內容介紹
內容提要本書譯自C?勞溫代爾（ChrisRauwendaal）著的《塑膠擠出》（PolymerExtrusion）。本書分擠出機
械、基本理論、實際套用三篇，全面闡述了擠出理論如何套用螺桿設計、模頭設計、塑膠加工過程，以及加
工過程中故障分析及排除等實際擠出問題，為理論與實際之間架起了橋樑。該書理論聯繫實際、深入淺
出，並有大量圖表，適用於塑膠工業的工程師和塑膠加工專業的師生學習參考。
作者介紹
克利斯?勞文代爾（ChrisRauwendaa1）曾獲荷蘭德爾福特（Delft）技術大學機械工程碩士學位，及荷蘭春特（Twente）技術大學聚合物加工博士學位。他在美國安卡（Enka）公
司人造纖維部（現BASF纖維部）工作4年，從事熔體紡絲領域的過程開發，並在加利福尼亞
州，MenloPark市雷克姆（Raychem）公司工作12年。在該公司，他擔任研究與開發部加工
研究經理及製造部擠出技術經理。目前，他系勞文代爾擠出工程公司總裁。該公司為塑膠
工業提供擠出工程服務，包括材料分析、擠出機螺桿的設計，以及操作人員和加工工程師
的培訓。
克利斯?勞文代爾曾在加利福尼亞大學Berkeley分校執教，並曾在Minneapclies明
尼蘇達大學、Amhest麻薩諸塞大學及俄亥俄州阿克隆（Akr0r）大學設有特約講座。自1979
年以來，他是塑膠工程師協會以及英國塑膠橡膠研究所常設研修班導師，講授有關擠出的
研修課程。他是1987年擠出分會年度技術討論會的技術委員會主席，1988年塑膠工程師協
會擠出分會理事會主席。他兩次獲得塑膠工程師協會擠出分會的最佳論文獎。
他持有聚合物加工領域的若干專利，並曾著有40多篇擠出論文、擠出工藝的錄象培訓
教程，編寫了題為《聚合物加工中的混合》的有關混合的專著以及各種手冊中有關章節。
作品目錄
第1章 緒論1.1 基本過程
1.2 本書範圍
1.3 一般文獻概述
1.4 聚合物擠出的歷史
參考文獻
第一篇 擠出機械
第2章 擠出機的不同類型
2.1 單螺桿擠出機
2.1.1 基本操作
2.1.2 排氣擠出機
2.1.3 橡膠擠出機
2.2 多螺桿擠出機
2.2.1 雙螺桿擠出機
2.2.2 多（＞2）螺桿擠出機
2.2.3 齒輪泵式擠出機
2.3 盤式擠出機
2.3.1 粘性阻力盤式擠出機
2.3.1.1 階梯形盤式擠出機
2.3.1.2 鼓式擠出機
2.3.1.3 螺鏇形盤式擠出機
2.3.1.4 組合盤式擠出機
2.3.2 彈性熔體擠出機
2.3.3 盤式擠出機總評
2.4 柱塞式擠出機
2.4.1 單柱塞式擠出機
2.4.1.1固態擠出
2.4.2 多柱塞式擠出機
附錄2―1組合盤式擠出機的擠出效率
參考文獻
第8章 擠出機硬體
3.1 擠出機傳動
3.1.1 交流電動機傳動系統
3.1.1.1 機械式調速傳動
3.1.1.2 電動摩擦離合器傳動
3.1.1.3 調頻傳動裝置
3.1.2 直流電動機傳動系統
3.1.3 液壓傳動系統
3.1.4 各種傳動系統的比較
3.1.5 減速器
3.1.6 恆轉矩特性
3.2 推力軸承組件
3.3 機筒與進料口
3.4 加料斗
3.5 擠出機螺桿
3.6 模頭組件
3.6.1 濾網及換網器
3.7 加熱和冷卻系統
3.7.1 電加熱
3.7.1.1 電阻加熱
3.7.1.2 感應加熱
3.7.2 流體加熱
3.7.3 擠出機冷卻
3.7.4 螺桿加熱與冷卻
參考文獻
第4章 儀表與控制
4.1 儀表要求
4.2 壓力測定
4.2.1 機械問題
4.2.2 規範
4.2.3 不同感測器的比較
4.3 溫度測量
4.3.1 溫度測量方法
4.3.2 機筒溫度測量
4.3.3 料溫測量
4.3.3.1 超音波傳遞時間
4.4 其它測量
4.4.1 功率測量
4.4.2 轉速
4.4.3 擠出物厚度
4.4.4 擠出物表面狀態
4.5 溫度控制
4.5.1 通―斷控制
4.5.2 比例控制
4.5.2.1 唯一比例控制
4.5.2.2 比例十積分控制
4.5.2.3 比例十積分十微分控制
4.5.2.4 雙重感測器溫度控制
4.5.3 控制器
4.5.3.1 溫度控制器
4.5.3.2 功率控制器
4.5.3.3 雙重輸出控制器
4.5.4 時間―溫度特性
4.5.4.1 系統的熱特性
4.5.4.2 線性系統中回響的模擬
4.5.4.3 採用通―斷控制的溫度特性
4.5.5 控制器參數的調諧
4.5.5.1 性能判據
4.5.5.2 PID（比例十積分十微分）參數的影響
4.5.5.3 過程模型未知時的調諧程式
4.5.5.4 過程模型已知時的調諧程式
4.5.5.5 預調溫度控制器
4.5.5.6 自調諧溫度控制器
4.6 全過程控制
4.6.1 真實全擠出過程控制
參考文獻
第二篇 過程分析
第5章 基礎原理
5.1 衡算方程
5.1.1 質量衡算方程
5.1.2 動量衡算方程
5.1.3 能量衡算方程
5.2 基礎熱力學
5.2.1 橡膠彈性
5.2.2 應變致結晶作用
5.3 熱傳遞
5.3.1 傳導熱傳遞
5.3.2 對流熱傳遞
5.3.3 無因次數
5.3.4 粘性熱生成
5.3.5 輻射熱傳遞
5.3.5.1 介電加熱
5.3.5.2 微波加熱
5.4 排氣的基礎
5.4.1 顆粒狀聚合物的排氣
5.4.2 聚合物熔體的排氣
附錄5―1牛頓流體的管道流動
參考文獻
第6章 重要聚合物性能
6.1 鬆散物料的性能
6.1.1 體積密度
6.1.2 摩擦因數
6.1.3 粒度及粒子形狀
6.1.4 其它性能
6.2 熔體流動性能
6.2.1 基本定義
6.2.2 冪律流體
6.2.3 其它流體模型
6.2.4 溫度及壓力的影響
6.2.5 粘彈性行為
6.2.6 流動性能的測定
6.2.6.1 毛細管流變儀
6.2.6.2 熔體指數測定儀
6.2.6.3 錐板式流變儀
6.2.6.4 縫口模頭式流變儀
6.2.6.5 動力學分析
6.3 熱學性能
6.3.1 導熱係數
6.3.2 比體積及形態
6.3.3 比熱容及熔化熱
6.3.4 比焓
6.3.5 熱擴散率
6.3.6 熔點
6.3.7誘導期
6.3.8熱學表征
6.3.8.1 差示熱分析及差示掃描量熱法
6.3.8.2 熱失重分析
6.3.8.3 熱力學分析
6.3.8.4 其它熱學表征技術
6.4聚合物性能概述
參考文獻
第7章 功能過程分析
7.1 基本螺桿幾何形狀
7.2 固體輸送
7.2.1重力固體輸送
7.2.1.1 壓力分布
7.2.1.2 流率
7.2.1.3 設計準則
7.2.2 阻力誘發固體輸送
7.2.2.1 摩擦熱生成
7.2.2.2 開槽機筒段
7.3 塑化
7.3.1 Tadmor熔融模型
7.3.1.1非牛頓非等溫狀態
7.3.2 其它熔融模型
7.3.3 熔融段中的功率消耗
7.3.4 計算機模擬
7.4 熔體輸送
7.4.1 牛頓流體
7.4.1.1 螺腹的影響
7.4.1.2 間隙的影響
7.4.1.3 熔體輸送中的功率消耗
7.4.2 冪律流體
7.4.2.1 一維流動
7.4.2.2 二維流動
7.5 模內成形
7.5.1 速度及溫度分布
7.5.2 擠出物膨脹
7.5.3 模內流動不穩定性
7.5.3.1 鯊魚皮
7.5.3.2 熔體破裂
7.5.3.3 拉伸共振
7.6 排氣
7.7 混合
7.7.1 螺桿擠出機中的混合
7.7.2 靜態混合裝置
7.7.3 分散性混合
附錄7―1 方程（7―30）的常數
附錄7－2 Engstad方程（7―36）的常數
附錄7－3 套用Darnell及Mol解法確定的固體輸送角
附錄7－4 分析冪律流體二維流動的Fortran程式
參考文獻
第三篇 實際套用
第8章 擠出機螺桿設計
8.1 力學問題
8.1.1 螺桿根部的扭曲強度
8.1.2 螺棱強度
8.1.3 螺桿側向撓曲
8.2 擠出量最佳化
8.2.1 熔體輸送的最佳化
8.2.2 塑化的最佳化
8.2.2.1 螺鏇角的影響
8.2.2.2 複式螺棱的影響
8.2.2.3 螺棱間隙的影響
8.2.2.4 壓縮比的影響
8.2.3 固體輸送的最佳化
8.2.3.1 螺槽深度的影響
8.2.3.2 螺鏇角的影響
8.2.3.3 螺棱數的影響
8.2.3.4 螺棱間隙的影響
8.2.3.5 螺棱幾何形狀的影響
8.3 功率消耗的最佳化
8.3.1 最佳螺鏇角
8.3.2 螺棱間隙的影響
8.3.3 螺棱寬度的影響
8.4 單螺棱擠出機螺桿
8.4.1 標準擠出機螺桿
8.4.2 標準擠出機螺桿的改進
8.5 排氣擠出機螺桿
8.5.1 功能設計問題
8.5.2 各種排氣擠出機螺桿的設計
8.5.2.1 常用排氣擠出機螺桿
8.5.2.2 旁路式排氣擠出機螺桿
8.5.2.3 後部排氣
8.5.2.4 多排氣口排氣
8.5.2.5 階式排氣
8.5.2.6 通過螺桿排氣
8.5.2.7 通過螺紋機筒排氣
8.5.3 排氣口構型
8.6 多螺棱擠出機螺桿
8.6.1 常用多螺棱擠出機螺桿
8.6.2 屏障型螺棱擠出機螺桿
8.6.2.1 Maillefer螺桿
8.6.2.2 Barr螺桿
8.6.2.3 Dray―Lawrence螺桿
8.6.2.4 Kim螺桿
8.6.2.5 IngenH0usz螺桿
8.6.2.6 屏障型螺桿綜述
8.7 混合螺桿
8.7.1 分散混合元件
8.7.2 分布混合元件
8.8 比例放大
8.8.1 通用比例放大因數
8.8.2 熱傳遞的比例放大
8.8.3 混合的比例放大
參考文獻
第9章 模頭設計
9.1 基本問題
9.2 薄膜及片材模頭
9.3 管材及小管模頭
9.3.1定型套
9.4 吹塑薄膜模頭
9.5 異型材擠出模頭
9.6 共擠出
參考文獻
第10章 雙螺桿擠出機
10.1 緒言
10.2 雙螺桿擠出機與卑螺桿擠出機
10.3 嚙合同向鏇轉式擠出機
10.3.1 緊密嚙合式擠出機
10.3.2 自潔式擠出機
10.3.2.1 自潔式擠出機的幾何形狀
10.3.2.2 自潔式擠出機中的輸送
10.3.2.2.1 部分填充螺桿
10.3.2.2.2 全填充螺桿
10.4 嚙合異向鏇轉式擠出機
10.5 非嚙合式雙螺桿擠出機
10.6 同軸雙螺桿擠出機
10.7 雙螺桿擠出機中的排氣
參考文獻
第11章 出機故障排除
11.1 與物料有關的問題
11.2 與機器有關的問題
11.2.1 磨蝕問題
11.2.1.1 磨蝕機理
11.2.1.2 磨蝕試驗方法
11.2.1.3 磨蝕的起因
11.2.1.4 磨蝕問題解決辦法
11.2.1.5 磨損螺桿及機筒的修復
11.3 聚合物降解
11.3.1 降解的類型
11.3.1.1 熱降解
11.3.1.2 機械降解
11.3.1.3 化學降解
11.3.2 擠出中的降解
11.3.2.1 滯留時間分布
11.3.2.2 溫度分布
11.3.2.3 減少降解
11.4 擠出不穩定性
11.4.1 不穩定性的頻率
11.4.2 功能性不穩定性
11.4.3 擠出不穩定性的解決辦法
11.5 夾氣
參考文獻
符號說明
題目索引
