光纖光纜護(hù)套工藝學(xué)(編輯修改稿)
2024-12-13 09:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 例如：下表列舉一些塑料的三態(tài)溫度： 對(duì)于非結(jié)晶的塑料而言，一般在常溫時(shí)具有一定的剛性和 硬度（但不脆）稱為玻璃態(tài)。在玻璃態(tài)，塑料受一定的沖擊、壓縮等負(fù)荷作用下，變形很小，并隨溫度的增加使變形直線上升，但在外力消失后，變形也隨之消失，并恢復(fù)原狀。這種力學(xué)性質(zhì)稱為普彈性（虎克型彈性）。這是因?yàn)樵诔貢r(shí)，塑料的大分子不能移動(dòng)，鏈段也處于凍結(jié)狀態(tài)，只有大分子上較小的運(yùn)動(dòng)單元，如側(cè)基、支鏈和鏈節(jié)能運(yùn)動(dòng)。我們常用的塑料日用品也是利用塑料常溫下的玻璃態(tài)性質(zhì)。當(dāng)溫度再低時(shí)，高聚物處于脆性，在很小的外力作用下，分子鏈發(fā)生斷裂，此時(shí)材料失去使用價(jià)值，該溫度即為脆化溫度 Tx。當(dāng)溫度上升到玻璃態(tài)溫度以上時(shí)，塑料呈現(xiàn)似 橡膠一樣的高彈性，稱為高彈態(tài)。在高彈態(tài)時(shí)，塑料在較小的外力作用下可產(chǎn)生很大的變形，且初始時(shí)，變形隨溫度的升高而增大，到一定限度后變?yōu)楹愣?，而外力解除后能夠恢?fù)原來(lái)狀態(tài)。這是因?yàn)闇囟壬吆?，大分子的振?dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)加速，這時(shí)大分子鏈仍不能移動(dòng)，但鏈段已能運(yùn)動(dòng)。這時(shí)高分子材料如果受力，卷曲狀態(tài)的大分子鏈會(huì)沿著受力方向拉長(zhǎng)，大分子鏈由卷曲而拉直，變形可達(dá)100%~1000%（普彈性時(shí)變形為 %~%），處于高彈性的塑料一般不能作結(jié)構(gòu)材料使用。當(dāng)溫度繼續(xù)上升至粘流態(tài)溫度后，不僅大分子鏈段能運(yùn)動(dòng)，大分子之間也可相 互滑移。這時(shí)大分子受外力時(shí)，產(chǎn)生粘性流動(dòng)，即處于粘流態(tài)。此時(shí)即使外力消失，變形仍然存在。當(dāng)高 分子的熱運(yùn)動(dòng)的能量超過(guò)化學(xué)鍵能（即化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量或化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量），就會(huì)引起化學(xué)鍵的破壞，結(jié)果主鏈斷裂或側(cè)基脫離，導(dǎo)致高分子材料性能劣化。 而結(jié)晶性塑料的高彈態(tài)卻不明顯，當(dāng)溫度高于熔化溫度時(shí)，便很快地熔融而處于粘流態(tài)。熱塑性塑料隨溫度變化而發(fā)生上述三態(tài)變化是可逆的，當(dāng)溫度低于粘流態(tài)溫度時(shí)，塑料從粘流態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，當(dāng)溫度低于常溫時(shí)，塑料轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)。 嚴(yán)格地說(shuō)，高聚物的三態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度范圍 不是完全固定的，塑料的三態(tài)轉(zhuǎn)變除與溫度有關(guān)外，還和應(yīng)力作用的時(shí)間和作用力施加速度有關(guān)。塑料的擠出工藝就是利用塑料的三態(tài)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 二、塑料在擠出機(jī)中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 塑料在擠出機(jī)中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為：裝入料斗中的塑料借助重力或加料器進(jìn)入機(jī)筒中，由旋轉(zhuǎn)的螺桿的推力作用不斷向前推進(jìn)，同時(shí)塑料受到螺桿的攪拌和擠壓作用，并且在機(jī)筒的外熱及塑料與機(jī)筒之間的剪切摩擦熱的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，螺槽中形成均勻連續(xù)的料流，到達(dá)機(jī)頭的料流經(jīng)模芯和模套間的環(huán)型間隙，形成連續(xù)的塑料管擠包于線芯或纜芯外。整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單地理解為三 個(gè)階段：填料過(guò)程、混合熔化和均化過(guò)程、擠壓成型過(guò)程。 三、擠出機(jī)螺桿的分段及各區(qū)段的基本職能 根據(jù)塑料在擠出機(jī)中三種狀態(tài)的變化過(guò)程，以及螺桿各部位的工作要求，通常將螺桿分成加料段，又稱為固體輸送段；熔融段，又稱為壓縮段；計(jì)量段，又稱為均化段。下面就各區(qū)段討論一下其基本職能。 螺桿分段圖 （ 1）加料段 加料段是有加料區(qū)（又稱為冷卻料斗區(qū)）、固體輸送區(qū)以及一個(gè)過(guò)渡的遲滯區(qū)組成。一般該段長(zhǎng)度為螺桿的有效長(zhǎng)度的 15~25%。其主要職能是對(duì)塑料進(jìn)行壓實(shí)和輸送，此段的工作過(guò)程為：塑料自加入 料斗進(jìn)入螺桿以后，在旋轉(zhuǎn)的螺桿作用下，通過(guò)機(jī)筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用向前輸送和壓實(shí)，一般塑料在加料段呈固體向前輸送。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察，通常在接近加料段的末端，由于強(qiáng)烈的摩擦熱作用，與機(jī)筒內(nèi)壁相接觸的塑料已經(jīng)達(dá)到粘流態(tài)的溫度，開始熔融，而呈現(xiàn)一個(gè)過(guò)渡區(qū)。嚴(yán)格地說(shuō)，一般所謂的遲滯區(qū)是指以固體輸送區(qū)結(jié)束到熔池最初出現(xiàn)的這一區(qū)域。 （ 2）熔融段 該段的長(zhǎng)度一般為螺桿的有效長(zhǎng)度的 50%~60%。此段的作用是使塑料進(jìn)一步壓實(shí)和塑化，使包圍在塑料內(nèi)的空氣回流到加料口排出，并改善塑料的熱傳導(dǎo)性能。其工作過(guò) 程為： 當(dāng)塑料從加料口進(jìn)入熔融段后，隨著塑料的繼續(xù)向前輸送，并由于螺桿螺槽的逐漸變淺，以及過(guò)濾網(wǎng)、分流板和機(jī)頭的阻礙作用，塑料逐漸形成高壓，并進(jìn)一步被壓實(shí)。與此同時(shí)，物料受到來(lái)自機(jī)筒的外部加熱和螺桿與機(jī)筒的強(qiáng)烈攪拌、混合和剪切作用，塑料溫度不斷升高，熔融塑料（稱為液相或熔池）量不斷增加，而未融化的固態(tài)塑料（稱為固相或固體床）則不斷減少，至熔融段末段塑料全部或大部分熔融而轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)。 （ 3）計(jì)量段 也稱為熔體輸送段，一般為螺桿的有效長(zhǎng)度的 20~25%。塑料進(jìn)入計(jì)量段后進(jìn)一步塑化和均勻化，并使之定量、定壓、定溫地從機(jī)頭擠出。 四、塑料擠出理論的研究 塑料擠出理論的研究就是根據(jù)塑料在擠出機(jī)中的三個(gè)歷程 —— 即從加料區(qū)的固態(tài)到過(guò)渡區(qū)（熔融區(qū)）的固態(tài) —— 粘流態(tài)、直到均化區(qū)的粘流態(tài)這三種物理過(guò)程進(jìn)行研究。也就是把擠出機(jī)的擠出理論主要分成三個(gè)職能區(qū)
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