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塑料对螺杆长径比的要求不尽相同，对聚烯烃而言常用的有20：
1、25：
1、30：
1、32：
1、33：
1、34：
1。
c转速n：
一般有最高转速和转速范围。
r/minPE挤出机的螺杆转速一般是0-100、0-120、0-150，PVC的螺杆转速一般在35以内。
d驱动功率N：
指的是电动机需要提供给它的功率。
KW有30、37、45、55、75、90、110、132、160、200、220等。
e生产能力Q：
单位时间内的最大挤出量Kg/h。
f几何压缩比CR：
下料段第一个螺槽的容积与计量段最后一个螺槽容积之比。
实际生产过程中的物理压缩比是物料在加料段时松散固态与挤出过程中完全熔融时的比值。
螺杆设计时，几何压缩比应大于物料的压缩比。
加工PE的螺杆的几何压缩比一般为3-4。
g螺旋升角Ø
：
螺旋升角达到30°
时，挤出量最大，但是在实际加工中往往不能达到30°
，目前通用的螺杆的螺旋升角为17°
39'
。
h螺槽深度h：
螺槽深度的设计与物料的热稳定性、压缩比有关。
其中均化段（计量段）的螺槽深度很重要，它直接影响到物料的剪切量，深度越小，剪切越强烈。
剪切过大会导致物料热降解，因此均化段螺槽深度要适中。
加料段的螺槽越深，输送能力越强，在保证螺杆强度的前提下，应选择使用加料段螺槽较深的螺杆。
2.螺杆的分段
①输送段，又称加料段。
作用是接受由料斗送来的物料，并将其推送到压缩段。
②熔融段，又称压缩段。
接受加料段送来的松散物料，在外部加热和剪切热的用下将物料熔融塑化，并将包在物料内部的空气排出后将物料压实。
③均化段，又称计量段。
其作用是接受压缩段推送过来的熔体物料，将其充分熔融，然后将物料定量、定压地挤出。
3.机筒
①机筒一般采用纵向开槽型机筒。
这种机筒的输送能力强，排气性好。
②对机筒的材质要求：
耐高温、耐磨损、强度高、加工性好、耐腐蚀性好、综合成本低。
③机筒与螺杆的配合间隙直接影响挤出机的挤出量，机器的使用寿命。
间隙的大小决定着漏流量的大小，而漏流量又影响挤出量。
漏流量的大小与间隙的三次方成正比。
聚乙挤出机的配合间隙在0.25-0.32mm之间。
4.机筒的加热方式
①电加热：
电加热可以分为电阻加热和感应加热两种方式。
感应加热一般是在机筒外壁缠绕线圈实现电磁感应加热。
这种加热方式的优点是能量损失小、效率高、精度高、加热时间短。
但是成本较高，目前很少采用了。
电阻加热是一种较常用的加热方式。
常用的加热器有铸铝加热器、陶瓷加热器、不锈钢加热器等。
这种加热方式总体成本低，温度便于控制，但是能耗高，效率低，且体积大。
②流体加热：
就是在机筒的外壁缠绕铜管，然后在铜管内部通加热载体（如导热油）而实现加热的一种方式。
这种加热装置需要配备一台辅助加热设备，成本相对较高，很少采取用。
5.机筒的冷却方式
①水冷：
机筒的加料口段必须采取水冷的方式，这样可以提高螺杆的输送能力。
②风冷：
风冷是一种比较柔和的冷却方式。
温度波动相对较稳定，但是这种冷却方式冷却速度慢，体积大，噪音大。
6.机头组件：
机头的作用有：
①使熔融物料由旋转运动变为直线运动；
②产生必要的成型压力，保证制品的密实；
③使物料通过机头时进一步得到塑化；
④通过机头断面得到所需要断面形状和尺寸的料坯。
机头的分类：
支架式机头，这种机头一般用于PVC的挤出中，其缺点是制品有熔流痕，制品质量差，但是由于它没有死角，适应于高黏度塑料的加工。
是结构简单，成本低，广泛用于PVC制品的生产中。
螺旋式机头，其优点是a.圆周上熔体分布均匀;
b.产品表面无流痕;
c.壁厚偏差小;
d.压力消耗小;
e.可实现低温挤出并提高产量。
蓝式机头，蓝式机头是由国外引进的一种先进的机头。
其优点是：
适宜建立较高在压力,保证制品的密实,提高制品的质量。
但是其结构复杂，成本高。
7.挤出机的控制系统：
挤出机的控制系统主要由检测元件（例如热电偶、压力传感器）仪表（例如电压表、电流表、温度表、速度显示器）和其他机电元件构成。
其作用是保证挤出机在给定的工艺条件（温度、螺杆转速、熔体压力、电流）下运转，确保制品的质量。
比较重要控制参数有：
①挤出压力。
挤出压力一般应控制在30Mpa以内，压力过大降低生产效率，增加能耗比；
压力过小则制品不利于成型。
②螺杆转速：
螺杆转速很大程度上决定了挤出机的挤出量，但过快的转速会致机筒部产生大量的剪切热能，在相同的温度下对物料性能的折损较大。
长时间的高速运转也会使螺杆的寿命提前结束。
螺杆转速一般控制在最高转速的75%--85%为宜。
在正常生产过程中，应尽可能使用较低的螺杆转速来达到最高的固体输送能力，这样一方面可以防止物料在较大的剪切力作用下发生热降解，另一方面也可以提高制品的质量和挤出的效率。
控制的方法第一是在机筒内表面纵向上开槽，提高物料与机筒的摩擦力，从而达到提挤出量的目的。
第二是控制好下料段的温度，以便使物料有相对大的推动力，因此下料段的温度一般应控制在140℃以下。
③熔体温度：
聚乙烯的熔体温度不能超过230℃，超过此极取限，材料的热降解严重影响管材的质量。
④机筒轴线方向上各点温度的分布：
典型的聚烯烃的挤出温度的设置如下：
机筒第一段：
80-100℃
第二段—第六段：
175—200℃
机头：
190—220℃
⑤功率消耗：
一般显示电流。
8.挤出机性能指标：
评价一台挤出机综合性能的指标如下：
①生产能力Q：
单位时间内最大挤出量。
单位为Kg/h
②名义比功率，又称为单耗N/Q：
单位产量所消耗的功率。
KW/Kg
9.减速箱
减速箱作用是将由电机输出端的高转速通过小齿轮带动大齿轮减速的原理将转速成倍降低，从而达到减小驱动扭矩的目的。
减速箱的减速比一般有14：
1、16：
1等。
由于各齿轮间的摩擦力比较大，长时间高速运转会产生很高的热量，会使润滑油的润滑效果下降，因此，润滑油要通过强制循环的方式经冷却介质（水）进行冷却。
另外，因为齿轮间的摩擦会产生大量的铁屑，堵住冷却油路，使减速箱的温度升高，因此，要定期更换润滑油和清理循环油路。
二、真空定型箱和冷却水箱
真空定型箱由箱体、喷头、水泵、真空泵、定径套等组成。
真空定型的原理是利用真空泵的作用将箱体内的空气抽走，使箱体内形成负压，由管材内和芯模内进入的大气压作用的料坯的内壁的四周上，使料坯紧贴定径套，通过冷却水迅速冷却,从而达到定径的效果。
如下图所示：
口模
箱体管材定径套料坯芯模
三、牵引机
牵引机的原理是由气缸将橡胶履带压紧在管材的表面，增大摩擦力，通传动系统将管材均速的从真空箱中牵出。
牵引机有2抓、3抓、6抓之分。
所生产的管材越大，需要的抓数越多。
四、切割机
切割机一般为行星切割机，按切割的方式不同，有有屑切割机和无屑切割机之分。
按进刀的方式可分为液压进刀式和电动进刀式。
无屑切割机：
端面切割平整，但是无法切割大管材和厚壁管材
有屑切割机：
浪费原材料，端口需要修整，但可切割大口径的管材
电动进刀式：
结构简单，无法切断椭圆的管材
液压进刀式：
进刀有弹性，但漏油时造成材料的污染
五、辅机（上料机）
上料机有真空上料机（又称真空吸料机），弹簧上料机和螺杆上料机之分。
真空吸料机一般作为粒料（如PE、PP-R）的上料，弹簧上料机和螺杆上料机一般用来粉料的传送（如PVC粉沫料）。
弹簧上料机和螺杆上料机结构简单，上料能力强。
真空上料机结构复杂，故障率高。
其原理是：
循环气泵将小料内的空气抽掉，形成负压，从而靠大气压将吸料管周围的料粒通过吸料管压入小料斗，当小料斗内被物料填满，循环气泵停止工作，小料斗内的物料靠重力自由落入大料斗内，开始第二次吸料。
第二部分：
设备的操作要领
一、上料机
注意事项：
1吸料时间不能过长
2经常清理过滤网
3监视微动开关是否正常
二、烘干机
注意事项：
1先开风机再开加热
2满桶状态才能达到最佳烘干效果
3PE料烘干温度为80°
C左右
4温控表显示的是设置温度下实际温度的差值，当显示温度为零实际温度与设置温度一致
5双金属温度表工作原理：
利用两种不同膨胀系数的材料，根据变形的程度大小来测定温度
6控制风气的运行方向
7进风口严禁关闭
三、挤出机
注意事项：
1启动时要待加热温度到达设定的工艺温度并保温一定时间后才能启动。
以防电机、螺杆等部件损坏。
2.加热时间视机头的大小,63机的机头不少于3小时,250机头不小于6小时,450机头不小于8小时.
3.主机启动时必须先低速运行数分钟，将机筒内上次余留的熔料排尽，待熔体压力和主机电流稳定后方能提速，以免喷料伤及人员。
4.设备运行中要随时观察温度、电流、熔体压力等参数。
并观察电机、减速箱的发热情况,有异常时要及时查明原因并加以排除.
5.开机前要检查好加热圈是否完好,热电偶是否插好,测温是否准确.
6.模具的选择:
要根据产品规格选择相应模具,如果模具选择不当会给生产带来困难.
7.模具的保护:
模具的好坏决定了产品的质量,模具的材料一般为模具钢,表面作镀铬处理,硬度差。
因此在拆装和搬运过程中一定要保护好,不能有划伤和碰撞等。
模具一般不能直接放置在地面上，应放于橡胶或木板上为宜。
更换模具时不能用坚硬的利器敲打。
8.加热圈的保护：
一般来说，加热圈的使用命很长，往往是在拆卸的过程中损坏的，因此，加热圈在拆卸过程中要格外小心。
9.口芯模的同心度的调整：
实壁管生产线的口芯模的调节遵循“松薄顶厚”原则。
就是把间隔小的方向的螺丝松开，拧紧间隙大的方向的螺丝。
a
b
表示顶的方向
当口模与芯模的间隙由a向b转变后，表示口芯模已经同心了，然把四周的螺丝拧紧即可。
10.压力传感器的拆装：
压力传感器是易损高精度元件，要遵循“热拆热装”或“热拆空装”的原则。
11.主机不能突然停止，应当缓缓减速。
同样升速时也应缓慢进行。
12.每次对主机进行检修后，必须检查好螺杆的转向，正常后才能开机。
四、下游设备
1.每次开机前要检查好每一个喷头是否通畅，喷头不通畅会给生产带来困难，严重时会影响产品的质量甚至无法生产。
2.定径套为铜质材料，强度不高，不能用坚硬的如螺丝刀等与其接触。
第三部分：
原材料的基本认识
一、高分子材料简介
1.高分子化合物是分子量很大的化合物。
其分子由几万、几十万个原子由共价健结合而成，高分子材料分子量很大，但它的化学组成比较简单，多数天然的和合成的高分子化合物都是由相同的结构单位重复联结而成。
如:
聚乙烯结构式聚氯乙烯结构式
CH2—CH2nCH2—CHn
Cl
链节：
高分子化合物的结构单元。
如聚乙烯链节“—CH2—CH2—”
聚合度：
高分子中的链节数。
如聚乙烯中的“n”。
高分子分子量=链节×
聚合度
2.高分子化合物分子结构可分为线型结构、网状结构和体型结构。
线型结构不成直线而是卷曲为不规则的线团。
聚乙烯、聚氯乙烯都是线性结构材料。
一般来说，凡是线型结构的塑料都是可塑的，加热时熔化，冷却时硬化，再受热再熔化，这种受热熔化的塑料称之为热塑性塑料。
3.线型高聚物三种物理状态
a.玻璃态：
温度较低时，分子与分子之间作用力较大，分子热运动能力低，整个高分子链及链段不能离开原来的位置，此时高聚物表现为玻璃态。
b.高弹态：
温度增高，分子热运动能量增加，与此同时分子与分子之间作用力逐步减小，达到某一温度后虽然整个高分子链不能运动，但分子中小链段发生位移，分子形状发生拉直或卷曲。
这时成为柔软而富有弹性的高弹态。
c.粘流态:
温度继续上升，分子热运动能量不断增加，整个分子链能够移动，开始塑性流动，成为粘流态。
如下图：
脆化
玻璃态
高弹态
粘流态
分解
玻璃化温度
粘流温度
分解温度
温度（℃）
脆化温度
4.塑料的分类:
塑料按加热所呈现的状态可以分为热塑料性塑料和热固性塑料两大类。
所谓热塑料性塑料是指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，如聚乙烯、聚四氟乙烯等；
而热固性塑料是在特定温度范围内只能一次加热熔融软化冷却硬化的塑料。
如三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯、有机硅等塑料。
二、聚乙烯PE
1.聚乙烯结构特点:
聚乙烯是含碳、氢两种元素的高分子化合物，结构式CH2—CH2n其中n为聚合度。
聚乙烯随分子量的提高，它的融熔粘度增大，断裂强度、硬度、扭度、耐龟裂性、耐老化性能均有提高，但其伸长率下降。
一般用熔融指数来表示平均分子量的大小。
2.聚乙烯基本性能：
1）聚乙烯是乳白色、半透明的热塑性高聚合物，其物理机械性能主要表现为：
a.比重小，高压聚乙烯（低密度聚乙烯）尤为突出，其比重为0.92-0.93g/cm3，低压聚乙烯（高密度聚乙烯）密度较大，约0.95g/cm3
b.吸水性小
c.透气性好。
聚乙烯结构对称，是非极性材料，因而其透气性好。
比重越大透气性越小、反之透气性越大。
低密度聚乙烯透气性为聚氯乙烯的30-50倍。
d.机械性能。
聚乙烯机械性能与结晶度有密切关系。
同类聚乙烯结晶度越高，其软化点、刚性、抗拉伸强度越高，伸率越小。
因此高压聚乙烯比低压聚乙烯柔软。
2）化学稳定性:
聚乙烯化学稳定性与结晶度有关，结晶度越高，耐化学稳定性越好。
a.耐酸性好。
b.耐碱性好。
c有机溶剂。
聚乙烯在室温或温度不超过60℃环境下不溶于一般有机溶剂。
3）电性能
a.小而稳定的介电系数。
b.低的介质损耗角正切。
4）耐寒性
5）耐环境应力龟裂性
6）良好的加工工艺性能
7）耐老化性能好
3.聚乙烯的缺陷：
.聚乙烯耐光热老化、氧老化性能低。
.聚乙烯分子之间引力小，因而熔点低、机械强度不高、蠕变大
.容易产生环境应力开裂。
.容易形成气隙、延燃等缺陷。
4.聚乙烯粘度与熔融指数
通常以熔体指数来表征聚乙烯平均分子量。
由线型高分子化合物的粘度可知，聚乙烯粘度同聚乙烯分子量有密切关系，分子量越大粘度越大。
粘度直接反映其流动性程度。
熔体指数是塑料成型加工过程中一个重要参数。
熔体指数：
用一标准的塑性仪，把熔融态聚乙烯保持在190℃下承受一定的负荷（一般为5Kg），在10分钟内，从直径为2mm的孔中挤压出的聚乙烯克数称为熔体指数。
管材用高密度聚乙烯熔体指数一般在0.3-1.0g/10min左右。
5.聚乙烯的分类
按密度的大小，聚乙烯可以分为高密度聚乙烯（HDPE）、0.941-0.965g/cm3;
中密度聚乙烯（MDPE）、0.926-0.940g/cm3;
低密度聚乙烯（LDPE）、0.910-0.925g/cm3。
三、色母粒
色母粒品种主要有给水用聚乙烯管材色母粒（黑色和蓝色）；
PPR管材用色母粒（灰色、绿色、白色、结红色等）；
燃气管用色条料色母粒。
其中给水用聚乙烯管材色母粒和PPR管材用色母粒应该有卫生检验检疫部门出具的证明材料，符合GB/T17219—1998《生活饮用水输配水设备及防护涂料的安全性评价标准》的要求。
碳黑的主要作用是屏蔽波长为290-400nm的紫外线光，防止紫外光穿透管材，致管材老化。
一般碳黑母料中还含有抗氧化剂，同时还能起到防止过早氧化的作用。
三、聚丙烯PP
1.概述
由一种分子单体聚合而成的大分子称为均聚物；
由二种或二种以上的分子单体聚合而成的大分子称为共聚物。
均聚聚丙烯（PP-H）就是由丙烯一种分子单体聚合而成的均聚物。
而PP-B和PP-R则是由丙烯单体和乙烯单体聚合而成的共聚物。
聚丙烯具有无毒、无味、耐高温的特性，是很好的供水管材原料。
但在低温条件下聚丙烯具有脆性易碎的缺点，因此国际上通过不同的方法改变其低温脆性的缺点，研制出三代三种类型的聚丙烯产品。
六十年代初，科学家在聚丙烯中加入抗冲剂，改良出第一代产品——均聚聚丙烯，又名一型聚丙烯，代号：
PP-H。
（优点：
刚性优良；
但低温脆性差）
七十年代，科学家在丙烯内加入定量的PE原料，合成第二代产品——嵌段共聚聚丙烯，又名二型聚丙烯，代号：
PP-B。
（优点：
韧性好。
有较好的低温硬性）
九十年代，科学家通过先进工艺研制出第三代产品——无规共聚聚丙烯，又名三型聚丙烯，代号：
PP-R。
有较好的耐温性，和长期的耐蠕变性能）
用PP-R原料生产的管材耐热性、抗衰老性均强于PP-H、PP-B管材。
PP-B管材一般在水温50℃条件下使用。
而PP-R管材可在连续通水水温95℃的情况下长期使用。
但PP-R原料目前国内很少生产，国际上也仅有少数几家，都集中在北欧诸国。
PP-R管材与管件是欧洲上世纪80年代末，90年代初推广应用的新型塑料管道产品，近年来得到了较快的发展，使用量较多的国家有意大利，德国、丹麦、土耳其等。
其中意大利使用PP-R管材达3000万米，约占欧洲总量的22%，占国内给水管使用量的2/3；
在德国，铜管，镀锌管年使用量逐年下降，塑料管材在建筑内饮用水系统中呈较快速度增长，尤其是在室内排水管应用方面，由于PP-R具有良好的耐热性和燃烧时不产生有害物，在新建筑中全部采用PP-R管材。
各种管材各有优缺点，各有使用场合。
根据文献报道，坚硬性结垢是给水管网金属管所独有的二次污染因素，因而塑料管及复合管在水质要求较高场合优势更明显。
在国外，使用PP—R，交联聚乙烯（PE—X），铝塑复合管相对来讲更广泛，它们均具有重量轻、耐锈蚀、不结垢、不滋生细菌、使用寿命长等优点。
在德国，各种塑料管材所占市场份额为前三名的是：
PE—X管占36％，PP—R管占28％，铝塑复合管占14％。
2．PP—R的结构和性能
PP—R:
无规共聚聚丙烯的结构式：
CH3CH3
（CH2CH2CH2）Z（CH2CH2）y（CH2CH2）Z
PP—R是采用先进的气相共聚法使乙烯单体在丙烯的分子链中随机地均匀聚合（乙烯单体约占3％），因此既具有较好的低温抗冲击性能，又具有长期耐热和耐压性。
PP—R的性能指标:
（见下表）
项目 试验参数值
熔体指数MFR/g/min2.16Kg、200℃0.35
密度mg/cm3 20℃ O.91
屈服应力MPa20℃ 21
拉伸强度MPa 20℃40
弹性模量MPa20℃800
断裂伸长率%20℃、5mm/min800
抗冲击性能0℃不断
线性膨胀系数K-11.5×
10-4
导热系数W/（m•k） 20℃0.23
3.PP—R管的特点
PP—R管除具有塑料给水管的通用优点外，还具有以下特点：
无毒、卫生。
它的原料是丙烯和乙烯单体共聚物，其分子式中只有碳和氢两种元素，也没有加入其他有毒的改性剂，卫生无毒。
PP—R管在生产、使用、废弃全过程中均不会对环境及人体产生不利影响，是真正的绿色管材。
耐高温、高压、保温性能好。
PP—R管的最高耐热可达131．3℃，最高使用温度为95℃，长期使用温度可达70℃，完全可以满足常用的工业和民用生活热水和空调供回水系统。
同时，PP—R管的导热系数只有钢管的1／200，具有良好的保温和节能性能，还可节省保温材料的厚度。
在规定的长期连续工作压力下，管道输送水温可达95℃。
安装方便且是永久性的连接。
·
同一牌号的PP—R给水管经热熔连接后，连接处分子与分子完全熔合在一起，无明显界面，整个管道连为一体，在无外力破坏及在正常的工作范围条件下真正实现50年内不渗漏。
原料可回收。
与其他的塑料给水管不一样，PP—R的废料经清洁、破碎后可直接作为生产的原料，不会造成环境的污染。
耐腐蚀、不结垢：
可避免因管道锈蚀引起的水盆、浴缸黄斑锈迹之忧，可免除管道腐蚀结垢所引起的堵塞。
质量轻：
比重仅为金
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