塑料電線電纜的主要絕緣材料和護套材料是塑料。熱塑性塑料具有優越的性能和良好的加工性能,特別適用于生產工藝簡單的電線電纜擠出絕緣和護套。生產電線電纜塑料絕緣層和護套的基本方法是采用單螺桿擠出機進行連續擠出。由于擠出機的連續擠出特性,塑料絕緣和護套的生產過程也是連續進行的。
1、塑料擠出工藝
電線電纜的塑料絕緣和護套是通過連續擠出進行的,擠出設備一般為單螺桿擠出機。
2.擠壓過程的三個階段
塑料擠出最重要的依據是塑料的塑性狀態。塑料在擠出機中完成塑化過程是一個復雜的物理過程,包括混合、破碎、熔融、塑化、排氣、壓實和最終成型。
第一階段是塑化階段。也稱為壓縮階段。它是在擠出機的機筒內完成的,通過螺桿的旋轉,使塑料由粒狀固體轉變為可塑性粘稠流體。
第二階段是成型階段。它是在機頭內進行的,由于螺桿的旋轉和壓力,粘性流體被推向機頭,粘性流體在機頭內成型為模具所需的各種尺寸和形狀的擠壓材料。機頭,并包裝覆蓋線芯或導體。
第三階段是塑造階段。它在冷卻水箱或冷卻管道中進行。塑料擠出包層冷卻后,由無定形塑性狀態轉變為成形固態。 3、塑化階段塑性流動的變化
在塑化階段,塑料沿螺桿軸線運動并被螺桿推向機頭的過程中,經歷了溫度、壓力、粘度甚至化學結構的變化。這些變化在螺桿的不同部分是不同的。
在加料段,首先是為粒狀固體塑料提供軟化溫度,其次是螺桿旋轉與固定機筒之間產生的剪切應力作用于塑料顆粒,實現對軟化塑料的粉碎。
在熔融段,經破碎、軟化并初步攪拌混合的故態塑料,由于螺桿的推擠作用,沿螺槽向機頭移動,自加料段進入熔融段。
在均化段,具有這樣幾個突出的工藝特性:這一段螺桿螺紋深度最淺,即螺槽容積最小,所以這里是螺桿與機筒間產生壓力最大的工作段。
4、擠出過程中塑料的流動狀態
在擠出過程中,由于螺桿的旋轉使塑料推移,而機筒是不動的,這就在機筒和螺桿之間產生相對運動,這種相對運動對塑料產生摩擦作用,使塑料被拖著前進。
1)正向流動——指塑料沿螺桿槽向機頭方向流動。它是由螺桿旋轉的推力產生的,是四種流動形式中最重要的一種。
2)逆流——又稱逆流,其方向與正流完全相反。
3)橫流——是塑料沿軸線方向流動,即垂直于螺紋槽的方向。
4)漏流——也是機頭內模具、篩板、濾網的阻力產生的。但不是螺桿槽內的流動,而是螺桿與機筒間隙形成的逆流。
塑料的四種流動狀態不會以單獨的形式出現。對于某個塑料顆粒而言,既不會出現真正的回流,也不會出現封閉循環。熔體在螺紋槽中的實際流動是上述四種流動狀態的綜合,呈螺旋軌跡向前流動。
5.擠出質量
擠出質量主要是指塑料塑化是否良好,幾何尺寸是否均勻,即徑向厚度是否一致,軸向外徑是否均勻。決定塑化的因素除塑料本身外,主要有溫度、剪切應變率和作用時間等因素。
在保證擠出量的要求下,可在提高轉速的情況下增加螺桿槽的深度。此外,螺桿與機筒的間隙也影響擠出質量。間隙過大時,塑料的回流和漏料會增加,不僅會引起擠出壓力波動,影響擠出量;過熱會導致塑料燒焦或成型困難。