熱與冷卻裝置，通過外加能量調節(jié)螺桿加熱區(qū)和恒溫區(qū)的溫度。螺桿溫度的的設定，主要依據(jù)加溫區(qū)和恒溫區(qū)的設定與顯示的溫差來確定。其主要職能是輔助給料段加溫或為計量段降溫，平衡兩者的溫差(我們公司的雙螺桿都是采用的這種裝置)。從目前實際的擠出機情況和存在的問題來看，主要是發(fā)揮后者的作用。

4. 8. 工藝溫度控制機理小結：擠出溫度設定之所以要求為“馬鞍型”，主要是為確保物料和熔體溫度呈“階梯型”，由低到高，始終處于平穩(wěn)上升，均衡塑化狀態(tài)，而不至于因物料在加溫區(qū)域設定溫度太低，物料至排氣孔時還未能塑化，從排氣孔冒料;在恒溫區(qū)域因設定溫度過高，導致物料發(fā)生降解。行業(yè)文獻中有人主張將設定溫度呈“階梯型”設置，顯然是一個誤區(qū)。當顯示溫度處于受控狀態(tài)時，外熱和內熱是可以相互調節(jié)和平衡的。在設定溫度一定條件下，當因剪切作用大，內熱較高時，外加熱圈會自動減少工作時間和加熱量，輔助以從外部提供風冷(或油冷)，內部提供油冷，進行冷卻，以防止物料分解;當因剪切作用小，內熱較低時，外熱圈也會自動增加工作時間，從而自動保持所供熱量和所需熱量的平衡。提高設定溫度，在增加外供熱量的同時，因物料粘度減少，流動性增加，導致剪切熱減少;反過來說，如果降低設定溫度，在減少外供熱量的同時，因物料粘度增加，流動性減少，導致剪切熱增加。擠出機提供的能量總是和設定溫度保持協(xié)調一致。并不因擠出機剪切性能強弱，擠出量大小而變化。在較高的加工溫度、較低的剪切作用下，可獲得與較低加工溫度與較高的剪切作用下相同的塑化度。因此無論擠出機剪切性能強弱，擠出量大小，擠出工藝溫度的設定應基本一致，不應當有太大的不同。這也是本人近期在參考了大量行業(yè)文獻和充分考慮物料塑化的同時，兼顧如何利用外加熱，減緩剪切熱，在確保擠出制品塑化質量的基礎上，減少螺筒磨損，延長其工作壽命的新思路。

五 超負荷擠出、溫度不受控狀態(tài)與對策

上述新思路是有前提的，是建立在正常擠出條件下，以顯示溫度處于受控狀態(tài)為基準的。若不適當?shù)靥岣邤D出效率時，亦會發(fā)生給料段所供熱量難以滿足物料塑化所需熱量需求，顯示溫度不受控，往往低于設定溫度，物料至排氣孔未能良好塑化，仍有部分粉料，被真空從排氣孔抽走;這時候大部分的操作人員會提高后段的溫度來彌補，壓縮段和溶融段的危害還不大，主要危害在計量段，計量段總熱量本來就超越熔體恒溫所需熱量的需求，是因為擠出速度的增加帶來計量段剪切摩擦熱的大量增加而造成，使顯示溫度不受控，往往會高于設定溫度，導致擠出制品局部過熱、分解。這種現(xiàn)象隨擠出效率提高的幅度而變化，擠出效率提的越高，設定溫度與顯示溫度的溫差越大，產生的不良后果越嚴重。給料段螺桿剪切熱或外加熱功率配置偏低的擠出機，此現(xiàn)象尤為突出。當顯示溫度不受設定溫度控制時，所謂工藝優(yōu)化是難以取得實效的。上述現(xiàn)象是擠出機所供熱量與物料塑化所需熱量失衡的表征。供料段設定溫度與顯示溫度的溫差大小，是外加熱或剪切熱欠缺程度的標志，計量段設定溫度與顯示溫度溫差大小，是剪切熱過剩程度的標志。目前我國生產的擠出機在給料段熱量匹配上，分別采取了兩項措施：一是提高加熱圈功率，如6 5/132型錐形雙螺桿擠出機給料段功率配置已達9 kW;二是改革螺桿螺紋結構，在給料段或壓縮段雙頭螺紋后設置一單頭螺紋，有效提高螺槽的壓縮比。擠出機給料段熱量供給欠缺現(xiàn)象已比過去明顯改觀。但計量段剪切熱過剩，依然制約著擠出效率的提高。在這個問題上我們也進行了專門的研究，現(xiàn)在我們的所有擠出機使用雙螺桿都是特殊定做的，其參數(shù)都是經過調整，適當增加了計量段螺菱與螺菱之間的間隙，以適應我們的超高速擠出的。剪切熱除受螺桿結構的制約外，還直接受給料速度與擠出速度比的影響。當降低計量段設定溫度，加熱圈已停止加熱，冷卻裝置不停頓工作，顯示溫度控制無效時，可根據(jù)需要，依照如下程序，采取相應措施，以有效降低計量段顯示溫度：

5. 1. 一是降低螺桿設定溫度，降低螺桿設定溫度，可以用油冷卻的方法，轉移計量段多余的剪切熱。但降低螺桿設定溫度，亦會降低給料段物料溫度。當擠出機給料段配置加熱圈功率較低時，降低螺桿設定溫度，應兼顧給料段控溫度的需要，不要顧此失彼。

5. 2. 二是適當降低給料速度，適當降低給料速度，可以減少剪切熱(我們稱降低扭矩)。在擠出機螺桿轉速一定條件下，提高或降低給料速度，是調整剪切熱的有效手段。但降低給料速度亦會降低給料段物料溫度，給料段與計量段物料對剪切熱的需要是互為矛盾的。同螺桿溫度設定一樣，當擠出機給料段配置加熱圈功率較低時，降低給料速度，也要兼顧給料段溫度控制的需要。同時過度降低給料速度，導致計量段熔體不能完整包裹螺槽，也會加大螺綾與螺筒的磨損，出現(xiàn)所謂的“掃樘” (及螺桿螺筒的中間部分過度磨損)癥狀。

5. 3. 三是適當降低擠出速度與給料速度比，給料速度和擠出速度同是和擠出量有關的概念，又各自有不同的職能。給料速度宜與外供熱相協(xié)調，以調整剪切熱大小與物料塑化程度;擠出速度宜與牽引速度相協(xié)調，以調整擠出量和壁厚。當采用給料速度調整計量段顯示溫度，無法兼顧給料段顯示溫度時，才有必要降低擠出速度與給料速度比，一方面減少了計量段熔體的剪切熱，另一方面延長了物料在給料段的停留時間，以利塑化。應當指出：降低計量段設定溫度，主要是控制剪切熱，防止物料降解，并非設置溫度越低越好。當加熱圈已停止加熱，冷卻裝置不停頓工作，這種情況下溫度設定得再低，亦是沒有意義的。當計量段顯示溫度雖然高于設定溫度，但在185℃區(qū)間，亦屬正常范圍，不必要調整。在擠出機生產小規(guī)格制品時，擠出量較低，導致剪切熱過少，計量段顯示溫度低于180℃時，還需根據(jù)情況，適時提高螺筒、螺桿設定溫度或給料速度，以保持物料溫度始終在理想的溫度區(qū)域運行。在擠出機螺桿各段壓縮比允許條件下，提高加料速度才能對剪切熱發(fā)揮作用。反之則會產生兩種不同結果：當給料量大于給料段螺槽容積時，會出現(xiàn)加料孔“冒料”現(xiàn)象，使原料直接從加料口溢出，灑落在設備工作臺和地上，既污染環(huán)境又浪費原材料;當給料段螺槽容積大于熔融段容積時，會出現(xiàn)真空孔“冒料”現(xiàn)象，從而堵塞真空排氣管路，造成無法排氣，影響產品質量而無法正常生產。因此提高給料速度也是有限度的。

六 設備、電器等故障狀態(tài)與對策

在擠出生產的整個過程中，除了正確設定溫度外，關鍵在于對顯示溫度(熔體溫度)進行有效控制。除擠出機超負荷運行外，當設備、電器等發(fā)生故障時，顯示溫度亦會處于不受控狀態(tài)，直接帶來熔體溫度的變化。

6. 1. 擠出機螺筒與螺桿嚴重磨損，擠出機螺筒與螺桿嚴重磨損，帶來徑向間隙加大，導致物料在擠出過程中從壓力高的區(qū)域向壓力低的區(qū)域流動，發(fā)生所謂的“正流”或 “逆流”現(xiàn)象。以螺桿結構為.. 2—2—l—3—3頭數(shù)的擠出機分析可知：當物料由給料段雙頭螺槽并聯(lián)運動至第一個單頭螺槽，開始串聯(lián)運動，壓力驟升;然后又由單頭螺槽串聯(lián)運動至雙頭螺槽，開始并聯(lián)運動，壓力驟降，當再一次進入單頭螺槽開始串聯(lián)運動，壓力驟升。當?shù)谝?、二個單頭螺綾和對應部位的螺筒，在剪切作用下磨損，有部分物料可能由單頭螺槽向前面的雙頭螺槽泄漏，即發(fā)生逆向流動，也可能向后面的三頭螺槽泄漏，即發(fā)生正向流動;熔體由熔融段三頭較大螺槽向計量段三頭較小螺槽容積流動時，因計量段螺綾和對應部位的螺筒，在剪切作用下磨損，有部分熔體可能由計量段螺槽向熔融段螺槽泄漏，即發(fā)生逆向流動。物料或熔體的不規(guī)則流動，尤其是逆向流動，導致其在機內停留時間延長，發(fā)生“過塑化”、局部降解，將會沿制品軸向出現(xiàn)“黃線”。因此此時一些有經驗的操作人員以降低設定溫度，提高物料粘度，減少逆流的方法，勉強維持繼續(xù)擠出生產。其實這種現(xiàn)象在行業(yè)類也普遍存在，所謂“超低溫工藝”，其最初原因概源于此。因熔體溫度過低，塑化不均衡，擠出制品質量是難以得到有效保證的。

6.2. 擠出機螺桿加工、裝配不當，導致兩螺桿軸向最小間隙偏小。擠出機兩螺桿軸向單向設計間隙一般都在2mm以上，但由于加工偏差，不少螺桿的實際串動量僅有 1mm左右，即螺桿各功能段每邊軸向最小間隙僅能保證0.5mm。如果在裝配過程中不精心加以控制和調整，致使某功能段最小軸向間隙就可能在0.2mm左右，甚至更小或直接碰撞產生打架現(xiàn)象。擠出機工作一段時間，若推力軸承磨損，也會發(fā)生螺桿軸向串動，使軸向間隙變化，這是因為兩盤推力軸承的磨損程度不可能完全一樣所致。擠出生產過程就會發(fā)生局部過熱，一些所謂的高手這時候一般采用提高設定溫度，降低物料粘度，增強物料流動性的方法，勉強維持生產。所謂 “超高溫工藝”，其最初原因也概源于此。因溫度過高，不僅影響產品內外質量和色澤，還會因物料的局部分解導致氯化氫析出，和群青(指加了群情的制品，我們的型材就加了群青的)發(fā)生反應，致使制品鉛污染變色。同時氯化氫有超強的吸水性，與水結合而成鹽酸，對設備和模具有強烈的腐蝕作用。我們每次從因糊料而拆開的模具內掏出的黑色糊料塊，在放置一段時間后表面會出現(xiàn)類似水珠的東西，其實就是氯化氫吸收空氣中的水分而形成的鹽酸小顆粒。

6.3 電氣儀表故障，致使顯示溫度處于失控，大致有以下幾種情況

a) 熱電偶：熱電偶故障大致可分兩種。第一種是未安裝到位，或安裝孔內存在雜物及熱電偶線路輕微短路，不能如實傳遞螺筒溫度，往往顯示溫度低于設定溫度造成不間斷加熱，使物料實際溫度偏高甚至糊料。第二種是熱電偶斷路(開路)，這時候會使顯示溫度到刻度滿度或者直接顯示斷偶，致使加熱控制器停止輸出加熱指令，加熱器會因接觸器會斷開而停止加熱，慢慢的物料就會因無外熱加溫而無法繼續(xù)生產(斷偶的情況出現(xiàn)在螺筒給料段和模具及合流芯上危害尤為明顯)。

b) 電加熱器線圈部分或者與導線連接處因接觸不良而發(fā)熱燒毀，加熱器實際功率變小或直接到零功率，顯示溫度偏低。因給料段外加熱圈啟閉比較頻繁甚至長期工作，這種現(xiàn)象常常發(fā)生。模具段則因經常拆裝，接線不良的情況較多。

c) 交流接觸器因開啟頻繁，而每次開閉都會產生弧光，弧光的溫度是很高的，大家可以想想電焊機的焊接，就是利用弧光的典型例子?；」庥袝r候會引發(fā)交流接觸器觸點的表面融化發(fā)生離合器粘結，導致電加熱器不間斷工作，顯示溫度偏高;長時間的反復粘連、機械力脫開、再粘連就會逐漸燒毀觸點造成斷路而使加熱器無法工作，是顯示溫度低于設定溫度。

d) 加熱主線路保險開路或斷路器跳閘，大部分是因后面線路或加熱器短路產生瞬時大電流造成。這時候雖然加熱指示燈亮，顯示加熱，但儀表顯示數(shù)字或指針不漲反降，指示溫度越來越低。

6. 4 加熱圈安裝不當: 加熱圈安裝不當，和螺筒或口模接觸不緊密、存在間隙，使加熱圈的熱量散失，無法傳遞給螺筒或口模，加熱圈不停頓工作，顯示溫度依然偏低，影響物料塑化。這種情況還有燒毀加熱器的危險，安裝加熱器是應當引起足夠重視

6.5真空排氣不良：真空度過低或出現(xiàn)冒料堵塞排氣孔，排氣不良，致使物料夾帶空氣或揮發(fā)物，不僅影響物料塑化，還會使制品出現(xiàn)發(fā)泡。

6.6 螺桿溫度: 所謂螺桿溫度顯示的并不是螺桿的真實溫度，而是螺桿油泵輸送進螺桿內部進行流動的高溫導熱油的溫度，有的設備干脆就直接標示成“螺桿油溫”。其不正常也分兩種情況，第一種是油路堵塞，螺桿內根本就沒通油，而我公司根據(jù)生產速度普遍偏快這一實際情況，大部分螺桿油加溫功能是關閉了的，這時候的螺桿油溫顯示往往很低，大概在50℃左右(因高溫油根本沒有從螺桿內流動，此時螺桿的各段溫度和物料在各段的溫度是一樣高的)，造成螺桿這一功能喪失，無法實施定向調溫職能，導致給料段顯示溫度偏低，計量段顯示溫度跑高失控。第二種是水路堵塞，由于水路是對油路進行冷卻的，職能是帶走油路從螺桿內帶出來的多余熱量，因而水路的堵塞沒油路的堵塞那么容易發(fā)現(xiàn)，危害也沒那么大，但仍然可產生油路帶出來的熱無法散發(fā)，造成高溫油箱溫度逐步升高，無法控制，最后喪失散熱調溫功能，僅保留平衡給料段和計量段溫度這點功能。過高的油溫還會造成油路、高溫電磁閥、油泵密封件(多為含氟橡膠)的損壞造成高溫導熱油的泄露，既浪費高溫油又污染工作環(huán)境。由此可見，要實施擠出工藝溫度的優(yōu)化設定和控制，首先必須保證擠出機和溫控系統(tǒng)的工作質量。

6. 7 螺桿的更換：更換新螺桿前先必須對其加工質量進行嚴格驗收，并認真進行裝配，確保螺桿裝配的最小徑向與軸向間隙處于最佳狀態(tài);擠出機工作一段時間，定期調整螺桿與螺筒徑向間隙，逐步轉移磨損部位，加寬其磨損空間，以提高擠出機螺筒與螺桿工作壽命;并定期檢查擠出機推力軸承是否串動，及時維修。螺筒與螺桿磨損至最大量時，及時進行更新修復;溫控系統(tǒng)出現(xiàn)失控時，應及時查明原因處理，嚴防帶病工作;安裝加熱.圈，一定要保持平整，和螺筒、合流芯、口模等嚴密合縫，無散熱間隙;擠出生產過程中一定要嚴密觀察排氣孔是否堵塞?真空度是否過低?發(fā)現(xiàn)異常，及時處理;螺桿顯示溫度跑高和跑低失控時，應隨時疏通冷卻水管路及油路，以確保顯示溫度沿著理想的軌道運行。

七 原料、配方、捏合等影響因素與對策

原料、配方、混料等因素發(fā)生變化，都會對PVC—U物料的塑化度產生影響。

7. 1 原料：PVC樹脂分子量過高或過低，直接影響熔體塑化度。分子量低的樹脂比分子量高的樹脂有較高的塑化度，因此原料如果選用混雜或本身的質量問題，造成分子量分布區(qū)域過寬，對PVC-U的擠出生產無疑是致命的。我公司根據(jù)生產實際情況，考慮到生產難度和產品綜合性能兩方面的因素，擠出產品采用的全部是疏松型SG5(分子量1000-1100)PVC樹脂，以保證較高的產品內在性能。注塑產品大部份采用的是疏松型SG8(分子量650-750)PVC樹脂及少量疏松型SG7(分子量750-850)PVC樹脂，充分兼顧了內在性能及加工工藝性。

7. 2 配方：配方中加工助劑與潤滑劑選擇配搭不當，或者是加入的量不合適，亦會致使物料塑化提前或推后，配方中填充劑的多少也直接影響制品內在的各項理化性能指標。配方無疑就是PVC制品生產最最重要的一環(huán)節(jié)。我公司使用的配方都是在大量的試驗基礎上、經試生產之后才普遍采用的，配方中添加的加工助劑和潤滑劑的量都是經過試驗驗證，能確保摩擦和潤滑性能的相對平衡;并且有現(xiàn)場工藝人員根據(jù)實際情況隨時進行微調，以及對配方工序工作質量的檢查等等手段，以保證生產過程中配方的隨時有效性和適宜性。

7. 3. 捏合工藝：捏合(混料)出料溫度設定不當，熱混(攪)溫度過高或過低，捏合時間過長或過短，冷混(攪)出料溫度過高均會影響混合料凝膠化程度，并和擠出制品的塑化度緊密相關。因此作為塑料制品擠出過程中第一道工序的捏合作業(yè)，應嚴防操作人員隨意降低(改變)混料溫度，減短混料時間。剛開始混料時，因熱混鍋是冷的，每鍋混料時間較長，隨混料鍋次增加，每鍋達到出料溫度所需的時間就會越來越短。當出料時間過短時，會發(fā)生物料組分分散不勻，就應適當增加熱放料的溫度(我們使用的方式)、或改連續(xù)混料為間歇式混料，延長混料時間，以保證正常出料(這點我們還未對此進行有效性試驗，接下來可以考慮在捏合設備充裕的情況下逐步試驗，有效地話可推廣實施)。

7. 4. 捏合設備：隨著捏合機長期工作，漿葉發(fā)生磨損，而我公司的捏合設備全部采用的是自摩擦生熱型的，因此、漿葉的磨損會延長每鍋料的混料時間。當達到出料溫度所需的時間過長時，會發(fā)生物料局部過熱分解，就應及時更換漿葉;每次混料前應認真檢查熱電偶，以免被物料包裹或線路短路、斷路等等情況發(fā)生，不反映真實溫度，一樣造成長時間捏合導致糊料;混料時應密切注視熱混(捏合)鍋或冷混鍋出料閥門是否泄漏，嚴防局部物料組分分散不勻、溫度冷卻不均等現(xiàn)象發(fā)生。特別是捏合(熱混)鍋，如發(fā)生放料門泄露，嚴重時會直接將溫度未捏合到位的料慢慢漏入冷攪鍋，有的未化開的復合穩(wěn)定劑也會漏下，這就造成類似根本未經捏合的情況出現(xiàn)，使擠出過程無法正常進行。每次混料后，應檢查混料機內是否有余料粘附鍋壁和排氣袋堵塞現(xiàn)象，并及時處理掉。以杜絕各類影響混合料質量因素。

     在調整潤滑劑時應注意以下幾點:

(1) 同一臺加工機械在使用時間較長后,剪切能力會下降,潤滑劑也要相應調整。為了保證塑化質量,可采用促進塑化的潤滑劑配比。

(2) 表面積較大的成型機械需要較多的潤滑劑。從擠出到口模的容積是一定的,物

料所含潤滑劑應能滿足整個容積中所有表面潤滑的需要。加工機械的容積較小,表面積卻較大,則要求物料中潤滑劑含量較高。同臺擠出機在生產薄壁管時,要求使用比擠出同規(guī)格厚壁管更多的潤滑劑。

(3) 較高的加工溫度可采用較多的潤滑劑。加工溫度越高,PVC 熔體粘附金屬的傾向越明顯,因此加工溫度越高,需用的潤滑劑越多。

(4) 石蠟只對擠出機加料段起潤滑作用,部分氧化聚乙烯蠟則不僅在均化段乃至機頭與模頭處也起作用。建議在配方中加入氧化聚乙烯蠟。

八 總結

本文關于錐雙螺桿擠出機工藝溫度優(yōu)化的思路，主要涵蓋以下內容：

8. 1. 擠出工藝溫度的設定和控制：應以PVC—U熔體塑化度60%一65%為基準，螺筒熔體溫度宜控制在180℃～185之間，口模溫度則宜控制在 190-210℃之間，以便熔體到達最佳塑化度的一瞬間，即刻從口模擠出。從而實現(xiàn)既能從最佳塑化度下擠出，又能防止物料過熱時間太長，產生分解，降低某些性能。

8. 2. 適當提高給料段設定溫度：以給物料提供充分的外熱，確保物料良好塑化的同時，有效降低計量段設定溫度與顯示溫度溫差，減緩剪切作用對擠出機螺筒與螺桿的磨損;降低計量段設定溫度，并非越低越好，而是以顯示溫度不超過185℃—190℃為基準，確保物料穩(wěn)步、均衡塑化，防止局部過熱分解。當擠出量較大，已經停止外加熱，冷卻系統(tǒng)不停頓工作，顯示溫度依然高于190℃時，可視情況適當降低螺桿設定溫度或給料速度;當擠出量較小，顯示溫度低于180℃時，宜適當提高螺筒、螺桿設定溫度或給料速度。

8. 3. 在擠出速度一定條件下，給料速度是調控剪切熱的有效手段：在減少給料速度，調整計量段設定溫度和顯示溫度溫差的同時，又致使給料段設定溫度和顯示溫度溫差更大時，才有必要降低擠出速度，以便延長物料在給料段的停留時間，吸收外加熱，促進塑化。

8. 4. 合流芯設定溫度以確保熔體截面溫度均衡、一致為依據(jù)：設定溫度過低，會使熔體表面流動速度過慢，影響從口模擠出制品成型質量;設定溫度過高，會使熔體表面流動速度過快，同樣影響從口模擠出制品成型質量。

8. 5. 更換螺筒與螺桿：更換時一定要嚴格檢查與調整螺桿各段軸向間隙，防止因某段間隙過小，致使物料或熔體局部過熱，擠出機工作一定時間，及時調整螺桿與螺筒徑向間隙，以延長其工作壽命。

8. 6. 優(yōu)化擠出工藝溫度：可以實現(xiàn)不同規(guī)格、剪切性能擠出機，在不同擠出量條件下，只要顯示溫度處于可控狀態(tài)，都可以實施同一工藝溫度下擠出。從而實現(xiàn)提高制品質量，減緩擠出機磨損，延長其工作壽命，進一步降低成本，方便管理，及時發(fā)現(xiàn)和有效處理故障的多層目標。

8. 7 優(yōu)化工藝是有前提條件的：當擠出機超負荷擠出，設備與電器、儀表處于故障狀態(tài)，顯示溫度不受控;原料、配方有關助劑，混料等因素，影響物料塑化度時，都應采取相應對策處理，從而為優(yōu)化工藝奠定良好的基礎。