擠出機在擠出過(guò)程中，需要從熔料中排出氣體，這些氣體如不能排出，制品表面或內部可能會(huì )出現孔隙、氣泡及表面晦暗等缺陷，嚴重地可影響到制品的物理機械性能、化學(xué)性能和電性能。在喂料口與機頭之間設置 1 ～ 2 個(gè)排氣口可除去熔融擠出物料中的水分及其他揮發(fā)份。但鋼筒開(kāi)口常常會(huì )出現一些，常見(jiàn)的問(wèn)題是從排氣口冒料，少量的料會(huì )影響揮發(fā)份的排出，使產(chǎn)品質(zhì)量受到影響；大量冒料就會(huì )堵塞排氣口，甚至導致停機。

冒料一般有兩個(gè)原因，一是螺桿設計不合理，導致排氣口處物料倒流；二是排氣口設計不合理，在熔融物料通過(guò)排氣口時(shí)被“掛住”。查找原因首先從排氣口看螺桿中的物料是否倒流，在大多排氣式擠出機中，都能看到螺桿中旋轉著(zhù)向前運動(dòng)的熔體。一般情況下，螺槽充滿(mǎn)物料的程度不超過(guò)百分之50，如果超過(guò)了，不僅影響排氣效果，還可能引起排氣口冒料；小于百分之50時(shí)，螺桿可正常工作。冒料可能是由于排氣口或分流元件設計不合理引起。

影響冒料的因素及解決辦法

1. 螺桿因素

排氣式螺桿多采用多階設計，此設計的優(yōu)勢在于排氣口處為常壓，物料不致流出。有一個(gè)排氣口的擠出機要求有 2 階螺桿，有 2 個(gè)排氣口需要 3 階螺桿。每 1 階有常壓段、壓縮段及計量段，第 1 階起始段為常壓加料段，第 2 階為常壓排氣段，也就是排氣口所在的位置。

對于排氣式擠出機螺桿設計有 2 個(gè)主要的問(wèn)題：一，在到達排氣段時(shí)，物料必 須全部熔融，以排出揮發(fā)份；二，第 2 階螺桿的送料量必 須大于1階螺桿，以使第 2 階起始處螺槽未充滿(mǎn)，這樣就可使排氣口處保持常壓。當第 1 階螺桿的送料量比第 2 階螺桿大時(shí)，擠出機中的熔體就會(huì )發(fā)生倒流。要解此決此問(wèn)題，就得減少第 1 階的送料量或增加第 2 階的送料量。

2. 工藝條件

解決冒料的簡(jiǎn)便快速的方法就是改變工藝條件。如降溫、增 大沿鋼筒或螺桿的摩擦及剪切應力以及增 大沿鋼筒表面的摩擦或粘度以增加輸料量。

第 1 階的送料量可通過(guò)以下幾種方式來(lái)降低：

(1) 升高鋼筒 2 區及 3 區的溫度。

(2) 冷卻一階螺桿。

(3) 采用饑餓法喂料。

(4) 調節喂料倉的溫度( 需反復實(shí)驗 )。

增加第 2 階的送料量可采用如下方法：

(1) 降低第 2 階鋼筒的溫度。

(2) 升高第 2 階螺桿的溫度。

(3) 升高機頭溫度。

(4) 增 大機頭間隙或減少機頭阻力。

(5) 減少過(guò)濾網(wǎng)的數量。

(6) 使用空隙較大的過(guò)濾網(wǎng)。

如果改變加工條件仍不能解決問(wèn)題，就得采用其他方法，如重新設計螺桿，降低機頭阻力，加長(cháng)螺桿及鋼筒或在擠出機及機頭之間安裝一個(gè)齒輪泵。安裝齒輪泵可以解決冒料問(wèn)題，但它比新螺桿的成本更高。

3.排氣口

如果排氣口處的螺桿僅部分充滿(mǎn)，排氣口仍然冒料，那么排氣口的設計就存在一定的問(wèn)題。排氣口應該比滾動(dòng)的料流要寬，以確保排氣口不被熔體堵塞。同時(shí)，排氣口的開(kāi)度也不應太大，這樣可減少熔體停留時(shí)間以及料流的膨脹時(shí)間。

在正常操作情況下，螺槽半充滿(mǎn)，這時(shí)排氣口為常壓，事實(shí)上滾動(dòng)熔料中仍有壓力，壓力約為 0.21 ～ 0.35MPa 或者更高，足以使排氣口處的熔料膨脹。這樣排氣口在設計時(shí)就應考慮到物料正常的粘彈性膨脹，否則，部分滾動(dòng)的料流就會(huì )被“掛住”，堆積在分流元件處。 熔體料流膨脹多少由它通過(guò)排氣口的時(shí)間來(lái)決定。停留時(shí)間長(cháng)，膨脹大。停留時(shí)間又由螺桿轉速及排氣口的大小來(lái)控制，提高螺桿轉速可減少停留時(shí)間。這就是低速擠出比高速擠出冒料嚴重的原因。

不過(guò)，排氣口開(kāi)度越大，停留時(shí)間也越長(cháng)。當熔體在排氣口堆積時(shí)，它將堵塞排氣口，解決的辦法就是改變排氣口的開(kāi)度以滿(mǎn)足熔體在排氣口處的正常膨脹。如果滾動(dòng)料流膨脹 5 ～ 10mm，則排氣口所開(kāi)的深度應至少為 5 ～10mm。

4. 排氣口的分流元件

舉一個(gè)現實(shí)生活中的例子，用 150mm 剛打磨過(guò)的帶排氣口的單螺桿擠出機擠出片材時(shí)嚴重冒料，無(wú)法生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。操作工想檢查一下排氣口處螺槽中熔料情況，但根本無(wú)法看到螺桿, 這就說(shuō)明分流元件的設計存在很大的問(wèn)題，操作工不得不取下分流元件來(lái)檢查螺槽的充滿(mǎn)程度。檢查后發(fā)現螺槽僅充滿(mǎn)了百分之 40，說(shuō)明螺桿設計是合理的。

那么故障的焦點(diǎn)便集中在分流元件上。盡管這是一家著(zhù) 名的擠出機制造商，但其分流元件的設計存在著(zhù)嚴重的缺陷。在檢查分流元件時(shí)，發(fā)現排氣口不僅在上階設有可使物料正常膨脹的底切口，而且在下階同樣設有此口。上階螺桿完全沒(méi)有必要設計底切口，而且設置此切口是非常不利的，因為它增加了熔池在排氣口處的停留時(shí)間而且使熔池膨脹得更多，增加了排氣口處的熔體壓力累積。

另外一個(gè)問(wèn)題就是平口形及矩形排氣口，這比直口形更難清潔。如果分流元件設計合理，排氣口應與鋼筒半徑相垂直。通過(guò)以上分析，分流元件就可采用以下兩種方式進(jìn)行修補：一，將上階底切口填滿(mǎn)金屬；二，矩形開(kāi)口改成徑向，可使操作工看到螺桿中的熔料情況。經(jīng)上述方式的改進(jìn)，解決了冒料問(wèn)題，并生產(chǎn)出了優(yōu) 質(zhì)的產(chǎn)品。

排氣式螺桿是否冒料，與擠出工藝、塑料性能以及螺桿及排氣口的設計有直接的關(guān)系，所以生產(chǎn)商在使用排氣式擠出機進(jìn)行生產(chǎn)加工時(shí)，要對加工工藝、樹(shù)脂特性以及設備性能作詳盡的了解，才能使排氣式擠出機正常穩定運行。

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