摘要：射膠螺桿的功能，影響塑化質(zhì)量的主要因素。

　　射膠螺桿之功能：

　　加料、輸送、壓縮、熔化、排氣、均化

　　螺桿之重要幾何尺寸：

　　螺桿直徑、進料段、壓縮段、計量段、進料牙深、計量牙深

　　螺桿直徑(D)

　　·與所要求之射出容積相關(guān)射出容積 = 1/4π·D2·(射出行程)·0.85

　　·一般而言，D2與最高射出壓力成反比

　　·D愈大，押出率愈大;Q ≒ 1.29D2HmNr·60/1000 (kg/ Hr)

　　入料段

　　·負責(zé)塑料的輸送、推擠與預(yù)熱

　　·應(yīng)保證入料段結(jié)束時開始熔融，預(yù)熱到熔點。

　　·固態(tài)比熱↑、熔點↑、潛熱↑，加熱到熔點需熱多，入料段應(yīng)長固態(tài)熱傳導(dǎo)系數(shù)↓，傳熱慢、塑料中心溫升慢，入料段應(yīng)長預(yù)熱↑， 入料段可短。

　　·結(jié)晶性料最長(如：POM、PA);非晶性料次之(如：PS、PU);熱敏性最短(如：PVC)。

　　壓縮段

　　·負責(zé)塑料的混鏈、壓縮與加壓排氣，通過這一段的原料應(yīng)該已經(jīng)幾乎全部熔解，但是不一定會均勻混合。

　　·在此區(qū)域，塑料逐漸熔融，螺槽體積必須相應(yīng)下降，否則料壓不實、傳熱慢、排氣不良。

　　·對非晶性塑料，壓縮段應(yīng)長一些，否則若螺槽體積下降快，料體積未減少，會產(chǎn)生堵塞。

　　·結(jié)晶型塑料實際上非全部結(jié)晶(如 PE：40～90%結(jié)晶度，LDPE： 65%結(jié)晶度)，因此目前壓縮段有加長的趨勢。

　　·一般占25%螺桿工作長度。

　　·尼龍(結(jié)晶性料)2~3圈，約占15%螺桿的工作長度。

　　·高黏度、耐火性、低傳導(dǎo)性、高添加物，占40%~50%螺桿的工作長度。

　　·PVC可利用占100%螺桿的工作長度，以避免激烈的剪切熱。

　　計量段

　　·理論上到計量段之開始點，料應(yīng)全部熔融，但至少要計量段 = 4D，以確保溫度均勻、混鏈均勻。

　　·計量段長，則混鏈效果佳;計量段太長則易使熔體停留過久，而產(chǎn)生熱分解;太短則易使溫度不均勻。

　　·一般占20~25%螺桿工作長度。

　　·PVC熱敏性，不宜停留過長，以免熱分解(可不要計量段)。

　　進料牙深、計量牙深

　　·進料牙深愈深，在進料區(qū)之輸送量愈大，但需考慮螺桿強度。

　　·計量牙深愈淺，塑化之發(fā)熱、混合性能指數(shù)愈高，但需防范塑料燒焦，(計量牙深太淺，則剪切熱↑，自生熱↑，溫升太高，尤其不利于熱敏性塑料。)

　　·計量牙深 = KD = (0.03～0.07)D- D ↑，K 選小; D↓，細長比 ↑，熱穩(wěn)定性差之塑料，K 選大

　　影響塑化質(zhì)量之主要因素：

　　細長比、壓縮比、背壓、螺桿轉(zhuǎn)速、電熱溫度設(shè)定。

　　細長比

　　·細長比=螺桿工作長度/螺桿直徑。

　　·細長比大，則吃料易均勻，但容易過火。

　　·熱穩(wěn)定性較佳之塑料可用較長之螺桿，以提高混鏈性而不慮燒焦;熱穩(wěn)定性較差之塑料，可用較短之螺桿或螺桿尾端無螺紋。

　　·以塑料特性考量，一般細長比如下:

　　塑 料 特 性細長比

　　熱固性14～16

　　硬質(zhì)PVC、高黏度PU等熱敏性17～18

　　一般塑料18～22

　　PC、POM等高溫穩(wěn)定性塑料22～24

　　·以混色能力考量，一般細長比如下

　　細長比混色能力

　　12～16以染好顏色之膠粒成型為宜，避免色差發(fā)生。

　　16～18以色母在料管內(nèi)混鏈、染色、成型質(zhì)量均勻，色差不良較小。

　　20～24用色料在料管內(nèi)混鏈染色、分散性均勻，對成品物性有較佳的保護作用。

　　壓縮比

　　·壓縮比=進料牙深/計量牙深

　　·考慮料的壓縮性、裝填程度、回流、制品要密實、傳熱與排氣。

　　·適當?shù)膲嚎s比，可增加塑料之密度，使分子與分子之間結(jié)合更加緊密，有助于減少空氣的吸入，降低因壓力而產(chǎn)生之溫升，而影響輸出量的差異，而不適當之壓縮比將會破壞塑料的物性。

　　·壓縮比值越高，對塑料在料管內(nèi)塑化過程中產(chǎn)生的溫升越高，對膠化中的塑料產(chǎn)生較佳的混鏈均勻度，相對的出料量大為減少。

　　·高壓縮比適于不易熔塑料，特別具低熔化黏度、熱安定性塑料。

　　·低壓縮比適于易熔塑料，特別具高熔化黏度性，熱敏性塑料。

　　背壓

　　·增加背壓可增加螺桿對熔融樹脂所做的功、消除未熔的塑料顆粒、增加料管內(nèi)原料密度及其均勻程度、減少射出收壓和翹曲等問題。

　　·背壓被運用來提高料管溫度，其效果最為顯著。

　　·背壓過大，對熱敏性較高的塑料易分解;對低黏度的塑料可能會產(chǎn)生"流鼻"現(xiàn)象。

　　·背壓太小，射出的成品可能會有氣泡。

　　螺桿轉(zhuǎn)速

　　·螺桿的轉(zhuǎn)動速度直接影響塑料在螺旋槽內(nèi)的切變。

　　·小型螺桿槽深較淺，吸收熱源快速，足夠促使塑料在壓縮段時軟化，螺桿與料管璧間的磨擦熱能較低，適宜高速旋轉(zhuǎn)，增加塑化能力。

　　·大型螺桿則不易快速旋轉(zhuǎn)，以免塑化不均及造成過度摩擦熱。

　　·對熱敏性較高的塑料，射膠螺絲轉(zhuǎn)速過大的話，塑料便會很容易被分解。

　　·通常各尺寸之螺桿有一定之轉(zhuǎn)速范圍，一般轉(zhuǎn)速 100～150 rpm太低，則無法熔化塑料;太高，則將塑料燒焦。

　　·目前最大表面速度1m/sec為限，對剪切敏感材料，低于0.5m/sec。

　　電熱溫度設(shè)定

　　·使滯留于料管及螺桿內(nèi)之冷硬樹脂熔融以利螺桿之轉(zhuǎn)動，提供樹脂獲得熔融所需的一部份熱量。

　　·設(shè)定比熔膠溫度低5～10℃(部份由摩擦熱能提供)

　　·噴嘴溫度的調(diào)整也可用來控制流涕、凝固(塞頭)、牽絲等問題。

　　·結(jié)晶性塑料一般溫度控制：

　　塑料種類料管溫度℃噴出料管溫度℃射出壓力Kg/cm2

　　HDPE210℃后降溫呈180℃操作200~220500~1,500

　　PP200~270210~280400~1,000

　　PA6225~280240~280700~1,000

　　PA6/6260~280270~310600~1,500

　　DELRIN180~200190~220800~1,100

　　鳩拉康220~270230~280400~1,000

　　·非結(jié)晶塑料：

　　塑料種類料管溫度℃噴出料管溫度℃射出壓力Kg/cm2

　　PS180~240190~260400~1,300

　　ABS200~230200~240800~1,500

　　PMMA180~220200~230700~1,500

　　PC260~310280~320800~1,500

　　變性PPO240~280250~300850~1,400

　　硬質(zhì)PVC165~185175~1951,000~1,500

　　注一：以上均是以不添加玻璃纖維的非強化塑料為標準。

　　注二：管內(nèi)之熔膠溫度通常高于管外控制的溫度，從噴嘴出料溫示之。

　　一般塑料性質(zhì)與成型作業(yè)之關(guān)系

　　PE料

　　屬流動性良好、熱安定性佳的塑料，但分子配性強容易變形，高密度PE料有明顯的結(jié)晶化溫度，最好增大射出速度。對厚肉制品而言，增快射出速度尤為重要：可改良制品的表面光澤、防止翹曲、減少成型收縮率等。因此，螺桿設(shè)計及止逆配備尤需精密，若有損耗及傷痕，加料時會產(chǎn)生漸慢現(xiàn)象。(因塑料逆流而產(chǎn)生射入模具的量減少，熔料倒回于計量部，使進料段的新料滯留，造成新陳代謝失效，因而形成成型品質(zhì)量不堅實，縮水度強，不良率高的現(xiàn)象。)

　　PP料

　　屬流動性良好塑料，近似PE料。PP料從280℃附近會開始劣化，所以加熱溫度宜在270℃以下操作，其分子配向性很強，在低溫成型時，易因分子配向而翹曲及扭曲，宜注意。

　　PA料

　　俗稱尼龍料，其黏度對加熱溫度敏感性高，亦是吸濕性大的塑料，所以射出溫度及干燥溫度須高。塑料在未達干燥程度絕對不可放入熔膠筒內(nèi)，因帶水份很強而易于卡住在加料段的桿槽里，形成入料困難的現(xiàn)象。成形時，在射嘴處最易冷卻，倘在冷卻時增大射出壓力操作，易致使止逆閥破裂，所以射嘴處之溫度控制必須適當。為防止塑料因加料溢入模具，宜用有控制性的射嘴。在換用其它塑料進行射出時，應(yīng)注意原尼龍加熱溫度是270℃以上，而一般料加熱溫度只在200℃左右即行運作，因此必須加熱融膠筒至尼龍加熱溫度后再行運作，否則易使螺桿之止逆閥與分膠頭折斷。因尼龍料屬高溫時流動性佳的塑料，本身不易熔解，熔解后又易冷卻凝固，必須注意成型方法方能產(chǎn)生良好效果。

　　POM料

　　俗稱塑料鋼，易起熱分解，宜注意成型時的溫度管理，POM料不可在熔膠筒內(nèi)滯留過長時間，否則易過火、黃色化。熔化后的氣體很濃，射嘴及法蘭的各部接觸點最易腐蝕，宜用好的材質(zhì)。

　　PBT料

　　和PET同屬飽和性聚酯類，具熔融度高、成型性良好、結(jié)晶性迅速、固化速度快的特性。熔膠筒溫度宜控制在230℃~270℃，模溫宜設(shè)定在40℃~90℃。欲得光澤良好的表面時，宜升溫，必要時需進行充分的預(yù)備干燥。所需射出壓力約在500~1300kg/m2。

　　PS、AS、ABS一般料

　　屬乙烯類，乃一般普通料，這些料較易成型。唯ABS常用于鍍金品，其注意事項如下：(1) 熔膠管溫度宜高，約220℃~250℃;(2) 射出溫度宜慢(用二次加壓法)、射出壓力宜低;(3) 不可用離模劑;(4) 不可有收縮下陷及熔接線之流痕;(5) 成品表面不可有創(chuàng)痕。

　　PC料

　　此料熔融黏度高，射出壓力大，管內(nèi)溫度過高或滯留時間久時，易起熱分解、變色及降低物性，須注意模溫以85℃~120℃為準。對厚的成品尤其不易成型，因成品易生殘留應(yīng)力，會造成日后破裂，因此宜用粉末狀的矽利康作離模劑，勿用液狀離模劑。

　　PMMA料

　　俗稱壓克力料，此料特性是韌性強、料流不良，宜在低溫成型。轉(zhuǎn)速宜慢，使管內(nèi)不起溫升。設(shè)計模具時宜加大澆道、應(yīng)加大射嘴孔。壓克力成型屬技術(shù)性加工成型，操作時須闢凈室以隔離灰塵、漏斗宜清潔、取模宜輕巧、帶白手套等以保持干凈。

　　硬質(zhì)PVC料

　　此料最易燒焦、產(chǎn)生酸性氣體，所以管內(nèi)溫度宜取170℃-l90℃加熱，應(yīng)避免 200℃以上高溫加熱，模溫取50 ℃-60 ℃。塑料滯留時間宜短，以最慢轉(zhuǎn)加料法使管內(nèi)不升溫度，以慢射出法使氣體可排出于模體。模具排氣孔宜大，螺桿需加電鍍、不必用止逆裝置、射嘴孔應(yīng)加大、每次需射到底，使不含滯料在管內(nèi)。停止操作時，須把溫度慢慢降低，一直操作至不良成品時促使內(nèi)部滯料全部射出。

　　含玻璃纖維的塑料

　　含玻纖塑料的流動性低于非強化樹酯，所以常增加熔膠筒加熱溫度與模溫及射出壓力等以方便成形。同時模具的澆口、橫澆道、澆口等的尺寸，也須大于一般塑料。成型收縮率甚小于非強化樹酯，呈方向性的流動，所以澆口方向宜設(shè)法減少配向所致的不良影響。成型品的結(jié)合線強度常低于其它部份，在設(shè)計制品模具時需加注意，宜于熔接處增設(shè)排氣孔，使不致包風(fēng)。模具各部份(特別是澆口部)或螺桿組件，熔膠管等磨耗很快，宜注意材質(zhì)及表面的硬度處理。