當塑料加熱到要求的擠壓成型溫度時,在一定程度上與塑料在螺桿中受到的摩擦熱有關(由機械能轉變為熱能),如果熱量不足(由于考慮到輻射和對流損失),可以由外部加熱來補償。反之,如果螺桿摩擦熱過多,則必須設置冷卻裝置。這樣,傳動和加熱一冷卻系統共同作用于塑料,以達到我們對擠壓工藝控制的要求。
機筒的加熱和冷卻,一般都是分段控制的,每段長度為4~5D(螺桿直徑),最低為兩段,機頭和口模是單獨控制的。
1、加熱系統
擠壓機的加熱形式一般有三種:蒸汽加熱、液體加熱和電加熱。加工聚氯乙烯塑料一般都是采用電加熱。電加熱也有兩種:電阻加熱和工頻感應加熱。工頻感應加熱與電阻加熱相比,其優點是加熱時間快(即在較短的時間內達到要求的溫度),并且能保證加熱元件內的溫度變化小。同時,溫度的測量與實際塑料的溫度值差別較小,使用壽命長.其缺點是感應元件尺寸大,價格較貴,檢修比較困難。電阻加熱制造和維修都較方便。兩者備有優缺點,因此,在擠壓機中都可采用,視其具體條件決定。
電控制的方法有三種:
(1)變壓器控制:由擠壓機操作者用手調整變壓器(或變阻器)直到物料通過機筒所吸收的熱量和加熱速度平衡,并在溫度計指示溫度達到穩定為止。缺點是:只能供給同等的熱量,不能適應塑料所要求的溫度變化(如摩擦熱的變化等)。
(2)自動控制:隨著熱電偶指出的溫度,將加熱開關開或關,使溫度上升或下降。當擠壓機的產量需要改變時,控制系統便自動調整輸入熱量。缺點是機筒和加熱的熱慣性在熱量接入或斷開后,會形成溫度的振動。此外,用開關控制器加熱進行開或停,都很難準確地達到所要求的溫度會發生一定的溫度滯后現象,但目前還是很廣泛的應用。
(3)比例控制:這種控制方法是在指示溫度(控制溫度)和實際溫度有一定差值時,依靠比例控制器自動逐漸調整電源能量來達到。這樣,送到擠壓機機筒的能量之指示溫度(控制溫度)與實際溫度之差成正比。當兩者溫度一致時,電源就完全切斷,這種方法對于加熱溫度需要變化小的擠壓機最為有利,是擠壓機溫度控制的最好方式。
2、冷卻
硬聚氯乙烯塑料在擠壓溫度下具有低的比熱及高的粘度,因此,產生的摩擦熱量較大,為避免聚氯乙烯塑料的分解,就需要考慮進行冷卻。尤其要防止物料在料口處熔化,因此,加料口就更需要冷卻。此外,由于物料剪切所產生的熱量也會使螺桿的溫度高于料筒的溫度,故在單螺桿擠壓機中螺桿也需要冷卻。機筒冷卻道應象加熱器那樣分段控制 .冷卻的介質可以用水或空氣,空氣冷卻比水冷卻來得緩和,但設備笨重,容易損傷機筒表面。
水冷卻的缺點是,在冷卻系統中容易填滿水的沉淀物,溫度也難以控制。擠壓機中兩種介質都可采用,一般機筒冷卻采用鼓風機分段冷卻比較好,加料口一般采用水冷卻,螺桿則兩種介質都可采用。如果通風冷卻效果達不到要求時,就采用水冷卻。