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紡絲螺桿

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螺桿的工作部分通常分作進料段、壓縮段和計量段。各段長度與被加工物料的性質有關。聚合物切片從料筒靠自重進入螺桿的螺槽中,螺桿由電動機帶動在套筒中回轉,推動物料在螺槽中向前移動。在進料段的物料基本上保持顆粒狀態。在這一段的起始部分需要用水冷卻,以防止物料過早地熔化發生粘結,影響正常進料,后半部為預熱區。物料吸收套筒外部電熱器所供給的熱量,開始軟化并部分熔融。在壓縮段中,螺槽逐漸由深變淺,已預熱的物料因連續加熱而發生熔融同時被壓縮,并把夾帶的空氣向進料段的方向排出。到計量段內,被壓縮的熔體進一步混合并塑化,達到一定溫度后以一定的壓力定量地輸送到箱體中進行紡絲。物料在螺桿擠壓機內受溫度和壓力的作用,粘度和結構發生復雜的變化,在特別情況下還可能發生化學變化。

  紡絲螺桿主要的結構特征是:①直徑D:與擠出機的生產能力直接有關,一般的紡絲螺桿直徑為25~120毫米,如直徑過大則傳熱狀況變差。②工作長度 L:指進料段、壓縮段和計量段長度的總和。長徑比大有利于物料的混和塑化、流量和壓力的穩定,但長徑比過大會給制造裝配帶來困難,也會使螺桿彎曲撓度增大而易磨損。紡絲螺桿的長徑比多取20~27,等規聚丙烯色料紡絲應加大長徑比,以利色料混和。③壓縮比:指進料段與計量段每節螺紋溝槽的容積比,通常按物料特性(堆積密度、壓縮性)不同取壓縮比為3~4,丙綸紡絲時需要較高的壓縮比。紡絲螺桿都采用改變溝槽深度的等距螺桿。溝槽深度在一個螺距內變化的稱為突變螺桿,適于加工熔化溫度范圍狹窄、粘度變化明顯的晶態聚合物,如等規聚丙烯等。溝槽深度漸變的稱為漸變螺桿,適于加工一般高聚物。④螺桿與套筒的間隙:應盡可能小,小螺桿的間隙應小于0.002D,大螺桿應小于0.005D。最早的熔紡采用爐柵熔化聚合物切片,熔融后進入計量泵紡絲。螺桿擠壓機和熔柵相比,熔融時間短、生產能力大、適宜于高粘度熔體聚合物紡絲,熔體的質量均勻和穩定。螺桿的類型很多。多頭螺桿和變螺距螺桿主要作排料用,紡絲螺桿大都用等螺距的單頭螺桿,以短區漸變螺桿應用最廣。為了提高熔體的均勻性,可在螺桿的頭部加裝“魚雷頭”或混合頭以增加混和作用。此外,還有增設混煉元件的銷釘螺桿,改變螺槽結構的分離型螺桿,抽真空的排氣螺桿等。

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