章课时2第十一章 挤出节挤出是半成品生产工艺之一，要求了解挤出设备，理解挤出工艺。教学目的重点是工艺条件的控制教学重点工艺条件的控制教学难点相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）：1.邓本诚主编.橡胶工艺原理.北京：化学工业出版社，19942.陈耀庭主编.橡胶加工工艺.北京：化学工业出版社，19853.橡胶工业手册（一二三册）.北京：化学工业出版社，20014.王贵恒主编.高分子材料成型加工原理.北京：化学工业出版社，19965.杨清芝主编.现代橡胶工艺学.北京：中国石化出版社，20036.王作龄编译.最新橡胶工艺原理（一）～（三十），世界橡胶工业.2002～2005
1 章 第十一章 挤 出 课时 2 节 教学 目的 挤出是半成品生产工艺之一，要求了解挤出设备，理解挤出工艺。 教学 重点 重点是工艺条件的控制 教学 难点 工艺条件的控制 相关素材（参考资料、指导学生阅读材料等）： 1．邓本诚主编.橡胶工艺原理.北京：化学工业出版社，1994 2．陈耀庭主编.橡胶加工工艺.北京：化学工业出版社，1985 3．橡胶工业手册（一二三册）.北京：化学工业出版社，2001 4．王贵恒主编.高分子材料成型加工原理.北京：化学工业出版社，1996 5. 杨清芝主编.现代橡胶工艺学.北京：中国石化出版社，2003 6. 王作龄编译.最新橡胶工艺原理（一）～（三十）.世界橡胶工业.2002～2005
教师授课思路、设问及讲解要点一、引言挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程。它广泛地用于制造胎面、内胎、胶管以及各种复杂断面形状或空心、实心、包胶等半成品。与压延比较，挤出机具有如下优点：①补充混炼和热炼作用，使胶料质量更致密，更均匀。②适用面广，可压出各种尺寸，断面形状半成品（如轮胎胎面、内胎、胶管内外层胶，电线、电缆、外套等制品）。③设备占地面积小，重量轻，结构简单，造价低，灵活机动性大。即除了不能用于纺织物挂胶外，其它的半成品均可用挤出机来完成。二、教学内容正文（含讲课内容、提问设计、课堂练习等）第一节挤出机热喂料挤出机由螺杆、机身、机头（包括口型和芯型）机架和传动装置等部件组成。一、螺杆教螺杆种类很多，按螺纹分为单头、双头、三头；按螺距分为等距收敛式和复合螺纹等；按螺杆外形分为圆柱形、圆锥形。学螺杆的主要参数1.压缩比过指螺杆出料端的螺槽容积与进料端螺槽容积的比值，压缩比一般为程1: 1.3~1.8。2.长径比L/D长径比指螺杆工作部分的长度与外直径的比值，一般L/D为4～5.5，对于冷喂料挤出机L/D=8～16，排气式挤出机：L/D=16～22二、机身（机筒）机简为中空圆简，为了及时散发和提供热量，机简备有夹套，可通入冷却水和蒸汽。三、机头与口型1.机头机头是挤出的造型结构，位于机身前端，用于安装口型，并使胶料从机身到口型处融合均匀，不致使挤出制品分层。依产品形状需要，机头分为：直向形机头（包括圆筒形和喇叭形）：T形、Y形机头2.口型口型位于机头前部，用于控制半成品的规格尺寸和几何形状。2
2 教 学 过 程 教师授课思路、设问及讲解要点 一、引言 挤出是使胶料通过挤出机连续地制成各种不同形状半成品的工艺过程。它 广泛地用于制造胎面、内胎、胶管以及各种复杂断面形状或空心、实心、包胶 等半成品。与压延比较，挤出机具有如下优点：①补充混炼和热炼作用，使胶 料质量更致密，更均匀。②适用面广，可压出各种尺寸，断面形状半成品（如 轮胎胎面、内胎、胶管内外层胶，电线、电缆、外套等制品）。③设备占地面 积小，重量轻，结构简单，造价低，灵活机动性大。 即除了不能用于纺织物挂胶外，其它的半成品均可用挤出机来完成。 二、教学内容正文（含讲课内容、提问设计、课堂练习等） 第一节 挤出机 热喂料挤出机由螺杆、机身、机头（包括口型和芯型）机架和传动装置等 部件组成。 一、螺杆 螺杆种类很多，按螺纹分为单头、双头、三头；按螺距分为等距收敛式和 复合螺纹等；按螺杆外形分为圆柱形、圆锥形。 螺杆的主要参数 1.压缩比 指螺杆出料端的螺槽容积与进料端螺槽容积的比值，压缩比一般为 1：1.3～1.8。 2.长径比 L/D 长径比指螺杆工作部分的长度与外直径的比值, 一般 L/D 为 4～5.5,对于 冷喂料挤出机 L/D=8～16，排气式挤出机:L/D=16～22 二、机身(机筒) 机筒为中空圆筒,为了及时散发和提供热量,机筒备有夹套,可通入冷却水 和蒸汽。 三、机头与口型 1.机头 机头是挤出的造型结构，位于机身前端，用于安装口型，并使胶料从机身 到口型处融合均匀，不致使挤出制品分层。 依产品形状需要，机头分为： 直向形机头（包括圆筒形和喇叭形）；T 形、Y 形机头 2.口型 口型位于机头前部，用于控制半成品的规格尺寸和几何形状
口型大体有两种：压出实心及片状半成品的口型；压出中空半成品的口型。型号表示：XJ一200，其中XJ一橡胶用挤出机；200一螺杆外径，mm第二节挤出原理一、胶料的挤出过程加入挤出机中的胶料，受到挤压、剪切力、摩擦作用，进一步加热塑化流动性增大，形成连续流体，流到机头时，由于受机头和口型阻碍，以致大量胶料被停滞在机头处，造成很大流体静压力，此静压力一方面阻碍胶料流动另一方又推动胶料流过口型。二、挤出膨胀、收缩1.挤出膨胀胶料在压力下从口型挤出后，挤出物直径（或断面尺寸）比口型直径（或断面尺寸）增大的现象。挤出膨胀量常用膨胀比B来表示。膨胀比是挤出物的直径或断面有关部位尺寸与口型相应的尺寸之比值。2.收缩是指压出后的半成品，在停放过程中发生厚度增加，长度和宽度变小的现象。教收缩率=（半成品停放前长度-半成品停放后长度）/半成品停放前长度×100%要求收缩率为2~5%学3.影响因素（1）胶料本身的性质（主要是tm）过①不同胶料粘弹性不一样程②配方中含胶率不一样，弹性不一样，含胶率高，膨胀率大；且与填充剂的品种有关，例如：填充FEF比填充槽黑膨胀率小。③可塑度P（2）工艺①胶料在口型中停留的时间长，其弹性变形有足够的时间回复，挤出膨胀小，变形小。增加停留时间的途径：增加口型壁长度，增加长径比，降低流速。②挤出温度T③半成品规格不同，B不同规格大则B小④压出方法有芯压出比无芯压出的B小4.口型设计的主要参数（1）膨胀比BB的大小通过试验来确定（2）几何形状复杂的各部位B不同（3）压出胶料有断面变形的特点一一中间大，边缘小
3 教 学 过 程 口型大体有两种：压出实心及片状半成品的口型；压出中空半成品的口型。 型号表示：X J—200，其中 XJ—橡胶用挤出机；200—螺杆外径，mm 第二节 挤出原理 一、胶料的挤出过程 加入挤出机中的胶料，受到挤压、剪切力、摩擦作用，进一步加热塑化， 流动性增大，形成连续流体，流到机头时，由于受机头和口型阻碍，以致大量 胶料被停滞在机头处，造成很大流体静压力，此静压力一方面阻碍胶料流动， 另一方又推动胶料流过口型。 二、挤出膨胀、收缩 1.挤出膨胀 胶料在压力下从口型挤出后，挤出物直径（或断面尺寸）比口型直径（或 断面尺寸）增大的现象。挤出膨胀量常用膨胀比 B 来表示。 膨胀比是挤出物的直径或断面有关部位尺寸与口型相应的尺寸之比值。 2.收缩是指压出后的半成品，在停放过程中发生厚度增加，长度和宽度变 小的现象。 收缩率= （半成品停放前长度-半成品停放后长度）/半成品停放前长度×100% 要求收缩率为 2～5% 3.影响因素 （1）胶料本身的性质（主要是τm） ①不同胶料粘弹性不一样 ②配方中含胶率不一样，弹性不一样，含胶率高，膨胀率大；且与填充剂 的品种有关，例如；填充 FEF 比填充槽黑膨胀率小。 ③可塑度 P （2）工艺 ①胶料在口型中停留的时间长，其弹性变形有足够的时间回复，挤出膨胀 小，变形小。 增加停留时间的途径：增加口型壁长度，增加长径比，降低流速。 ②挤出温度 T ③半成品规格不同，B 不同 规格大则 B 小 ④压出方法 有芯压出比无芯压出的 B 小 4.口型设计的主要参数 （1）膨胀比 B B 的大小通过试验来确定 （2）几何形状复杂的各部位 B 不同 （3）压出胶料有断面变形的特点——中间大，边缘小
第三节挤出工艺一、胶料热炼的要点热炼目的：进一步提高混炼胶的均匀性和热塑性，使胶料易于挤出，得到合格半成品。粗炼：T=45℃左右，辊距为1～2mm，提高均匀性细炼：T=60~70℃，辊距为56mm，提高热可塑性二、挤出操作通蒸汽预热机筒、机头、口型和芯型→供胶→调节口型位置、挤出机转速及接取速度→检查半成品质量→调控机台温度及挤出速度（T↑则v1）三、工艺条件1.可塑度PP=0.25~0.42.机台温度口型处最高，机头次之，机筒最低。其目的是使挤出半成品表面光滑、挤出过程顺利和减小膨胀率。3.挤出速度挤出速度以单位时间内的压出长度（或重量了）来表示。四、冷却、裁断、称量和卷取1.冷却教冷却目的：防止半成品在停放是产生自硫，即减少焦烧可能；降低挤出物的热学塑性和流动性，使形状尽快稳定，防止变形。冷却方法：水槽冷却和喷淋冷却2.裁断按一定长度或重量进行裁切过3.卷取手工盘接，机械绕盘五、配方设计措施程1.挤出胶料的一般要求①水分及挥发物含量尽可能低，以免产生气孔。②无外来杂质颗粒，以免造成破裂。③胶料宜有较小的弹性变形，以保证制品尺寸稳定。④有足够长的门尼焦烧时间，防止挤出过程产生自硫。③有一定自润滑性，发热量低。③胶料要保持一定的挺性，防止停放变形。2.挤出胶料的一般配合原则①含胶率含胶率应低些，一般为30～50%，胎面胶为59%。含胶率高，胶料弹性大，挤出慢，收缩大，外表不光滑。填料中以FEF、SRF和陶土较理想。②配用再生胶和油膏可降低收缩率，加快压出速度，降低发热量。③配用炭黑、碳酸镁、油膏等可减少停放变形。④选用润滑性的软化剂，如油膏、矿物油、古马隆、硬脂酸、蜡类等，能增大压出速度并使制品外表光滑；松香、沥青等粘性软化剂则有降低压出速度的作用，不宜使用。4
4 教 学 过 程 第三节 挤出工艺 一、胶料热炼的要点 热炼目的：进一步提高混炼胶的均匀性和热塑性，使胶料易于挤出，得到 合格半成品。 粗炼：T=45℃左右，辊距为 1～2mm，提高均匀性 细炼：T=60～70℃， 辊距为 5～6mm，提高热可塑性 二、挤出操作 通蒸汽预热机筒、机头、口型和芯型→供胶→调节口型位置、挤出机转速 及接取速度→检查半成品质量→调控机台温度及挤出速度（T↑则 v↑） 三、工艺条件 1.可塑度 P P=0.25～0.4 2.机台温度 口型处最高，机头次之，机筒最低。其目的是使挤出半成品表面光滑、挤 出过程顺利和减小膨胀率。 3.挤出速度 挤出速度以单位时间内的压出长度（或重量了）来表示。 四、冷却、裁断、称量和卷取 1.冷却 冷却目的：防止半成品在停放是产生自硫，即减少焦烧可能；降低挤出物的热 塑性和流动性，使形状尽快稳定，防止变形。冷却方法：水槽冷却和喷淋冷却 2.裁断 按一定长度或重量进行裁切 3.卷取 手工盘接，机械绕盘 五、配方设计措施 1.挤出胶料的一般要求 ①水分及挥发物含量尽可能低，以免产生气孔。 ②无外来杂质颗粒，以免造成破裂。 ③胶料宜有较小的弹性变形，以保证制品尺寸稳定。 ④有足够长的门尼焦烧时间，防止挤出过程产生自硫。 ⑤有一定自润滑性，发热量低。 ⑥胶料要保持一定的挺性，防止停放变形。 2.挤出胶料的一般配合原则 ①含胶率 含胶率应低些，一般为 30～50%，胎面胶为 59%。含胶率高，胶料弹性大， 挤出慢，收缩大，外表不光滑。填料中以 FEF、SRF 和陶土较理想。 ②配用再生胶和油膏可降低收缩率，加快压出速度，降低发热量。 ③配用炭黑、碳酸镁、油膏等可减少停放变形。 ④选用润滑性的软化剂，如油膏、矿物油、古马隆、硬脂酸、蜡类等，能 增大压出速度并使制品外表光滑；松香、沥青等粘性软化剂则有降低压出速度 的作用，不宜使用
三、总结与巩固1.小结本章主要阐述了挤出机的基本结构和原理；挤出基本工艺和工艺条件的控制2.考核知识点2.1挤出机2.2挤出原理2.3挤出工艺3.考核要求3.1挤出机理解：挤出机的基本结构3.2挤出原理识记：挤出膨胀、收缩理解：挤出过程；挤出膨胀、收缩影响因素。3.3挤出工艺教理解：工艺条件的调控。4.思考题学1.什么叫挤出膨胀？其产生的原因何在？过2.挤出天然胶料时，挤出机各部位的温度范围各为多少？为什么各部位的温度不一样？程教学通过理论教学，基本达到了教学目标要求。后记
5 教 学 过 程 三、总结与巩固 1.小结 本章主要阐述了挤出机的基本结构和原理；挤出基本工艺和工艺条件的控 制 2.考核知识点 2.1 挤出机 2.2 挤出原理 2.3 挤出工艺 3.考核要求 3.1 挤出机 理解：挤出机的基本结构 3.2 挤出原理 识记：挤出膨胀、收缩 理解：挤出过程；挤出膨胀、收缩影响因素。 3.3 挤出工艺 理解：工艺条件的调控。 4.思考题 1.什么叫挤出膨胀？其产生的原因何在？ 2.挤出天然胶料时，挤出机各部位的温度范围各为多少？为什么各部位的 温度不一样？ 教 学 后 记 通过理论教学，基本达到了教学目标要求