（一）熔體輸送理論

熔體輸送理論又稱流體動力學理論，它是研究螺桿的均化段塑料的塑化，以能定壓、定量和定溫地將塑料從機頭擠出，獲得穩定的產量和高質量的制品。

1. 熔融輸送機理

圖1-1是螺槽放大以后的展開圖，坐標軸X表示與螺紋垂直的方向，Y軸為螺槽深度方向，Z軸即為螺紋線前進的方向。假定物料充滿螺槽空間，當螺桿轉動時，由于螺桿和機筒對物料的摩擦作用，熔融物就被拖動前進。

圖1-1螺槽的坐標

螺桿推動物料沿Z方向前進，機頭阻力卻又使物料形成反壓流動，這就形成物料動動的復雜化，通常把這種復雜運動分解成幾種運動。

正流：物料沿著螺槽向機頭方向移動，即向Z方向移動。這種流動是由螺桿旋轉的擠壓所造成的，又稱拖曳流動，通常以Qd表示正流的流量。

逆流：逆流的方向與正流相反。它是由機頭、口模、多孔板、濾網等阻礙物料正向流動，從而在機頭區域內產生壓力，形成料流壓力梯度。通常用Qp表示逆流的流量。

橫流：沿X軸方向也就是與螺紋垂直的方向的流動。為了保證料流的連續性，塑料在Y軸上也必須具有流動，這樣便形成環流，它能促進物料的混合、攪拌和熱交換。它對生產能力的影響可以忽略不計。通常用Qt表示橫流的流量。

漏流：漏流也是壓力梯度造成的。它是產生在螺棱與機筒之間的間隙處所形成的倒流，漏流的量一般很小。通常用Q_L表示漏流的流量。

熔融物料在螺紋槽中的流動就是上述四種流動的組合，它在螺紋中是以螺旋形軌跡向前移動。用公式表示，擠出機生產能力為：

Q= Qd - Qp - Q_L

2. 影響擠出機生產能力的因素

影響擠出機生產能力的因素很多, 從物料性質、加工工藝條件、螺桿和機筒、機頭等的幾何結構及尺寸以及機器的加工制造精度等都影響著擠出機的生產能力和制品質量。主要與以下因素有關。

（1）螺桿轉速的影響。在其他條件都一定時，擠出機的生產能力Q與螺桿轉速 n 成正比。這種關系是提高擠出機生產能力的重要途徑之一。如果擠出機各段能力足夠，主、輔機特性配套，那么提高螺桿轉速可大幅度提高擠出機生產能力。

（2）機頭壓力的影響。正流量與均化段料流的壓力降ΔP無關，而逆流量和漏流量與壓力ΔP成正比，因而擠出機生產能力隨機頭的壓力升高而降低，但有利于塑化，故在實際生產中需在機頭處設置多孔板、過濾網等，使物料形成一定的壓力，以保證制品質量，尤其是流動性較好的塑料（如尼龍等）就更應加大阻力。

（3）螺桿與機筒間隙的影響。漏流量與間隙δ的三次方成正比，即δ增加，則Q明顯降低。這就說明，機器長期使用磨損，間隙δ會加大，產量將變得很低，此時必須更換或修復有關機件。

（4）螺槽深度的影響。在均化段，正流量Qd與螺槽深度H3的一次方成正比，而逆流量Qp與H3的三次方成正比。可見，太深的螺槽反而有害，這也證明螺槽深度并非越深越好，有一個較佳值。此外，螺槽深度的選擇還與機頭阻力有關。

（5）螺桿直徑的影響。Q 接近于與螺桿直徑D的平方成正比，D增大，將導致Q的大幅度提高。它的影響遠比螺桿轉速n對Q的影響為大。

（6）均化段長度的影響。逆流量和漏流量與均化段長度L3成反比，故當L3增長時，逆流量和漏流量減少，總生產能力增加。所以在選擇擠出機螺桿時，一般選長徑比較大的為好。

以上所介紹的塑料成型加工基礎知識，是配方設計、工藝設計、模具設計、選擇設備等方面的指南。對于擠出成型加工來說，物料被擠出成為穩定的、足量的、熱力學性能均一的熔體，流經擠出模具后成為半成品，再在定型模中冷卻定型成塑料制品，在這一物理和化學變化的過程中，發生了三態轉變，出現了熔體流變學和熱力學特性。同時，表現的結晶、取向、交聯、降解等機理是防止制品產生缺陷必須具備的常識。

擠出理論揭示了螺桿三個區段的功能，如果用 Q1、Q2 、Q3分別表示固體輸送段的固體塑料輸送能力、熔融段的熔融塑化能力和均化段的均化、定壓及定量擠出熔化能力，當 Q1 > Q2 > Q3 時擠出才能正常；當 Q1 = Q2 = Q3 時螺桿三個區的工作能力達到均衡，此時擠出機達到最佳工作狀態。另一方面，提高擠出機加料段的固體輸送能力是提高擠出機生產能力的先決條件，而熔融塑化能力是擠出機生產能力和保證制品質量的關鍵，這兩個能力匹配與否，又是衡量擠出機先進性的標準之一。擠出理論從理論上闡明了擠出機中固體輸送、熔化和熔體輸送與物料性質、操作工藝、螺桿及機筒參數的相互關系，這對我們在實際生產中排除制品質量缺陷和提高生產率具有重要的現實意義。然而，擠出過程三個理論的研究是在一系列假設的條件下進行的，這些假設條件當然不能完全符合實際情況，在定量方面存在較大的誤差。隨著擠出理論的完善，它對生產實踐的指導作用必將不斷擴大。