氟塑料挤出工艺及其发展前景.docx

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摘要

本文经过对实践经验的总结介绍了氟塑料在挤出工艺过程中的几个特点, 并分析了氟塑料在挤出工艺过程中常遇到的问题及产生的原因。那么在它的挤出工艺生产过程中, 就有可能遇到诸如 ”气泡”,”松套”, ”开裂”, ”外径波大”等一系列问题, 还有怎么控制好它的工艺参数, 都是要密切去关注和去解决的。
在工艺过程中, 还深刻的阐述了聚四氟乙烯生产工艺流程, 包括生产过程中的材料的用量, 挤出的压力控制, 螺杆的转速, 温度的控制, 工艺参数的控制, 模具的选配等等, 下面分别从这几个方面来研究, 制定出实际可行的方案。

关键词: 挤出, 设备, 模具, 方案, 工艺参数

目录

摘要......................................................
绪论.......................................................
第一章 氟塑料挤出工艺原理..................................
1.1 氟塑料的挤出过程........................................
1.2 挤出过程的三个阶段.....................................
1.3 塑化阶段氟塑料流动的变化..............................
1.4 挤出过程中氟塑料流动的状态.............................
1.5 挤出质量..............................................
第二章 挤出工艺的技术要求..........................
2.1 绝缘线芯质量要求..............................................
2.2 垫层护套的要求..............................................
2.3. 挤出机常见质量缺陷, 产生原因及消除办法...................
第三章 聚四氟乙烯挤出工艺流程
3.1 工序一、 工序二、 工序三、 工序四、 工序五
3.2 材料使用安全规定
3.3 劳动纪律及安全生产规定
3.4 挤出机挤出温度控制
3.5 挤出机的压力控制
3.6 螺杆转速的控制
第四章 氟塑料的挤出成型工艺.................................
4.1配模及放大值e和e的说明.........................
4.2 选配模具的经验...................................
4.3模具的调整 ....................................... 
第五章 氟塑料的未来发展趋势及其重要意义。
5.1 氟塑料发展的当今现状, 未来趋势及其重要意义。
第六章展望.....................................................
致 谢...........................................................
参考文献......................................................

绪论

如今的时代已是高科技的的时代, 是21世纪的时代, 各行各业都是以经济为主体发展创新, 不断地改进旧技术的不足和缺陷以适应新技术的创新型发展。而当今电缆行业也是中国国民经济的命脉, 电缆行业的发展也离不开广大人民群众, 各企事业单位的需要。氟塑料是一个重要的种类。自1938年美国科学家R.S.Plunkett合成出聚四氟乙烯以来, 氟塑料的研制, 加工, 生产和应用得到了很大的发展。另外聚偏氟乙烯、 聚全氟乙丙烯、 四氟乙烯与乙烯的共聚物, 四氟乙烯与全氟正丙基乙烯基醚的共聚物等具有不同性能、 加工特性和用途的氟塑料也相继工业化生产, 并展现出更广阔的应用前景。
氟塑料是性能优异的高分子材料, 具有热稳定性高、 介电常数低、 吸湿性低、 可燃性低和极好的耐化学性, 当前已被广泛应用于航空航天、 原子能、 电子、 电气、 化工、 机械、 建筑、 轻纺、 医药等工业部门, 并日益深入到人们的日常生活中。氟塑料的价格一直较高, 一般是聚乙烯价格的10倍以上。主要原因是氟塑料的生产, 提纯成本高, 生产装置规模相对较小, 成型加工也比较困难。可是, 由于氟塑料具有其它材料难以替代的特点, 因此它所创造的经济效益也远高于常规塑料。
随着全球经济化步伐的加快,中国氟化工产业高速发展,氟塑料加工业作为一个开放的产业体系也进入了快速发展通道。中国氟塑料加工企业分布全国20多个省市自治区,企业规模逐年扩大,企业已基本掌握了门类齐全的氟塑料加工技术,生产能力不断增加;氟塑料制品品种愈加丰富,应用领域不断扩大;制品的进出口数量近年均呈增长态势;外资加工企业进驻中国加工市场,也为中国氟塑料加工技术和应用的发展注入了新的活力。
氟塑料现在正逐渐被广泛应用于实际生活中, 那么要了解一个产品的好与坏, 更多的是去关注于它的生产过程, 在它的加工过程中一定保证其严谨性, 确定每一道生产工序的正常运行, 在它的挤出过程中就一定要控制好它的挤出温度, 工艺参数, 模具的选取, 加热和冷却装置的选用等等, 只有去发现问题, 才能去解决问题, 这才是当前最主要做的。

1.1氟塑料的挤出过程

电线电缆的塑料绝缘和护套使是采用连续挤压方式进行的, 挤出设备一般是单螺杆挤塑机。氟塑料在挤出前, 要事先检查氟塑料是否潮湿或有无其它杂物, 然后把螺杆预热后加入料斗内。在挤出过程中, 装入料斗中的氟塑料借助重力或加料螺旋进入机筒中, 在旋转螺杆的推力作用下, 不断向前推进, 从预热段开始逐渐的向均化段运动; 同时, 氟塑料受到螺杆的搅拌和挤压作用, 而且在机筒的外热及塑料与设备之间的剪切摩擦的作用下转变为粘流态, 在螺槽中形成连续均匀的料流。在工艺规定的温度作用下, 塑料从固体状态转变为熔融状态的可塑物体, 再经由螺杆的推动或搅拌, 将完全塑化好的氟塑料推入机头; 到达机头的料流, 经模芯和模套间的环形间隙, 从模套口挤出, 挤包于导体或线芯周围, 形成连续密实的绝缘层或护套层, 然后经冷却和固化, 制成电线电缆产品。

1.2 挤出过程的三个阶段

塑料挤出最主要的依据是塑料所具有的可塑态。塑料在挤出机中完成可塑过程成型是一个复杂的物理过程, 即包括了混合、 破碎、 熔融、 塑化、 排气、 压实并最后成型定型。值的注意的是这一过程是连续实现的。然而习惯上, 人们往往。按塑料的不同反应将挤塑过程这一连续过程, 人为的分成不同阶段, 即为: 塑化阶段( 塑料的混合、 熔融和均化) ; 成型阶段( 塑料的挤压成型) ; 定型阶段( 塑料层的冷却和固化) 。 
第一阶段是塑化阶段。也称为压缩阶段。它是在挤塑机机筒内完成的, 经过螺杆的旋转作用, 使塑料由颗粒状固体变为可塑性的粘流体。塑料在塑化阶段取得热量的来源有两个方面: 一是机筒外部的电加热; 二是螺杆旋转时产生的摩擦热。起初的热量是由机筒外部的电加热产生的, 当正常开车后, 热量的取得则是由螺杆选装物料在压缩、 剪切、 搅拌过程中与机筒内壁的摩擦和物料分子间的内摩擦而产生的。 
第二阶段是成型阶段。它是在机头内进行的, 由于螺杆旋转和压力作用, 把粘流体推向机头, 经机头内的模具, 使粘流体成型为所需要的各种尺寸形状的挤包材料, 并包覆在线芯或导体外。 
第三阶段是定型阶段。它是在冷却水槽或冷却管道中进行的, 塑料挤包层经过冷却后, 由无定型的塑性状态变为定型的固体状态。

1.3 塑化阶段氟塑料流动的变化

在塑化阶段, 氟塑料沿螺杆轴向被螺杆推向机头的移动过程中, 经历着温度、 压力、 粘度, 甚至化学结构的变化, 这些变化在螺杆的不同区段情况是不同的。塑化阶段根据塑料流动时的物态变化过程又人为的分成三个阶段, 即加料段、 熔融段、 均化段, 这也是人们习惯上对挤出螺杆的分段方法, 各段对塑料挤出产生不同的作用, 氟塑料在各段呈现不同的形态, 从而表现出氟塑料的挤出特性
在加料段, 首先就是为颗粒状的固体塑料提供软化温度, 其次是以螺杆的旋
转与固定的机筒之间产生的剪切应力作用在塑料颗粒上, 实现对软化塑料的破碎。而最主要的则是以螺杆旋转产生足够大的连续而稳定的推力和反向摩擦力, 以形成连续而稳定的挤出压力, 进而实现对破碎塑料的搅拌与均匀混合, 并初步实行热交换, 从而为连续而稳定的挤出提供基础。在此阶段产生的推力是否连续均匀稳定、 剪切应变率的高低, 破碎与搅拌是否均匀都直接影响着挤出质量和产量。
熔融段, 经破碎、 软化并初步搅拌混合的故态氟塑料, 由于螺杆的推挤作用, 沿螺槽向机头移动, 自加料段进入熔融段。在此段塑料遇到了较高温度的热作用, 这是的热源, 除机筒外部的点加热外, 螺杆旋转的摩擦热也在起着作用。而来自加料段的推力和来自均化段的反作用力, 使塑料在前进中形成了回流, 这回流产生在螺槽内以及螺杆与机筒的间隙中, 回流的产生不但使物料进一步均匀混合, 而且使塑料热交换作用加大, 达到了表面的热平衡。由于在此阶段的作用温度已超过了塑料的流变温度, 加之作用时间较长, 致使塑料发生了物态的转变, 与加热机筒接触的物料开始熔化, 在机筒内表面形成一层聚合物熔膜, 当熔膜的厚度超过螺纹顶与机筒之间的间隙时, 就会被旋转的螺纹刮下来, 聚集在推进螺纹的前面, 形成熔池。由于机筒和螺纹根部的相对运动, 使熔池产生了物料的循环流动。螺棱后面是固体床( 固体塑料) , 物料沿螺槽向前移动的过程中, 由于熔融段的螺槽深度向均化段逐渐变浅, 固体床不断被挤向机筒内壁, 加速了机筒向固体床的传热过程, 同时螺杆的旋转对机筒内壁的熔膜产生剪切作用, 从而使熔膜和固体床分界面的物料熔化, 固体床的宽度逐渐减小, 知道完全消失, 即由固态转变为粘流态。此时塑料分子结构发生了根本的改变, 分子间张力极度松弛, 若为结晶性高聚物, 则其晶区开始减少, 无定形增多, 除其中的特大分子外, 主体完成了塑化, 即所谓的”初步塑化”, 而且在压力的作用下, 排除了固态物料中所含的气体, 实现初步压实。
在均化段, 具有这样几个突出的工艺特性: 这一段螺杆螺纹深度最浅, 即螺槽容积最小, 因此这里是螺杆与机筒间产生压力最大的工作段; 另外来自螺杆的推力和筛板等处的反作用力, 是塑料”短兵相接”的直接地带; 这一段又是挤出工艺温度最高的一段, 因此塑料在此阶段所受到的径向压力和轴向压力最大, 这种高压作用, 足以使含于塑料内的全部气体排除, 并使熔体压实, 致密。该段所具有的”均压段”之称即由此而得。而由于高温的作用, 使得经过熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化, 从而最后消除”颗粒”, 使塑料塑化充分均匀, 然后将完全塑化熔融的塑料定量、 定压的由机头均匀的挤出。

1.4 挤出过程中氟塑料流动的状态

在挤出过程中, 由于螺杆的旋转使塑料推移, 而机筒是不动的, 这就在机筒和螺杆之间产生相对运动, 这种相对运动对塑料产生摩擦作用, 使塑料被拖着前进。另外, 由于机头中的模具、 多孔筛板和滤网的阻力, 又使塑料在前进中产生反作用力, 这就使塑料在螺杆和机筒中的流动复杂化了。一般将塑料的流动状态看成是由以下四种流动形式组成的:  
正流――是指塑料沿着螺杆螺槽向机头方向的流动。它是螺杆旋转的推挤力产生的, 是四种流动形式中最主要的一种。正流量的大小直接决定着挤出量。 
倒流――又称逆流, 它的方向与正流的流动方向整好相反。它是由于机头中的模具、 筛板、 和滤网等阻碍塑料的正向运动, 在机头区域里产生的压力( 塑料前进的反作用力) 造成的。由机头至加料口形成了”压力下的回流”, 也称为”反压流动”。它能引起生产能力的损失。
倒流――又称逆流, 它的方向与正流的流动方向整好相反。它是由于机头中的模具、 筛板、 和滤网等阻碍塑料的正向运动, 在机头区域里产生的压力( 塑料前进的反作用力) 造成的。由机头至加料口形成了”压力下的回流”, 也称为”反压流动”。它能引起生产能力的损失。 
横流――它是沿着轴的方向, 即与螺纹槽相垂直方向的塑料流动。也是由螺杆旋转时的推挤所形成的。它的流动受到螺纹槽侧壁的阻力, 由于两侧螺纹的相互阻力, 而螺杆是在旋转中, 使塑料在螺槽内产生翻转运动, 形成环状流动, 因此横流实质是环流。环流对塑料在机筒中的混合、 塑化成熔融状态, 是和环流的作用分不开的。环流使物料在机筒中产生搅拌和混合, 而且利于机筒和物料的热交换, 它对提高挤出质量有重要的意义, 但对挤出流率的影响很小。 
漏流――它也是由机头中模具、 筛板和滤网的阻力产生的。不过它不是螺槽中的流动, 而是在螺杆与机筒的间隙中形成的倒流。它也能引起生产能力的损失。由于螺杆与机筒的间隙一般很小, 故在正常情况下, 漏流流量要比正流和倒流小的多。在挤出过程中, 漏流将影响挤出量, 漏流量增大, 挤出量将减小。 
塑料的四种流动状态不会以单独的形式出现, 就某一塑料质点来说, 既不会有真正的倒流, 也不会有封闭的环流。熔体塑料在螺纹槽中的实际流动是上述四种流动状态的综合, 以螺旋形轨迹向前的一种流动。

1.5氟塑料挤出质量
挤出质量主要指塑料的塑化情况是否良好, 几何尺寸是否均一, 即径向厚度是否一致, 轴向外径是否均匀。决定塑化情况的因袭除塑料本身外, 主要是温度和剪切应变率及作用时间等因素。挤出温度过高不但造成挤出压力的波动, 而且导致塑料的分解, 甚至可能酿成设备事故。而减小螺槽深度, 增大螺杆长径比, 虽然有利于塑料的热交换和延长受热时间, 满足塑化均匀要求, 但将影响挤出量, 又为螺杆制造和装配造成困难。因此确保塑化的重要因素应是提高螺杆旋转对塑料所产生的剪切应变率, 以达到机械混合均匀, 挤出热交换均衡, 并由此为塑化均匀提供保障。这个应变率的大小由螺杆与机筒间的剪切应变力所决定,在保证挤出量的要求下, 能够在提高转速的情况下加大螺槽深度。另外, 螺杆与机筒的间隙也对挤出质量有影响, 间隙过大时则塑料的倒流、 漏流增加, 不但引起挤出压力波动, 影响挤出量; 而且由于这些回流的增加, 使塑料过热而导致塑料焦烧或成型困难。

第2章 挤出工艺技术的要求

2.1 绝缘线芯质量要求

绝缘表面应光滑平整, 不得有连续的竹节、 波浪及偏心, 绝缘截面不应有肉眼可见的气泡、 砂眼、 杂质。绝缘塑化应均匀, 无焦烧; 绝缘线芯两端不应进水; 绝缘线芯的识别标志应首位一致。

2.2 垫层和护套的要求

多芯电缆挤包内垫层最小标称厚度为1.2mm, 测量任何一点的最小厚度应不低于标称值的80％－0.2mm。
1. 护套表面应光洁圆整, 不得有连续的竹节、 波浪及偏心, 护套横截面不应有肉眼可见的气泡、 砂眼、 杂质。护套应连续完整, 护套厚度应符合规定要求。 
2．直接挤在光滑表面的护套( 如单芯电缆, 无绕包层者) 的护套任意一点的最薄厚度应不小于护套厚度标称值的85％－0.1mm。
3．直接挤在非正规圆柱形表面的护套( 如缆芯有绕包层、 皱纹金属套者) 的护套任意一点的最薄厚度应不小于护套厚度标称值的80％－0.2mm 
4.外护套表面应有厂名、 型号、 规格、 制造长度 、 制造年份等永久性识别标志, 能够是字轮凸印, 也能够是色带热印和喷印。要求清晰、 完整、 连续、 耐擦。 
5.挤PVC和PE护套时, 采用挤管式, 对较大截面应同时抽真空。 
6.氟塑料护套允许修补。修补后的护套质量应符合规定。

2.3 挤出机常见质量缺陷, 产生原因及消除办法

序
号
不合格类型
不合格现象
产生不合格品原因
防止及消除方法

1

塑化不良

1.塑料表面有蛤蟆皮现象
2.温度低, 仪表及实测温度
3.塑料表面暗淡无光, 有没塑化好的小颗粒;
4. 挤包接缝不好, 有一条明显的痕迹。

1．温度控制过低或控制不合适;
2.塑料中有难塑化的树脂颗粒;
3. 操作方法不当, 螺杆和牵引速度太快, 塑料没有完全塑化。 
4．造粒时塑料混合不均匀或塑料本身存在质量问题。
1．按工艺规定控制温度, 发现温度低适当提
高面身、 机头温度, 主
要提高机身温度。 
2．适当降低降低螺杆转速使塑料加温度和
塑化时间增长, 以提高
塑料塑化效果。 
3．利用螺杆冷却水,
适当放小, 原则上这一方法不合理, 难控制。 
4.选配模具时, 模套适当配小, 加强出胶口的压力。

2

焦粒
1．温度反应超高, 或者是控制温度及仪表
失灵, 造成塑料超高温而焦烧。 
2．机头的出胶口烟雾大, 有强烈刺激性气味, 另外有噼啪声。 
3．塑料表面发现颗粒状焦粒。 
4．接缝处有连续气孔。
1．温度控制超高造成塑料焦烧。 
2．螺杆长期使用而没有清洗, 焦粒物积存随塑
料挤出。 
3．加温时间太长, 塑料积存物长期加温, 使塑料老化变质而焦烧。 
4．停车时间长, 没有清理机头螺杆, 造成塑料分解。  
5．控温仪失灵。
1．经常检查加温系统是否正常。 
2．定期清理螺杆或机头。 
3．按规定时间要求加温, 加温系统有问题及时通知有关人员修理。 
4．换模或换色要及时, 干净, 防止杂色或走胶。 
5．发现焦粒应清理机
头或螺杆。 

3

疙瘩

1．树脂在塑化过程中产生的疙瘩在塑料层表面有小颗粒, 分布在塑料层表面四周。2．焦
粒产生的疙瘩, 在塑料层表面有焦粒。 3．杂质疙瘩, 在塑料表面有杂质, 切片疙瘩里有杂质。
1．温度控制较低, 塑料未塑化好就从机头里挤出 
2．塑料质量较差, 有较难塑化的树脂, 没有完全塑化就被挤出。 
3．原材料里有杂质, 加料时加入或加料时将杂质加入, 造成杂质疙瘩。
4．温度控制超高, 造成焦粒带出。 
5．模芯、 模套装配时没到位, 形成缝隙, 进胶后老化变质, 形成焦粒
1．塑料本身造成的疙瘩, 应适当提高机身温度, 使塑化均匀。 
2．加料时严格检查塑料是否有杂质, 发现有杂质要立即停机清理机头、 并把螺杆内料排干净。 
3．发现温度超高, 要立即适当降低温度。 
4．出现塑化不良的疙瘩, 要适当调高温度或降低螺杆转速和牵引
的速度。

4

塑料层正负超差

1．螺杆和牵引速度不稳, 电流表或电压表左右摆动, 因此影响电缆外径, 产生塑料层的偏差。 
2．加料口温度高, 造成出胶不均匀, 造成外径波动。 
3．温度控制超高, 造成挤出量减少或挤出后难于定型, 产生薄皮现象。 
4．挤包高密度PE料时, 由于机身温度控制低造成出胶量有波动、 电机负荷大。
1．缆芯、 导体外径不均匀。 
2．半成品质量有问题, 钢带接头不好, 松套, 钢带卷边, 绕包层鼓包、 接头外径大等。 
3．挤压式模芯选配过大, 对模距离远, 造成倒胶产生偏芯。 
4．模芯与模芯座之间没
扭紧, 产生倒胶而偏芯。 
5．螺杆或牵引速度不稳, 产生外径波动。 
6．加料口, 机身温度控制不当造成出胶不均匀。 
7．加料口堵塞。
1．加强测量外径和检查厚度, 发现外径有波动, 查明波动原因, 立
即采取措施。 
2．模芯配置必须合理, 模芯与模芯座之间必须扭紧。 
3．注意螺杆、 牵引的电流表和电压表, 发现不稳定应立即通知电工修理。 
4．加料时有条料必须拿出。 
5．严格按规定控制温度。

5

电缆外径不均和竹节状
1．螺杆或牵引不稳, 造成外径粗细不均。 
2．由于牵引突然不稳, 形成电缆的塑料层呈竹节形。 
3．模具选配小, 半成品外径变化大, 造成厚度不均、 竹节。
1．收放线或牵引速度不稳。 
2．半制品外径变化大, 模具选配不合适。 
3．螺杆速度不稳, 主电机转速不均, 皮带过松或打滑。
1．经常检查螺杆、 牵引、 收放线的速度是均匀。 
2．选配模要合适。 
3．经常检查机械和电器运转情况, 发现问题立即修理。

6

合胶缝不好 

1．在塑料层表面的外侧, 塑料合缝不好, 有一条发乌的痕迹, 严重时有裂纹。 
2．塑料层合缝塑化不好, 有疙瘩和微小颗粒, 严重时用手一撕即开。 
3．控制温度较低, 特别是机头温度控制较低。

1．温度控制较低, 塑化不良。 
2．螺杆现机筒间间隙大, 造成塑化差。 
3．机头温度控制失灵, 造成低温, 使塑料层合缝不好。 
4．机身温度过高, 料粘度小, 压力不足。
1．适当提高控制温度, 特别是机头温度。 
2．降低机身温度增加压力。 
3．机头外侧采用保温装置进行保温。 
4．加两层滤网, 以增加压力, 提塑化程度。 
5．适当降低螺杆及牵引速度, 使塑化时间延长, 达到合缝塑化好的目的 

7

气泡、 气孔 

1．表面塑化好, 但横断面上有气孔。 
2．表面有气泡。

1.局部温度控制高。 
2．螺杆漏水、 漏油。 
3．料潮。 
4．料过热分解, 析出气体
1．温度控制要合适, 发现温度高要立即调整。 
2．加料时检查塑料质量 
3．开车排料应检查端面是否有气孔, 表面是否有气泡。

8

脱节、 冷料

1．绝缘、 护套挤塑过程中脱节、 拉断。 
2．绝缘和护套挤塑过程中局部拉破。 
3．表面有没塑化的冷料带出。
1．半制品表面有水、 油污等。 
2进料口堵塞或脱料。 
3．半制品质量差, 局部鼓包弯曲, 及钢带和塑料带松套, 接头过大。  
1．根据半制品半径, 模芯配备适当, 防止拖模
芯。 
2．处理好半制品( 烘干、 抹干净半品。 
3．注意供料、 出料情况。

第3章 聚四氟乙烯挤出工艺流程

3.1.1 工序一: 过筛与计量

 供膏状挤用的分散聚四氟乙烯树脂在剪切压力下容易引起纤维化, 因此应避免使用一切造成纤维化的器具。同时由于氟塑料静电引尘力强, 注意防止灰尘侵入。
      在搬动料库中的聚四氟乙烯树脂粉时应轻拿轻放, 避免剧烈的振动, 以防止粉末结块。对于聚四氟乙烯树脂粉应随用随取。把聚四氟乙烯树脂粉倒入筛料机中( 筛子目数 12 ) 筛料, 筛后的料直接筛入直径 400 mm  ,高  445  mm  的  混料筒中。对于未过筛的粗块, 应装入清洁密闭透明的塑料袋中, 待装满1/3后。扎好口轻轻的震动, 使粗块碎成粉末, 然后再过筛。在筛料过程中应注意不要把粉料弄脏, 以免最后制成的产品夹有污斑, 使电特性降低。
      待料筛满混料筒的2/3后停止筛料, 把混料筒放在电子称上称量。
工序二: 混合

 按工艺要求加入助推剂, 如果有颜色的要求则加入着色剂。然后加盖密封, 盖子要盖严防止挤压辅助剂挥发。把混料桶放在混料机上混料, 一般混料时间为20min ,混料机转速 r/min .混料机的转速不要太高, 否则会造成物料附于筒壁内部。以混合均匀为标准。

工序三: 熟化

为使助挤剂更充分的弥散到粉末颗粒的表面, 必须将混合料在室温下( 23℃或稍高) 下密封静置5～15小时, 保证助剂充分浸润物料, 加工时有利于树脂的均匀化。

工序四: 预压

预压的目的是除去伴入挤压辅助剂后的粉末中的空气, 并把糊状树脂压制成与电线推压机料筒相应的毛坯, 直径比料筒约小1～2mm.预压时将混合料加预压型腔内, 加压至其体积为初始体积的1/3。压力为1.0～3.0Mpa, 实际证明预成型压强过大或过小, 会造成绝缘外径不符合工艺的要求。压力表上的压强随坯料径向尺寸的增大而增大。
坯料预成型时, 为使压力均匀的传递, 以利于尺寸的稳定性, 必须徐徐的加压, 一般预压速度为 50mm/min 或稍低。预压时不应有附加剪切力, 加压后材料内部不应有残留的空气。达到规定的压强后保持恒压至少5分钟, 然后逐渐的减压。脱模的坯料应用手指甲轻轻的剥除已经纤维化的部分, 把坯料要直接的移入推压机的钢筒中, 搬动中应防止污染。

工序五: 推挤绝缘
挤压装置:
下图为典型的聚四氟乙烯绝缘电线推压系统简图, 由导体放线装置, 推压机, 烘干/烧结炉, 火花试验机, 收线装置等组成。挤压机包括缸筒, 挤出活塞, 导杆, 传动机构, 阳模, 阴模等。我厂引进得推压钢的内径分为Ф90mm, Ф44.5mm导杆直径分别为Ф25.4mm , Ф 19mm 。

工序六: 烘干, 烧结, 冷却
烘干 :
冷挤后的电线应先烘干, 烘干即助挤剂的挥发。在烘干阶段必须使助挤剂逐步的充分的挥发掉, 如果烧结速度太快, 助挤剂未充分的逸出, 电线即进入烧结区, 烧结后的电线会产生纵向开裂, 造成电压的击穿。一般烘干温度控制在100-300℃。
烧结:
烧结温度应高于树脂的熔点327℃, 烧结温度根据绝缘的厚度而定, 一般对于薄壁绝缘, 烧结温度一般控制在400-420℃, 对于壁厚绝缘一般温度控制在360-380℃, 烧结温度过高会造成绝缘的老化或热分解使绝缘层的电气性能和机械性能降低。如果过低则孔隙无法完全的消除, 同样也会使绝缘的性能变差。
  烧结过程是一种物理过程, 未经烧结的聚四氟乙烯大分子是一种晶区与处于高弹态的非晶区的混合物, 当温度达到327℃时晶区开始消失, 转变成无定型的胶态, 这时大分子链开始扩散, 同时也有分子链的松弛过程, 最佳的烧结温度能够使分子链的扩散过程迅速的进行。分子链的运动结果, 填补了助剂挥发所留下来的孔隙, 消除了树脂颗粒因推挤过程中定向纤维化等所产生的内应力, 使树脂分界面消失, 大分子紧密的链在一起。适当的提高温度, 有利于扩散过程的进行可是由于聚四氟乙烯的导热性差, 在绝缘层中容易产生很大的温度梯度, 也就是说温度过高, 烧结速度不恰当的加快, 会使绝缘表面分解, 而其内表面尚未”烧熟”, 这种绝缘层外表面过烧而内表面烧结不足的现象, 导致绝缘纵向的开裂。因此对于厚壁的绝缘产品, 烧结时一般适当的采用较低的温度, 较低的速度, 绝缘层的质量较好。
冷却:
为使处于烧结的聚四氟乙烯结晶终止并定型, 必须进行冷却, 冷却速度的快慢直接影响绝缘的结晶和收缩率, 同时也与绝缘层中应力有关系。一般来说冷却速度快, 使绝缘的结晶率低, 收缩率小, 这对电线电缆产品是有益的。可是不适当的快速冷却, 因绝缘的内外的温度梯度太大而导致应力的增加, 严重时也会造成应力开裂。260℃时聚四氟乙烯的结晶终止。因此一般把冷却温度定为260℃以下至室温。
0.4mm2  聚四氟乙烯绝缘电线推挤主要工艺参数示例 

工艺参数
数值
助推剂
22g/100g树脂
模具内经
1.7㎜
模具角度
24
模具温度
40-50℃
压缩比
700
干燥温度
60-250℃
烧结温度
380-420℃

3.2: 材料使用安全规定

(1).在有树脂粉尘存在的场所, 或在身上, 手上附有氟树脂的情况下, 严禁吸烟, 以免中毒。附有树脂的工作衣帽不能带离作业场地。
( 2) 烧结炉万一控制失灵, 由于温度过高而发生剧烈的分解时, 必须马上切断电源, 打开炉顶通风口后, 操作人员才能离开工作岗位。发生事故严禁打开炉门, 防止空气进入炉中加速热分解, 避免使有毒气体外逸
( 3) 聚四氟乙烯挤压的助剂一般为汽油, 石油醚等, 多是易然易爆物质, 严禁操作场地出现明火。
( 4) 严禁氟树脂和氟树脂碎屑混在垃圾中烧掉, 会引起社会公害, 应存放在专点

3.3: 劳动纪律及安全生产规定

1. 在生产车间严禁吸烟, 严禁操作场地出现明火。
2. 生产车间内严禁追逐, 打闹, 不准干与工作无关的事情。
3. 在设备运行时不准远离设备, 应随时注意电线的质量, 出现问题及时解决。
4. 对于混料应注意卫生, 防止灰尘, 以及纤维化的树脂的混入。严禁用手抓树脂粉。
5. 每一班在开班前应提前五分钟到达工作现场, 不准迟到, 应做好开机前的准备工作, 交接班应作好交接工作。
6. 每一班在收班的前十分钟应打扫工作场地的卫生, 对于本班用的工具( 模具, 筛料筛, 料筒, 烧杯等) 应作清理, 保证下一班使用时的清洁, 把本班废料, 费线放入指定地点存放。
7. 在生产中应严格按工艺的要求, 不准出现用错材料等现象。
8. 对于设备用的模具及工具等应轻拿轻放, 不准随意乱扔
9. 对于设备, 应保持清洁, 做到随脏随擦。

3.4 挤出机挤出温度的控制

电线电缆绝缘和护套的塑料挤出是根据热塑性塑料变形特性, 使之处于粘流态进行的。对于高温氟塑料的挤出工艺温度控制较为困难, 因为挤出温度较高, 与环境温度相差太悬殊, 散热较快, 在挤制工艺温度上应根据环境条件来考虑保证塑化最佳温度的补偿。因高温氟塑料熔融流动性比其它塑料大, 只要控制温度不过高、 摩擦升温超温的可能性很小。挤出机各加温区段温度的设定很重要, 一般高温挤出机分6个区段: 送料段、 压缩段、 均化段、 机筒与机头过滤段、 机头、 模口。这6个区段工艺设定的温度由送料段至机头由低至高、 区段与区段之间一般相差20～30℃、 过渡段、 机头、 模口温度可设置基本一致。除了要求螺杆和机筒外部加热, 传到塑料使之融化挤出, 还要考虑螺杆挤出塑料时其本身的发热, 因此要求主机的温度应从整体来考虑, 既要考虑加热器加热的开与关, 又要考虑螺杆的挤出热量外溢的因素予以冷却, 要有有效的冷却设施。并要求正确合理的确定测量元件热电偶的位置和安装方法, 能从控温仪表读数准确反映主机各段的实际温度。以及要求温控仪表的精度与系统配合好, 使整个主机温度控制系统的波动稳定度达到各种塑料的挤出温度的要求。

3.5 挤出机的压力控制
为了反映机头的挤出情况, 需要检测挤出时的机头压力, 由于国产挤塑机没有机头压力传感器, 一般是对螺杆挤出后推力的测量替代机头压力的测量, 螺杆负荷表( 电流表或电压表) 能正确反映挤出压力的大小。挤出压力的波动, 也是引起挤出质量不稳的重要因素之一, 挤出压力的波动与挤出温度、 冷却装置的使用, 连续运转时间的长短等因素密切相关。当发生异常现象时, 能排除的迅速排除, 必须重新组织生产的则应果断停机, 不但能够避免废品的增多, 更能预防事故的发生。。聚合一般在40～80℃, 3～26千克力／厘米2压力下进行, 可用无机的过硫酸盐、 有机过氧化物为引发剂, 也能够用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂, 例如全氟辛酸或其盐类。经过检测的压力表读数, 就能够知道塑料在挤出时的压力状态, 一般取后推力极限值报警控制。

3.6 螺杆转速的控制

螺杆转速的调节与稳定是主机传动的重要工艺要求之一。假定挤塑机的出胶量与螺杆转速成线性的,那么采用比例控制方式能够保证生产线的线速度变化的同时挤塑机的出胶量也相应地同比例改变,从而使得3台挤塑机的包覆层厚度保持不变或在允许的厚度公差范围内变化。例如,在低速状态设定生产线的线速度为额定线速度的10％、 螺杆转速为额定螺杆转速的15％。当线速度调整至30％时,线速度×3,螺杆转速同步等比例×3调整至45％。在手动控制模式下,分别设定,
( 1) 线速度Vm,上牵引机的运行速度,也是生产线的线速度。
(2) 3台挤塑机的螺杆转速
。
此时在的线速度的基础上,各台挤塑机的包覆层厚度达到工艺要求并调整十字机头满足同心度的要求。
(3)  向上位机发出自动控制指令,上位机分别计算3台挤塑机的螺杆转速与线速度的比例,
Kp(ⅰ)=Vrpm(i)m/Vm i=1,2,3 (1)
经过式(1),可分别求得3台挤塑机螺杆转速与线速度的比例Kp(1)、 Kp(2)、 Kp(3)。
(4)  进入自动模式,改变线速度至工艺速度Vn,上位机同步计算挤塑机的螺杆转速,
Vrpm(i)n=Kp(i)×Vn , i=1,2,3
经过式(2),可分别求得在要求的工艺速度Vn时,3台挤塑机的螺杆转速Vrpm(1)n,Vrpm(2)n,Vrpm(3)n。
将式(1)代入式(2),则有
Vrpm(i)n=Vn/Vm×Vrpm(i)m,i=1,2,3。 ( 3)
由式(3)能够看出,在自动状态下,线速度由Vm改变至Vn时,3台挤塑机的螺杆转速也跟随线速度同步等比例改变, 同步比例Kp=Vn/Vm,也称为线速度的变化率,参见图2。

2.3  比例同步控制算法分析
比例同步控制算法,能够保证螺杆转速与线速度同比例改变,比例同步控制算法的前提是挤塑机出胶量是与螺杆转速成线性比例。但由于高分子材料的熔融挤出线性度受螺杆的结构、 螺杆加工精度、 温度等各种因素影响,因此挤塑机的出胶量与螺杆转速之间不是一种完全的线性状态,而是一种非线性状态。简单地说,当螺杆转速为额定转速的50％时,假设出胶量也为最大出胶量的50％,当螺杆转速改变至20％,出胶量可能为最大出胶量的18％。由于挤塑机出胶量与螺杆转速之间的非线性的关系,在设计控制算法时若只考虑线速度与螺杆转速的比例同步控制,在实际应用中不能很好地控制线缆各层包覆厚度,这样就必须采用新的控制算法以满足生产工艺要求。
3.1  控制算法的提出
经过实际的挤出试验,可得到螺杆转速与挤出量的对照表。试验中将螺杆的额定转速定义为100％,100％额定转速对应的出胶量作为100％额定出胶量,如下表所示。
由表1可知,螺杆转速在额定转速20％以下区段挤出机的出胶量下降趋势明显。在实际生产调试3层共挤模头时,为了使塑料原料和紧压线芯的损耗最小化,螺杆转速一般均在20％的范围内。按照比例同步控制算法,升速后各包覆层的厚度将增加,需经人工降低同步比例后才能达到工艺要求。可是减速时,因为人工降低过同步比例,各包覆层的厚度又会减小。这样使得现场操作非常困难。
表1 螺杆转速与出胶量的对照表
螺杆转速﹪
20.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
出胶量﹪
6.3
18.2
29.4
39.6
49.4