氟塑料挤出工艺及其发展前景模板.docx

摘要

本文经过对实践经验总结介绍了氟塑料在挤出工艺过程中多个特点，并分析了氟塑料在挤出工艺过程中常碰到问题及产生原因。那么在它挤出工艺生产过程中，就有可能碰到诸如 “气泡”,“松套”，“开裂”，“外径波大”等一系列问题，还有怎么控制好它工艺参数，全部是要亲密去关注和去处理。
在工艺过程中，还深刻叙述了聚四氟乙烯生产工艺步骤，包含生产过程中材料用量，挤出压力控制，螺杆转速，温度控制，工艺参数控制，模具选配等等，下面分别从这多个方面来研究，制订出实际可行方案。

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 氟塑料挤出过程........................................
1.2 挤出过程三个阶段.....................................
1.3 塑化阶段氟塑料流动改变..............................
1.4 挤出过程中氟塑料流动状态.............................
1.5 挤出质量..............................................
第二章 挤出工艺技术要求..........................
2.1 绝缘线芯质量要求..............................................
2.2 垫层护套要求..............................................
2.3. 挤出机常见质量缺点，产生原因及消除措施...................
第三章 聚四氟乙烯挤出工艺步骤
3.1 工序一、工序二、工序三、工序四、工序五
3.2 材料使用安全要求
3.3 劳动纪律及安全生产要求
3.4 挤出机挤出温度控制
3.5 挤出机压力控制
3.6 螺杆转速控制
第四章 氟塑料挤出成型工艺.................................
4.1配模及放大值e和e说明.........................
4.2 选配模具经验...................................
4.3模具调整 ....................................... 
第五章 氟塑料未来发展趋势及其关键意义。
5.1 氟塑料发展当今现实状况，未来趋势及其关键意义。
第六章展望.....................................................
致 谢...........................................................
参考文件......................................................

绪论

现在时代已是高科技时代，是二十一世纪时代，各行各业全部是以经济为主体发展创新，不停地改善旧技术不足和缺点以适应新技术创新型发展。而当今电缆行业也是中国国民经济命脉，电缆行业发展也离不开广大人民群众，各企机关需要。氟塑料是一个关键种类。自1938年美国科学家R.S.Plunkett合成出聚四氟乙烯以来，氟塑料研制，加工，生产和应用得到了很大发展。另外聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯和乙烯共聚物，四氟乙烯和全氟正丙基乙烯基醚共聚物等含有不一样性能、加工特征和用途氟塑料也相继工业化生产，并展现出更宽广应用前景。
氟塑料是性能优异高分子材料，含有热稳定性高、介电常数低、吸湿性低、可燃性低和极好耐化学性，现在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，并日益深入到大家日常生活中。氟塑料价格一直较高，通常是聚乙烯价格10倍以上。关键原因是氟塑料生产，提纯成本高，生产装置规模相对较小，成型加工也比较困难。不过，因为氟塑料含有其它材料难以替换特点，所以它所发明经济效益也远高于常规塑料。
伴随全球经济化步伐加紧,中国氟化工产业高速发展,氟塑料加工业作为一个开放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,企业已基础掌握了门类齐全氟塑料加工技术,生产能力不停增加;氟塑料制品品种愈加丰富,应用领域不停扩大;制品进出口数量多年均呈增加态势;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发展注入了新活力。
氟塑料现在正逐步被广泛应用于实际生活中，那么要了解一个产品好和坏，更多是去关注于它生产过程，在它加工过程中一定确保其严谨性，确定每一道生产工序正常运行，在它挤出过程中就一定要控制好它挤出温度，工艺参数，模具选择，加热和冷却装置选择等等，只有去发觉问题，才能去处理问题，这才是现在最关键做。

1.1氟塑料挤出过程

电线电缆塑料绝缘和护套使是采取连续挤压方法进行，挤出设备通常是单螺杆挤塑机。氟塑料在挤出前，要事先检验氟塑料是否潮湿或有没有其它杂物，然后把螺杆预热后加入料斗内。在挤出过程中，装入料斗中氟塑料借助重力或加料螺旋进入机筒中，在旋转螺杆推力作用下，不停向前推进，从预热段开始逐步向均化段运动；同时，氟塑料受到螺杆搅拌和挤压作用，而且在机筒外热及塑料和设备之间剪切摩擦作用下转变为粘流态，在螺槽中形成连续均匀料流。在工艺要求温度作用下，塑料从固体状态转变为熔融状态可塑物体，再经由螺杆推进或搅拌，将完全塑化好氟塑料推入机头；抵达机头料流，经模芯和模套间环形间隙，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 挤出过程三个阶段

塑料挤出最关键依据是塑料所含有可塑态。塑料在挤出机中完成可塑过程成型是一个复杂物理过程，即包含了混合、破碎、熔融、塑化、排气、压实并最终成型定型。值注意是这一过程是连续实现。然而习惯上，大家往往。按塑料不一样反应将挤塑过程这一连续过程，人为分成不一样阶段，即为：塑化阶段（塑料混合、熔融和均化）；成型阶段（塑料挤压成型）；定型阶段（塑料层冷却和固化）。 
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，经过螺杆旋转作用，使塑料由颗粒状固体变为可塑性粘流体。塑料在塑化阶段取得热量起源有两个方面：一是机筒外部电加热；二是螺杆旋转时产生摩擦热。起初热量是由机筒外部电加热产生，当正常开车后，热量取得则是由螺杆选装物料在压缩、剪切、搅拌过程中和机筒内壁摩擦和物料分子间内摩擦而产生。 
第二阶段是成型阶段。它是在机头内进行，因为螺杆旋转和压力作用，把粘流体推向机头，经机头内模具，使粘流体成型为所需要多种尺寸形状挤包材料，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，塑料挤包层经过冷却后，由无定型塑性状态变为定型固体状态。

1.3 塑化阶段氟塑料流动改变

在塑化阶段，氟塑料沿螺杆轴向被螺杆推向机头移动过程中，经历着温度、压力、粘度，甚至化学结构改变，这些改变在螺杆不一样区段情况是不一样。塑化阶段依据塑料流动时物态改变过程又人为分成三个阶段，即加料段、熔融段、均化段，这也是大家习惯上对挤出螺杆分段方法，各段对塑料挤出产生不一样作用，氟塑料在各段展现不一样形态，从而表现出氟塑料挤出特征
在加料段，首先就是为颗粒状固体塑料提供软化温度，其次是以螺杆旋
转和固定机筒之间产生剪切应力作用在塑料颗粒上，实现对软化塑料破碎。而最关键则是以螺杆旋转产生足够大连续而稳定推力和反向摩擦力，以形成连续而稳定挤出压力，进而实现对破碎塑料搅拌和均匀混合，并初步实施热交换，从而为连续而稳定挤出提供基础。在此阶段产生推力是否连续均匀稳定、剪切应变率高低，破碎和搅拌是否均匀全部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故态氟塑料，因为螺杆推挤作用，沿螺槽向机头移动，自加料段进入熔融段。在此段塑料碰到了较高温度热作用，这是热源，除机筒外部点加热外，螺杆旋转摩擦热也在起着作用。而来自加料段推力和来自均化段反作用力，使塑料在前进中形成了回流，这回流产生在螺槽内和螺杆和机筒间隙中，回流产生不仅使物料深入均匀混合，而且使塑料热交换作用加大，达成了表面热平衡。因为在此阶段作用温度已超出了塑料流变温度，加之作用时间较长，致使塑料发生了物态转变，和加热机筒接触物料开始熔化，在机筒内表面形成一层聚合物熔膜，当熔膜厚度超出螺纹顶和机筒之间间隙时，就会被旋转螺纹刮下来，聚集在推进螺纹前面，形成熔池。因为机筒和螺纹根部相对运动，使熔池产生了物料循环流动。螺棱后面是固体床（固体塑料），物料沿螺槽向前移动过程中，因为熔融段螺槽深度向均化段逐步变浅，固体床不停被挤向机筒内壁，加速了机筒向固体床传热过程，同时螺杆旋转对机筒内壁熔膜产生剪切作用，从而使熔膜和固体床分界面物料熔化，固体床宽度逐步减小，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，则其晶区开始降低，无定形增多，除其中特大分子外，主体完成了塑化，即所谓“初步塑化”，而且在压力作用下，排除了固态物料中所含气体，实现初步压实。
在均化段，含有这么多个突出工艺特征：这一段螺杆螺纹深度最浅，即螺槽容积最小，所以这里是螺杆和机筒间产生压力最大工作段；另外来自螺杆推力和筛板等处反作用力，是塑料“短兵相接”直接地带；这一段又是挤出工艺温度最高一段，所以塑料在此阶段所受到径向压力和轴向压力最大，这种高压作用，足以使含于塑料内全部气体排除，并使熔体压实，致密。该段所含有“均压段”之称即由此而得。而因为高温作用，使得经过熔融段未能塑化高分子在此段完成塑化，从而最终消除“颗粒”，使塑料塑化充足均匀，然后将完全塑化熔融塑料定量、定压由机头均匀挤出。

1.4 挤出过程中氟塑料流动状态

在挤出过程中，因为螺杆旋转使塑料推移，而机筒是不动，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，因为机头中模具、多孔筛板和滤网阻力，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流动复杂化了。通常将塑料流动状态看成是由以下四种流动形式组成： 
正流――是指塑料沿着螺杆螺槽向机头方向流动。它是螺杆旋转推挤力产生，是四种流动形式中最关键一个。正流量大小直接决定着挤出量。 
倒流――又称逆流，它方向和正流流动方向整好相反。它是因为机头中模具、筛板、和滤网等阻碍塑料正向运动，在机头区域里产生压力（塑料前进反作用力）造成。由机头至加料口形成了“压力下回流”，也称为“反压流动”。它能引发生产能力损失。
倒流――又称逆流，它方向和正流流动方向整好相反。它是因为机头中模具、筛板、和滤网等阻碍塑料正向运动，在机头区域里产生压力（塑料前进反作用力）造成。由机头至加料口形成了“压力下回流”，也称为“反压流动”。它能引发生产能力损失。 
横流――它是沿着轴方向，即和螺纹槽相垂直方向塑料流动。也是由螺杆旋转时推挤所形成。它流动受到螺纹槽侧壁阻力，因为两侧螺纹相互阻力，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，所以横流实质是环流。环流对塑料在机筒中混合、塑化成熔融状态，是和环流作用分不开。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热交换，它对提升挤出质量相关键意义，但对挤出流率影响很小。 
漏流――它也是由机头中模具、筛板和滤网阻力产生。不过它不是螺槽中流动，而是在螺杆和机筒间隙中形成倒流。它也能引发生产能力损失。因为螺杆和机筒间隙通常很小，故在正常情况下，漏流流量要比正流和倒流小多。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。 
塑料四种流动状态不会以单独形式出现，就某一塑料质点来说，既不会有真正倒流，也不会有封闭环流。熔体塑料在螺纹槽中实际流动是上述四种流动状态综合，以螺旋形轨迹向前一个流动。

1.5氟塑料挤出质量
挤出质量关键指塑料塑化情况是否良好，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。决定塑化情况因袭除塑料本身外，关键是温度和剪切应变率及作用时间等原因。挤出温度过高不仅造成挤出压力波动，而且造成塑料分解，甚至可能酿成设备事故。而减小螺槽深度，增大螺杆长径比，即使有利于塑料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。所以确保塑化关键原因应是提升螺杆旋转对塑料所产生剪切应变率，以达成机械混合均匀，挤出热交换均衡，并由此为塑化均匀提供保障。这个应变率大小由螺杆和机筒间剪切应变力所决定,在确保挤出量要求下，能够在提升转速情况下加大螺槽深度。另外，螺杆和机筒间隙也对挤出质量有影响，间隙过大时则塑料倒流、漏流增加，不仅引发挤出压力波动，影响挤出量；而且因为这些回流增加，使塑料过热而造成塑料焦烧或成型困难。

第2章 挤出工艺技术要求

2.1 绝缘线芯质量要求

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

2.2 垫层和护套要求

多芯电缆挤包内垫层最小标称厚度为1.2mm，测量任何一点最小厚度应不低于标称值80％－0.2mm。
1. 护套表面应光洁圆整，不得有连续竹节、波浪及偏心，护套横截面不应有肉眼可见气泡、砂眼、杂质。护套应连续完整，护套厚度应符合要求要求。 
2．直接挤在光滑表面护套（如单芯电缆，无绕包层者）护套任意一点最薄厚度应大于护套厚度标称值85％－0.1mm。
3．直接挤在非正规圆柱形表面护套（如缆芯有绕包层、皱纹金属套者）护套任意一点最薄厚度应大于护套厚度标称值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。要求清楚、完整、连续、耐擦。 
5.挤PVC和PE护套时，采取挤管式，对较大截面应同时抽真空。 
6.氟塑料护套许可修补。修补后护套质量应符合要求。

2.3 挤出机常见质量缺点，产生原因及消除措施

序
号
不合格类型
不合格现象
产生不合格品原因
预防及消除方法

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，有没塑化好小颗粒；
4. 挤包接缝不好，有一条显著痕迹。

1．温度控制过低或控制不适宜；
2.塑料中有难塑化树脂颗粒；
3. 操作方法不妥，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．按工艺要求控制温度，发觉温度低合适提
高面身、机头温度，主
要提升机身温度。 
2．合适降低降低螺杆转速使塑料加温度和
塑化时间增加，以提升
塑料塑化效果。 
3．利用螺杆冷却水，
合适放小，标准上这一方法不合理，难控制。 
4.选配模具时，模套合适配小，加强出胶口压力。

2

焦粒
1．温度反应超高，或是控制温度及仪表
失灵，造成塑料超高温而焦烧。 
2．机头出胶口烟雾大，有强烈刺激性气味，另外有噼啪声。 
3．塑料表面发觉颗粒状焦粒。 
4．接缝处有连续气孔。
1．温度控制超高造成塑料焦烧。 
2．螺杆长久使用而没有清洗，焦粒物积存随塑
料挤出。 
3．加温时间太长，塑料积存物长久加温，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．常常检验加温系统是否正常。 
2．定时清理螺杆或机头。 
3．按要求时间要求加温，加温系统有问题立即通知相关人员修理。 
4．换模或换色要立即，洁净，预防杂色或走胶。 
5．发觉焦粒应清理机
头或螺杆。 

3

疙瘩

1．树脂在塑化过程中产生疙瘩在塑料层表面有小颗粒，分布在塑料层表面四面。2．焦
粒产生疙瘩，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．塑料本身造成疙瘩，应合适提升机身温度，使塑化均匀。 
2．加料时严格检验塑料是否有杂质，发觉有杂质要立即停机清理机头、并把螺杆内料排洁净。 
3．发觉温度超高，要立即合适降低温度。 
4．出现塑化不良疙瘩，要合适调高温度或降低螺杆转速和牵引
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，所以影响电缆外径，产生塑料层偏差。 
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，造成挤出量降低或挤出后难于定型，产生薄皮现象。 
4．挤包高密度PE料时，因为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．模芯和模芯座之间没
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，机身温度控制不妥造成出胶不均匀。 
7．加料口堵塞。
1．加强测量外径和检验厚度，发觉外径有波动，查明波动原因，立
即采取方法。 
2．模芯配置必需合理，模芯和模芯座之间必需扭紧。 
3．注意螺杆、牵引电流表和电压表，发觉不稳定应立即通知电工修理。 
4．加料时有条料必需拿出。 
5．严格按要求控制温度。

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．因为牵引忽然不稳，形成电缆塑料层呈竹节形。 
3．模具选配小，半成品外径改变大，造成厚度不均、竹节。
1．收放线或牵引速度不稳。 
2．半制品外径改变大，模具选配不适宜。 
3．螺杆速度不稳，主电机转速不均，皮带过松或打滑。
1．常常检验螺杆、牵引、收放线速度是均匀。 
2．选配模要适宜。 
3．常常检验机械和电器运转情况，发觉问题立即修理。

6

合胶缝不好 

1．在塑料层表面外侧，塑料合缝不好，有一条发乌痕迹，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，尤其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．合适提升控制温度，尤其是机头温度。 
2．降低机身温度增加压力。 
3．机头外侧采取保温装置进行保温。 
4．加两层滤网，以增加压力，提塑化程度。 
5．合适降低螺杆及牵引速度，使塑化时间延长，达成合缝塑化好目标 

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．温度控制要适宜，发觉温度高要立即调整。 
2．加料时检验塑料质量 
3．开车排料应检验端面是否有气孔，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．依据半制品半径，模芯配置合适，预防拖模
芯。 
2．处理好半制品（烘干、抹洁净半品。 
3．注意供料、出料情况。

第3章 聚四氟乙烯挤出工艺步骤

3.1.1 工序一：过筛和计量

 供膏状挤用分散聚四氟乙烯树脂在剪切压力下轻易引发纤维化，所以应避免使用一切造成纤维化器具。同时因为氟塑料静电引尘力强，注意预防灰尘侵入。
      在搬动料库中聚四氟乙烯树脂粉时应轻拿轻放，避免猛烈振动，以预防粉末结块。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，筛后料直接筛入直径 400 mm  ,高  445  mm    混料筒中。对于未过筛粗块，应装入清洁密闭透明塑料袋中，待装满1/3后。扎好口轻轻震动，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，以免最终制成产品夹有污斑，使电特征降低。
      待料筛满混料筒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，假如有颜色要求则加入着色剂。然后加盖密封，盖子要盖严预防挤压辅助剂挥发。把混料桶放在混料机上混料，通常混料时间为20min ,混料机转速 r/min .混料机转速不要太高，不然会造成物料附于筒壁内部。以混合均匀为标准。

工序三：熟化

为使助挤剂更充足弥散到粉末颗粒表面，必需将混合料在室温下（23℃或稍高）下密封静置5～15小时，确保助剂充足浸润物料，加工时有利于树脂均匀化。

工序四：预压

预压目标是除去伴入挤压辅助剂后粉末中空气，并把糊状树脂压制成和电线推压机料筒对应毛坯，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1/3。压力为1.0～3.0Mpa，实际证实预成型压强过大或过小，会造成绝缘外径不符合工艺要求。压力表上压强随坯料径向尺寸增大而增大。
坯料预成型时，为使压力均匀传输，以利于尺寸稳定性，必需渐渐加压，通常预压速度为 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空气。达成要求压强后保持恒压最少5分钟，然后逐步减压。脱模坯料应用手指甲轻轻剥除已经纤维化部分，把坯料要直接移入推压机钢筒中，搬动中应预防污染。

工序五：推挤绝缘
挤压装置：
下图为经典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。挤压机包含缸筒，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 ：
冷挤后电线应先烘干，烘干即助挤剂挥发。在烘干阶段必需使助挤剂逐步充足挥发掉，假如烧结速度太快，助挤剂未充足逸出，电线即进入烧结区，烧结后电线会产生纵向开裂，造成电压击穿。通常烘干温度控制在100-300℃。
烧结：
烧结温度应高于树脂熔点327℃，烧结温度依据绝缘厚度而定，通常对于薄壁绝缘，烧结温度通常控制在400-420℃，对于壁厚绝缘通常温度控制在360-380℃，烧结温度过高会造成绝缘老化或热分解使绝缘层电气性能和机械性能降低。假如过低则孔隙无法完全消除，一样也会使绝缘性能变差。
  烧结过程是一个物理过程，未经烧结聚四氟乙烯大分子是一个晶区和处于高弹态非晶区混合物，当温度达成327℃时晶区开始消失，转变成无定型胶态，这时大分子链开始扩散，同时也有分子链松弛过程，最好烧结温度能够使分子链扩散过程快速进行。分子链运动结果，填补了助剂挥发所留下来孔隙，消除了树脂颗粒因推挤过程中定向纤维化等所产生内应力，使树脂分界面消失，大分子紧密链在一起。合适提升温度，有利于扩散过程进行不过因为聚四氟乙烯导热性差，在绝缘层中轻易产生很大温度梯度，也就是说温度过高，烧结速度不合适加紧，会使绝缘表面分解，而其内表面还未“烧熟”，这种绝缘层外表面过烧而内表面烧结不足现象，造成绝缘纵向开裂。所以对于厚壁绝缘产品，烧结时通常合适采取较低温度，较低速度，绝缘层质量很好。
冷却：
为使处于烧结聚四氟乙烯结晶终止并定型，必需进行冷却，冷却速度快慢直接影响绝缘结晶和收缩率，同时也和绝缘层中应力相关系。通常来说冷却速度快，使绝缘结晶率低，收缩率小，这对电线电缆产品是有益。不过不合适快速冷却，因绝缘内外温度梯度太大而造成应力增加，严重时也会造成应力开裂。260℃时聚四氟乙烯结晶终止。所以通常把冷却温度定为260℃以下至室温。
0.4mm2  聚四氟乙烯绝缘电线推挤关键工艺参数示例 

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：材料使用安全要求

(1).在有树脂粉尘存在场所，或在身上，手上附有氟树脂情况下，严禁吸烟，以免中毒。附有树脂工作衣帽不能带离作业场地。
（2）烧结炉万一控制失灵，因为温度过高而发生猛烈分解时，必需立即切断电源，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，预防空气进入炉中加速热分解，避免使有毒气体外逸
（3）聚四氟乙烯挤压助剂通常为汽油，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，会引发社会公害，应存放在专点

3.3：劳动纪律及安全生产要求

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，不准干和工作无关事情。
3. 在设备运行时不准远离设备，应随时注意电线质量，出现问题立即处理。
4. 对于混料应注意卫生，预防灰尘，和纤维化树脂混入。严禁用手抓树脂粉。
5. 每一班在开班前应提前五分钟抵达工作现场，不准迟到，应做好开机前准备工作，交接班应作好交接工作。
6. 每一班在收班前十分钟应打扫工作场地卫生，对于本班用工具（模具，筛料筛，料筒，烧杯等）应作清理，确保下一班使用时清洁，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要求，不准出现用错材料等现象。
8. 对于设备用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 挤出机挤出温度控制

电线电缆绝缘和护套塑料挤出是依据热塑性塑料变形特征，使之处于粘流态进行。对于高温氟塑料挤出工艺温度控制较为困难，因为挤出温度较高，和环境温度相差太悬殊，散热较快，在挤制工艺温度上应依据环境条件来考虑确保塑化最好温度赔偿。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、摩擦升温超温可能性很小。挤出机各加温区段温度设定很关键，通常高温挤出机分6个区段：送料段、压缩段、均化段、机筒和机头过滤段、机头、模口。这6个区段工艺设定温度由送料段至机头由低至高、区段和区段之间通常相差20～30℃、过渡段、机头、模口温度可设置基础一致。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发烧，所以要求主机温度应从整体来考虑，既要考虑加热器加热开和关，又要考虑螺杆挤出热量外溢原因给予冷却，要有有效冷却设施。并要求正确合理确实定测量元件热电偶位置和安装方法，能从控温仪表读数正确反应主机各段实际温度。和要求温控仪表精度和系统配合好，使整个主机温度控制系统波动稳定度达成多种塑料挤出温度要求。

3.5 挤出机压力控制
为了反应机头挤出情况，需要检测挤出时机头压力，因为国产挤塑机没有机头压力传感器，通常是对螺杆挤出后推力测量替换机头压力测量，螺杆负荷表（电流表或电压表）能正确反应挤出压力大小。挤出压力波动，也是引发挤出质量不稳关键原因之一，挤出压力波动和挤出温度、冷却装置使用，连续运转时间长短等原因亲密相关。当发生异常现象时，能排除快速排除，必需重新组织生产则应果断停机，不仅能够避免废品增多，更能预防事故发生。。聚合通常在40～80℃，3～26千克力／厘米2压力下进行，可用无机过硫酸盐、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表面活性剂，比如全氟辛酸或其盐类。经过检测压力表读数，就能够知道塑料在挤出时压力状态，通常取后推力极限值报警控制。

3.6 螺杆转速控制

螺杆转速调整和稳定是主机传动关键工艺要求之一。假定挤塑机出胶量和螺杆转速成线性,那么采取百分比控制方法能够确保生产线线速度改变同时挤塑机出胶量也对应地同百分比改变,从而使得3台挤塑机包覆层厚度保持不变或在许可厚度公差范围内改变。比如,在低速状态设定生产线线速度为额定线速度10％、螺杆转速为额定螺杆转速15％。当线速度调整至30％时,线速度×3,螺杆转速同时等百分比×3调整至45％。在手动控制模式下,分别设定,
（1）线速度Vm,上牵引机运行速度,也是生产线线速度。
(2) 3台挤塑机螺杆转速
。
此时在线速度基础上,各台挤塑机包覆层厚度达成工艺要求并调整十字机头满足同心度要求。
(3)  向上位机发出自动控制指令,上位机分别计算3台挤塑机螺杆转速和线速度百分比,
Kp(ⅰ)=Vrpm(i)m/Vm i=1,2,3 (1)
经过式(1),可分别求得3台挤塑机螺杆转速和线速度百分比Kp(1)、Kp(2)、Kp(3)。
(4)  进入自动模式,改变线速度至工艺速度Vn,上位机同时计算挤塑机螺杆转速,
Vrpm(i)n=Kp(i)×Vn , i=1,2,3
经过式(2),可分别求得在要求工艺速度Vn时,3台挤塑机螺杆转速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台挤塑机螺杆转速也跟随线速度同时等百分比改变, 同时百分比Kp=Vn/Vm,也称为线速度改变率,参见图2。

2.3  百分比同时控制算法分析
百分比同时控制算法,能够确保螺杆转速和线速度同百分比改变,百分比同时控制算法前提是挤塑机出胶量是和螺杆转速成线性百分比。但因为高分子材料熔融挤出线性度受螺杆结构、螺杆加工精度、温度等多种原因影响,所以挤塑机出胶量和螺杆转速之间不是一个完全线性状态,而是一个非线性状态。简单地说,当螺杆转速为额定转速50％时,假设出胶量也为最大出胶量50％,当螺杆转速改变至20％,出胶量可能为最大出胶量18％。因为挤塑机出胶量和螺杆转速之间非线性关系,在设计控制算法时若只考虑线速度和螺杆转速百分比同时控制,在实际应用中不能很好地控制线缆各层包覆厚度,这么就必需采取新控制算法以满足生产工艺要求。
3.1  控制算法提出
经过实际挤出试验,可得到螺杆转速和挤出量对照表。试验中将螺杆额定转速定义为100％,100％额定转速对应出胶量作为100％额定出胶量,以下表所表示。
由表1可知,螺杆转速在额定转速20％以下区段挤出机出胶量下降趋势显著。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损耗最小化,螺杆转速通常均在20％范围内。根据百分比同时控制算法,升速后各包覆层厚度将增加,需经人工降低同时百分比后才能达成工艺要求。不过减速时,因为人工降低过同时百分比,各包覆层厚度又会减小。这么使得现场操作很困难。
表1 螺杆转速和出胶量对照表
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
59.6
69.8
80.0
90.0
100.0

螺杆转速直接决定出胶量和挤出速度，正常生产总期望尽可能实现最高转速及实现高产，对挤塑机要求螺杆转速从起动到所需工作转速时，可供使用调速范围要大。而且对转速稳定性要求高，因为转速波动将造成挤出量波动，影响挤出质量，所以在牵引线速度没有改变情况下，就会造成线缆外径改变。同理如牵引装置线速波动大也会造成线缆外径改变，螺杆和牵引线速度可经过操作台上对应仪表反应出来，挤出时应亲密观察，确保优质高产

第4章 氟塑料挤出成型工艺

4.1 配模及放大值e和e说明

模芯  D＝d＋e
模套  D＝D＋2δ＋2△＋e

式中：D――模芯出线口内径（mm）； 
D――模套出线口内径（mm）； 
d ――生产前半制品最大直径（mm）； 
δ――模芯嘴壁厚（mm）； 
△――工艺要求产品塑料层厚度（mm）； 
e――模芯放大值（mm）； 
e――模套放大值（mm）。

1绝缘线芯模芯e放大值为0.5～3mm； 
2绝缘线芯模套e放大值为1～3mm； 
3生产外护套电缆用模芯e放大值、铠装电缆为2～6mm，非铠装为2～4mm； 4生产外护套电缆用模套e放大值为2～5mm。 
在实际生产过程中，模具选配往往在操作规程或生产工艺卡中给出一定经验公式，如φ65挤塑机给出模具选配公式（△为塑料挤包层标称厚度）。

挤压式
模芯（mm）
模套（mm
单线 
绞线
导线直径+0.05～0.10） 
绞线外径＋（0.10～0.15）
导线直径＋2△＋（0.05～0.10）
绞线外径＋2△＋（0.05～0.10）
挤管式
模芯（mm）
模套（mm）
绝缘 
护套
线芯外径＋（0.1～1.0）
缆芯最大外径＋（2～6）
模芯外径＋2△＋（0.05～0.10）
模套外径＋2△＋（1.0～4.0）

4.2 选配模具经验

16mm以下绝缘线芯配模，要用导线试验模芯，以导线经过模芯为宜。不要过大，不然将产生倒胶现象。 
抽真空挤塑时，选配模具要适宜，不宜过大，若大，绝缘层或护套层轻易产生耳朵、起棱、松套现象。 
挤塑过程中，实际上塑料全部有拉伸现象存在，通常塑料实际拉伸在2.0mm左右。依据拉伸考虑模套放大值，拉伸比大塑料模套放大值大于拉伸比小塑料模套放大值，如聚乙烯大于聚氯乙稀。 
安装模具时要调整好模芯和模套间距离，预防堵塞，造成设备事故。
挤塑模具形状： 电线电缆用挤塑模具是由模芯和模套配合组成。依据承线径长度，模芯分为无嘴模芯、短嘴模芯、长嘴模芯；依据外形形状模套分为平面模套、凸