擠出機(jī)在實(shí)驗(yàn)及實(shí)習(xí)教學(xué)中存在的一般問題雖然擠出成形是塑料成形加工最重要的方法之一，但因擠出機(jī)結(jié)構(gòu)及工作過程均較簡單的原因，使得在不少學(xué)校的模具專業(yè)或材料成形專業(yè)以及現(xiàn)代工業(yè)實(shí)訓(xùn)中心多得不到重視，要么不配置（僅配置注射機(jī)等） ，要么配置了卻達(dá)不到理想的教學(xué)效果。由于實(shí)習(xí)或?qū)嶒?yàn)教師大多為機(jī)械類專業(yè)出生，而受專業(yè)知識(shí)面局限，使在進(jìn)行塑料擠出機(jī)的實(shí)習(xí)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，多僅是簡單介紹所配擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、適應(yīng)的幾種塑料制品應(yīng)用及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)演示，學(xué)時(shí)也多在1 2學(xué)時(shí)左右。我們認(rèn)為，這樣的教學(xué)內(nèi)容沒有充分發(fā)揮螺桿擠出機(jī)的教學(xué)潛力，沒有體現(xiàn)螺桿擠出機(jī)的重要地位，設(shè)備閑置時(shí)間也長，而這樣太專業(yè)化的僅局限于塑料材料的擠出成形教學(xué)內(nèi)容也使學(xué)生從中了解到的知識(shí)量過少，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高。實(shí)際上，雖然擠出機(jī)結(jié)構(gòu)及工作過程比注射機(jī)等簡單，但其所加工產(chǎn)品卻因所加工材料及機(jī)頭口模的不同而豐富多姿，技巧性也很強(qiáng)；其不僅用于塑料加工，還可用于橡膠、食品、藥材等生產(chǎn)加工。如能在教學(xué)中盡可能多地列舉螺桿擠出機(jī)能加工的學(xué)生熟悉的生活產(chǎn)品，對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行教學(xué)擴(kuò)展，并配合幾種典型的機(jī)頭口模簡易示意圖，則對(duì)提高學(xué)生（特別是對(duì)進(jìn)行現(xiàn)代工業(yè)實(shí)訓(xùn)的低年級(jí)學(xué)生）的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新意識(shí)及拓展知識(shí)面等，其教學(xué)效果比塑料注射機(jī)大得多。

　　3螺桿擠出機(jī)在塑料制品加工方面的應(yīng)用教學(xué)正因?yàn)槁輻U擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理相對(duì)簡單，從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)方面考慮，在簡單介紹結(jié)構(gòu)及工作原理后，應(yīng)著重介紹擠出機(jī)所能加工的幾種典型產(chǎn)品。實(shí)際教學(xué)中，擠出機(jī)機(jī)頭口模相對(duì)不易更換，更不可能把所有與制品相配的機(jī)頭口模配齊；而學(xué)生對(duì)如片、板、絲等實(shí)心制品的成形過程易于理解，卻不易理解筒狀產(chǎn)品如農(nóng)用膜、管、電纜、復(fù)合膜、包裝網(wǎng)之類的成形過程，這恰是學(xué)生（特別是正進(jìn)行現(xiàn)代工業(yè)實(shí)訓(xùn)的各專業(yè)低年級(jí)學(xué)生）更加感興趣的問題。我們的教學(xué)實(shí)踐證明，在條件有限的情況下，應(yīng)優(yōu)先選配直角式管機(jī)頭口模，并補(bǔ)充幾種典型機(jī)頭口模結(jié)構(gòu)示意簡圖（圖應(yīng)簡單形象以利于低年級(jí)學(xué)生理解） ，則會(huì)達(dá)到舉一反三，事半功倍的教學(xué)效果。

　　把PVC、PE、PP、ABS等熱塑性塑料經(jīng)料斗加入擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)，原料受螺桿的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)、壓縮、攪拌、剪切摩擦等作用，以及在料筒外壁加熱等共同形成的高溫高壓（ 150 250，壓力可達(dá)55 MPa）環(huán)境中熔融塑化，并被螺桿等壓等量地輸送而通過產(chǎn)生阻尼作用的多孔過濾板，再經(jīng)機(jī)頭口模、水冷定型套、牽引、卷繞或切割等輔助裝置，而獲得與口模形狀相仿的型材。

　　生產(chǎn)聚氯乙烯硬管時(shí)，水冷定型套用來限定產(chǎn)品外徑，而在芯模孔道中通入一定壓力的氣體使管子內(nèi)壁產(chǎn)生徑向膨脹壓力（還應(yīng)在芯模出口處連接一氣塞） ，使管壁貼向定型套，以保證尺寸均勻。

　　如把水冷定型套改為大直徑風(fēng)冷定型套，并適當(dāng)改動(dòng)口模形狀，在芯模孔道中通入壓縮空氣，使呈塑化狀的管坯吹脹貼合風(fēng)冷定型套而成泡筒，就象吹泡泡糖一樣，直徑越大，則膜壁越簿。最后經(jīng)壓扁、牽引、卷繞而成筒狀農(nóng)用膜。

　　把配好的塑料原料加入料筒中，銅或鋁線從專門的直角式機(jī)頭的芯模孔道中穿入，則塑料與芯線同時(shí)從口模中流出，經(jīng)冷卻收縮包覆、卷繞而得電線電纜。

　　把回收的廢舊熱塑性塑料分類、清洗、干燥、粉碎后，送入擠出機(jī)經(jīng)混煉、塑化、擠出成條、切粒，則得再生原料。由于再生原料主要用于要求不高的制品生產(chǎn)，所以小型作坊多用價(jià)廉的簡易擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，更換不同口模，則還可進(jìn)行各種制品擠出成形。

　　利用專門的旋轉(zhuǎn)機(jī)頭及相應(yīng)的輔助裝置，則還可進(jìn)行聚丙烯、聚乙烯的發(fā)泡包裝網(wǎng)擠出成形，其加工原理更有技巧性，更能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

　　螺桿擠出機(jī)除了塑化成形功能外，如能精確控制工藝參數(shù)，則還可作化學(xué)反應(yīng)器，物料在擠出機(jī)內(nèi)可以完成本體聚合、化學(xué)接枝、鍵間共聚物的獲取、功能化和宮能團(tuán)的改性、高分子合金的制備、納米高聚物復(fù)合材料的制備等，這已在材料科研上得到重視。

　　4螺桿擠出機(jī)用于橡膠塑煉及成形的應(yīng)用教學(xué)由于生膠的分子量較大，質(zhì)硬、彈性高，只有減小其分子長度，降低分子量，才易使分子鏈之間發(fā)生位移流動(dòng)，增加生膠的可塑性，這樣才有利于添加劑的加入及壓延、擠出、注射等最終成形工藝進(jìn)行。提高生膠塑性的方法除物理及化學(xué)增塑外，主要還是用機(jī)械塑煉法。機(jī)械塑煉法是利用機(jī)械剪切力、溫度、空氣中氧的作用，使生膠大分鏈斷裂、變短，從而得到較理想的可塑性，其所用設(shè)備又有開煉機(jī)、密煉機(jī)及螺桿擠出機(jī)。

　　而螺桿擠出機(jī)塑煉是把生膠加入機(jī)筒內(nèi)，受到螺桿強(qiáng)烈的攪拌、磨擦、剪切作用，產(chǎn)生大量熱量，溫度可達(dá)150 180，并加快了氧化裂解，使有一定可塑性的塑煉膠連續(xù)地從口模中排出。螺桿擠出塑煉機(jī)結(jié)構(gòu)較簡單，塑煉連續(xù)，生產(chǎn)率高，特別適合膠種少而耗膠量大的大企業(yè)，并有逐漸代替其它塑煉機(jī)的趨勢(shì)。

　　將上述混煉好的膠料（呈粒狀或條狀）通過加料裝置喂入機(jī)筒內(nèi)，在機(jī)筒外加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)剪切熱作用下進(jìn)行充分混煉、塑煉，并在螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大推力作用下，不斷地從與制品斷面相符的機(jī)頭口模中擠出而得尚未硫化的半成品。

　　擠出的半成品經(jīng)水冷定形，再進(jìn)入高于100的硫化箱中交聯(lián)硫化才成為制品。與熱塑性塑料擠出成形相比，橡膠擠出成形的螺桿直徑相對(duì)大些，螺桿轉(zhuǎn)速較低，機(jī)筒加熱溫度也低（一般低于100） ，以防溫度過高而使橡膠提前在機(jī)筒中交聯(lián)硫化，并且螺桿參數(shù)也有差異。

　　擠出成形工藝常用于輪胎胎面、內(nèi)胎、膠管、電纜及各種異形斷面產(chǎn)品生產(chǎn)。對(duì)橡膠擠出成形的講解有利于學(xué)生對(duì)橡膠這種熱固性高聚物的認(rèn)識(shí)。

　　5螺桿擠出機(jī)在食品加工方面的應(yīng)用教學(xué)對(duì)學(xué)生擴(kuò)展介紹螺桿擠出機(jī)在食品等方面的應(yīng)用是所有學(xué)生最感興趣及受啟發(fā)最大的內(nèi)容，也是螺桿擠出機(jī)的關(guān)鍵教學(xué)潛力拓展。

　　采用螺桿擠出機(jī)來加工谷物類食品，在原料經(jīng)初步粉碎（加工米制膨化食品不用粉碎）及混合后，就可用1臺(tái)擠出機(jī)一步完成混煉、破碎、熟化、殺菌、預(yù)干燥、成型等工藝，制成膨化、組織化或制成不膨化的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品再經(jīng)油炸（一些也不用油炸）、烘干、調(diào)味、包裝后就可上市銷售。只要簡單地更換擠壓模具，便可方便地改變產(chǎn)品造型。與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比，擠壓加工極大地改善了谷物食品的加工工藝，縮短了工藝過程，豐富了谷物食品的花色品種，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)費(fèi)用，減少了生產(chǎn)占地面積，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也改善了產(chǎn)品的組織狀態(tài)和口感，是食品加工的一項(xiàng)新技術(shù)。

　　食品擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)同塑料擠出機(jī)類似（部分也可通用） ，擠出機(jī)的分類方法也多種多樣。其中對(duì)食品加工及學(xué)生學(xué)習(xí)最有影響的為高剪切的直接膨化擠出機(jī)和中等剪切的自熟式蒸煮粉絲機(jī)，在相同驅(qū)動(dòng)功率情況下，前者螺桿直徑只有后者三分之一左右，轉(zhuǎn)速高些，螺旋槽也淺，并且?？诔叽巛^小，使產(chǎn)生更高的剪切壓力及溫度，適于含水量約10%的粉狀、粒狀谷料的膨化加工；而后者適于含水量在20% 40%的粉狀料蒸煮加工。目前廣為使用的小型擠出膨化機(jī)及自熟式蒸煮粉絲機(jī)機(jī)筒無外加熱裝置，僅靠螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切摩擦熱來加熱物料，設(shè)備售價(jià)（含驅(qū)動(dòng)電動(dòng)或柴油機(jī)）才幾千元，很適于個(gè)體作坊或創(chuàng)業(yè)用。

　　把含水量約10%的粉狀或粒狀谷物類原料加入直接膨化擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)，物料在螺桿的攪拌、混合、及高擠壓剪切產(chǎn)生的摩擦作用下，受到高壓（可達(dá)1 MPa）及高溫（可達(dá)150 200，有時(shí)也在機(jī)筒外輔以電熱板加熱）的短時(shí)（ 5 10 s）作用，然后從一定形狀的狹小?？谒查g擠出，物料由高溫高壓突然降到常溫常壓，其中游離水分在此壓差下急劇汽化，水的體積可膨脹大約200倍，使淀粉產(chǎn)生膨化而成疏松的海棉體，而此時(shí)已把生淀粉（淀粉）轉(zhuǎn)化成了熟淀粉（淀粉）。隨后，經(jīng)切割、調(diào)味、干燥、包裝等則得最終產(chǎn)品。用此設(shè)備可生產(chǎn)膨化玉米果、膨化夾心卷、速溶米片粥、漂浮魚飼料及其它動(dòng)物飼料、大豆蛋白肉（腐竹） ，以及各種水果糖、口香糖、凍膠糖、膏質(zhì)糖及海棉糖等（機(jī)頭口模參數(shù)應(yīng)調(diào)整，以使剪切力有所下降）。

　　如把含水較多（約20 40%）的呈粉狀或捏成條塊的粉狀谷料加入較低剪切力的自熟式螺桿擠出機(jī)（蒸煮粉絲機(jī)）中，此時(shí)因機(jī)頭口模出口較大（有時(shí)在螺桿端部還裝阻尼板），物料受壓及受熱作用較低，但較高的壓力、溫度仍會(huì)使淀粉熟化、細(xì)胞破碎，擠出的物料柔呈軟的糕狀，用此設(shè)備可生產(chǎn)我們熟悉的年糕、機(jī)器米粉、豆類及薯類粉絲、油炸薯片及蝦片、油炸雪米餅、果丹皮、火腿腸、地瓜糕及果糕、糯米軟糖、豆沙等。

　　在擠壓過程中，正因?yàn)槭称吩鲜芏虝r(shí)、高溫、高壓的剪切擠壓作用，不僅使淀粉糊化、細(xì)胞破碎、蛋白質(zhì)變性，并使導(dǎo)致食品劣變的每種酶的活性鈍化，可殺滅幾乎所有有害微生物，同時(shí)也使對(duì)食物的有害影響（褐變、微生素和必需的氨基酸的破壞、不良風(fēng)味的產(chǎn)生等）趨于最小。這樣的加工過程，可提高食物的消化吸收率，使淀粉類食品不易回生，便于貯藏，增加部分食品的口感。據(jù)此，還可把擠壓加工用于蜂花粉、天麻等藥材的細(xì)胞破壁、脫敏、殺菌及生產(chǎn)新穎口感好的峰花粉、天麻等保健食品上，并可用于提高一些中藥材萃取率的預(yù)先破壁粉碎加工。

　　6結(jié)語在工業(yè)實(shí)訓(xùn)及專業(yè)實(shí)驗(yàn)中通過對(duì)塑料擠出機(jī)的應(yīng)用拓展，豐富了學(xué)生知識(shí)，開拓了眼界，提高了學(xué)習(xí)興趣及創(chuàng)新意識(shí)；而在當(dāng)今就業(yè)壓力凸顯環(huán)境下，對(duì)食品擠出機(jī)加工的應(yīng)用講解更是激起了學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)意識(shí)。顯然，這是符合當(dāng)今淡化專業(yè)、強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)的素質(zhì)教育指導(dǎo)思想的。我們的教學(xué)實(shí)踐證明，塑料擠出機(jī)是比注射機(jī)更利于拓展應(yīng)用及對(duì)學(xué)生（特別是進(jìn)行工業(yè)實(shí)訓(xùn)的各專業(yè)學(xué)生）素質(zhì)教育的更有益的教學(xué)設(shè)備，同時(shí)也是適于塑料、食品、中藥材等開發(fā)研制的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，很值得重視。在資金投入不足的學(xué)校，優(yōu)選對(duì)教學(xué)及科研有特殊意義的通用或易于擴(kuò)展應(yīng)用的設(shè)備，具有特別的意義。這樣的一機(jī)多用雖可能不適于專門化生產(chǎn)要求，但作為教學(xué)科研，卻可節(jié)約設(shè)備投資，發(fā)揮了設(shè)備潛力，提高了辦學(xué)效益，豐富了實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)內(nèi)容，符合當(dāng)今學(xué)校管理體制及教學(xué)改革要求。

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