光纤光缆护套工艺学

光纤光缆护套工艺学内容摘要：

例如：下表列举一些塑料的三态温度： 对于非结晶的塑料而言，一般在常温时具有一定的刚性和 硬度（但不脆）称为玻璃态。 在玻璃态，塑料受一定的冲击、压缩等负荷作用下，变形很小，并随温度的增加使变形直线上升，但在外力消失后，变形也随之消失，并恢复原状。 这种力学性质称为普弹性（虎克型弹性）。 这是因为在常温时，塑料的大分子不能移动，链段也处于冻结状态，只有大分子上较小的运动单元，如侧基、支链和链节能运动。 我们常用的塑料日用品也是利用塑料常温下的玻璃态性质。 当温度再低时，高聚物处于脆性，在很小的外力作用下，分子链发生断裂，此时材料失去使用价值，该温度即为脆化温度 Tx。 当温度上升到玻璃态温度以上时，塑料呈现似 橡胶一样的高弹性，称为高弹态。 在高弹态时，塑料在较小的外力作用下可产生很大的变形，且初始时，变形随温度的升高而增大，到一定限度后变为恒定，而外力解除后能够恢复原来状态。 这是因为温度升高后，大分子的振动和转动加速，这时大分子链仍不能移动，但链段已能运动。 这时高分子材料如果受力，卷曲状态的大分子链会沿着受力方向拉长，大分子链由卷曲而拉直，变形可达100%~1000%（普弹性时变形为 %~%），处于高弹性的塑料一般不能作结构材料使用。 当温度继续上升至粘流态温度后，不仅大分子链段能运动，大分子之间也可相 互滑移。 这时大分子受外力时，产生粘性流动，即处于粘流态。 此时即使外力消失，变形仍然存在。 当高 分子的热运动的能量超过化学键能（即化学键形成时放出的能量或化学键断裂时吸收的能量），就会引起化学键的破坏，结果主链断裂或侧基脱离，导致高分子材料性能劣化。 而结晶性塑料的高弹态却不明显，当温度高于熔化温度时，便很快地熔融而处于粘流态。 热塑性塑料随温度变化而发生上述三态变化是可逆的，当温度低于粘流态温度时，塑料从粘流态转变为高弹态，当温度低于常温时，塑料转变为玻璃态。 严格地说，高聚物的三态转变的温度范围 不是完全固定的，塑料的三态转变除与温度有关外，还和应力作用的时间和作用力施加速度有关。 塑料的挤出工艺就是利用塑料的三态变化来实现的。 二、塑料在挤出机中的运动过程 塑料在挤出机中的运动过程为：装入料斗中的塑料借助重力或加料器进入机筒中，由旋转的螺杆的推力作用不断向前推进，同时塑料受到螺杆的搅拌和挤压作用，并且在机筒的外热及塑料与机筒之间的剪切摩擦热的作用下转变为粘流态，螺槽中形成均匀连续的料流，到达机头的料流经模芯和模套间的环型间隙，形成连续的塑料管挤包于线芯或缆芯外。 整个过程可以简单地理解为三 个阶段：填料过程、混合熔化和均化过程、挤压成型过程。 三、挤出机螺杆的分段及各区段的基本职能 根据塑料在挤出机中三种状态的变化过程，以及螺杆各部位的工作要求，通常将螺杆分成加料段，又称为固体输送段；熔融段，又称为压缩段；计量段，又称为均化段。 下面就各区段讨论一下其基本职能。 螺杆分段图 （ 1）加料段 加料段是有加料区（又称为冷却料斗区）、固体输送区以及一个过渡的迟滞区组成。 一般该段长度为螺杆的有效长度的 15~25%。 其主要职能是对塑料进行压实和输送，此段的工作过程为：塑料自加入 料斗进入螺杆以后，在旋转的螺杆作用下，通过机筒内壁和螺杆表面的摩擦作用向前输送和压实，一般塑料在加料段呈固体向前输送。 根据实验观察，通常在接近加料段的末端，由于强烈的摩擦热作用，与机筒内壁相接触的塑料已经达到粘流态的温度，开始熔融，而呈现一个过渡区。 严格地说，一般所谓的迟滞区是指以固体输送区结束到熔池最初出现的这一区域。 （ 2）熔融段 该段的长度一般为螺杆的有效长度的 50%~60%。 此段的作用是使塑料进一步压实和塑化，使包围在塑料内的空气回流到加料口排出，并改善塑料的热传导性能。 其工作过 程为： 当塑料从加料口进入熔融段后，随着塑料的继续向前输送，并由于螺杆螺槽的逐渐变浅，以及过滤网、分流板和机头的阻碍作用，塑料逐渐形成高压，并进一步被压实。 与此同时，物料受到来自机筒的外部加热和螺杆与机筒的强烈搅拌、混合和剪切作用，塑料温度不断升高，熔融塑料（称为液相或熔池）量不断增加，而未融化的固态塑料（称为固相或固体床）则不断减少，至熔融段末段塑料全部或大部分熔融而转变为粘流态。 （ 3）计量段 也称为熔体输送段，一般为螺杆的有效长度的 20~25%。 塑料进入计量段后进一步塑化和均匀化，并使之定量、定压、定温地从机头挤出。 四、塑料挤出理论的研究 塑料挤出理论的研究就是根据塑料在挤出机中的三个历程 —— 即从加料区的固态到过渡区（熔融区）的固态 —— 粘流态、直到均化区的粘流态这三种物理过程进行研究。 也就是把挤出机的挤出理论主要分成三个职能区。