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  口模成型属于一次成型，是指物料在挤出机中通过输送、塑化、加压，使物料以流动状态连续通过口模成型的方法，所以又称为挤出成型。

  即聚合物（流体）通过挤压作用（主要受剪切力）发生形变时获得形状和保持形状的能力。

  根据机头口模形状不相同，可以生产管材、薄膜、板材、片材、棒材、异型材、单丝、打包带、电线电缆包覆物，也包括纤维的纺丝。

  因为只有通过螺杆的转动对塑料产生挤压，塑料才能产生移动、增压、获取摩擦热，并得到混合和塑化。

  自物料加料口向前延伸的一段，一般螺杆是等距等深，主要是为了输送物料，使物料受压、受热、前移。物料在移动过程中保持固体状态。

  螺杆等距不等深，压实物料，使物料由固体转化为熔体，并排除物料中的挥发份。

  螺杆等距等深，熔融均化物料，并定量定压把熔体送入机头，使它在口模中成型。

  是将旋转运动的物料流体变成平行直线流动，并将熔体均匀平稳的导入口模，口模是具有一定截面形状的通道，塑料熔体在口模中流动并取得所需的形状，然后再经过定型、冷却等工序成为制品。

  物料在单螺杆挤出机中的流动，要经历很复杂的变化，其间温度和压力要发生明显的变化，流动方式有拖曳流动，又有压力流动。

  这三个区域与螺杆的三段尽可能相符（理想状态），但是实际上随工艺条件、物料的性质三个区域要发生变化。

  挤出过程中，塑料靠本身的自重从料斗进入螺槽，与螺杆的螺纹斜棱接触后，由于螺杆的转动使斜棱面对塑料产生一个推力，将塑料向前推进。

  在这个过程中料筒与螺杆间的热量，使塑料受热、并且存在很多压力使得塑料粒子一个个连续整齐排列形成一个整体，塞满了螺槽，形成了所谓的“弹性固体”。并且弹性固体与螺杆以及机筒存在摩擦，不会产生滑动现象，类似螺钉上螺母那样被推动而作轴向移动。

  塑料在挤出机中的熔化过程是一个很复杂的过程，在这个区域中两相共存，从固体到熔体的转变过程是在螺杆的压缩段完成的。

  塑料在加料段已经吸收了一定的热量，进入压缩段，与料筒内表面接触的固体粒子由于热传导热和摩擦热的作用已经熔化，形成一层薄膜，称为熔膜。

  这些不断熔融的物料在螺杆的转动下，被螺纹刮落，不断向螺纹推进面汇集，形成漩涡状的流动区，称为熔池，而在螺杆的非推进面则是未熔融的固体粒子，称为固体床。

  随着塑料向机头方向输送，熔融过程逐渐进行，到了均化段螺槽全部充满了熔体，完成了熔融过程。

  聚合物熔体在挤出机中的流动，这样的流动行为要受到压力(应力流动)和运动着的螺杆的影响(拖曳流动)。

  由于粘性拖曳，聚合物熔体在螺杆槽的三个壁面（静止）和机筒内壁（运动）组成的通道中运动，即拖曳流动。

  这个流动称为正流（Qd），这是沿螺槽向机头方向的流动，是聚合物流动的主要形式，挤出熔体就是由这样的流动产生的。

  同时由于机头的反压，会形成压力流动，实际是压力下的一种逆向流动：一个是逆流（Qp），方向与正流相反，是由于机头、口模等对塑料的反压引起的压力流动，速度分布为抛物线；另一个是漏流（QL）在螺杆与机筒的间隙，方向沿螺杆轴线方向。

  另外还有一种横流流动：在螺槽和机筒组成的矩形流道中的一种环流，对挤出量影响不大，但是对物料的热交换、混合、塑化有影响。

  以上四种形式的流动使得聚合物熔体沿着螺杆和机筒组成的通道作螺旋形的轨迹向前流动。

  从挤出机中挤出的聚合物熔体还要经过口模的成型，才可以获得所要求的挤出机物形状。

  成型时，聚合物熔体是从一个很宽但是开度很小的近似于矩形的通道中挤出来而连续成型，这种机头通常称为扁平机头。

  挤出机出口是圆形的，而口模是矩形的，所以进入口模两随意选择位置的两个流体质点将经历不同的流程，其结果会造成通过模口的流率沿口模宽度方向不同位置的不均匀性。

  从机械结构看，最常见的薄片口模类型是中心进料“T”形口模和“衣架”形口模。

  这两种口模中，熔融的物料都从断面为圆形的集流腔中心流入，集流腔通过一个窄缝通道（物料沿其整个长度流动）把熔体分配到过渡流道，合理的口模设计应该在规定条件下使聚合物熔体通过不变的模口，以恒定的流率和温度挤出来。

  集流腔为具有弯曲轴线、曲率半径变化的管状流道，窄缝开度H是不变的，假定集流腔入口压力不变和流动是等温的，得到幂率流体的特定设计方程，通过方程来确定口模的尺寸。

  从口模出来时，薄片挤出物胀大的程度由聚合物、熔体温度、口模长度与开度之比和口模壁面处的剪切应力决定。

  另外，两种或更多聚合物熔体可以从用两台以上挤出机供料的平膜口模挤出，是采用几个单独的集流腔，把熔融的塑料引入公共的过渡流道和模唇通道。

  平膜的口模通道更狭窄，剪切速率更高，因此考虑流体的弹性性质和非等温的流动性。

  对于平膜在轴向被拉伸时会造成薄膜厚度的减少，而且也使膜的宽度减少（颈缩），平膜的边缘比较厚，必须从最终产品上除去此部分的边角料。

  聚合物薄片在不受到拉伸的情况下采用对流的冷空气（或惰性气体）、用浸入到液体槽中或采取使其在冷却辊上通过等方法来进行冷却，

  管状口模的流道由一系列或多或少近乎环形的流动区域组成，它们差不多都是横断面均匀的、直的、带有锥度的流道，或者是带有障碍物的流道。

  从图看到，熔料的流动呈轴线对称，这种口模碰到的唯一的严重问题是由分流作用的支架所引起的“熔接”线和条纹，即使这些障碍物远离模口区，在通常的挤出速度下，高聚物熔体也不能完全“熔合”。

  原因：由被支架分割开的两层组成的大分子不能使本体在挤出时的剪切速率和温度下形成缠结层

  熔接线的机械强度都比较弱，还能够明显看出光学性质与本体部分的不同，另外由于熔接线附近胀大程度不同，还造成薄膜或管子的规格不一致。

  在挤出管材时，挤出物从一个水冷芯轴上通过，进入冷却水槽，水槽的长度取决于管子的厚度。

  值得注意的是，虽然挤管口模和管状吹膜口模大体是相似的，但实际上在功能、大小、复杂性等方面都很不同。

  吹膜口模要长的多，有非常小的模口通道，它必须以更严格的产品均匀性标准为条件。

  型材是具有不一样于圆、圆环或很薄的矩形（平膜或薄片）横断面形状的所有挤出物的通称。

  由于其横断面很复杂，异型口模的流道厚度也是不均匀的，这就使得异型口模的设计以及预测粘弹性流体的挤出胀大非常困难，

  因此异型口模都是以试凑法为基础制造出来的，最终产品形状采用“定型”装置获得，该定型装置在挤出物离开异型口模后作用于它。

  若聚合物熔体在正方形断面流道内流动，则挤出物在它各边的中央处由于经受较高的剪切速度因而会胀大得更多些，所得的挤出物则会在每一边显出向外的“鼓凸”。

  此种机头整个流道无任何死点，截面持续逐渐减小，流道表面十分光滑，直至成型区达到一个恒截面。这样的机头流道，熔体无滞留点，且流速恒定增加，能获得最佳型材质量。

  流道的逐渐变化是由多块孔板经串联构成。每块板单独加工，流道孔形和尺寸逐级变化，物料流向的入口处一端流道有倒角，以减少滞料。此种机头的流道加工简单，但对热敏性聚合物，如聚氯乙烯等不适合。

  模塑和注塑的共同点是塑料原料在模具内腔成型，得到形状与模腔形状一样的模制品。

  可模塑性主要根据材料的流变性、热性质、及其力学性能，对于热固性塑料还涉及到聚合物的化学反应性质。

  注塑成型也称为注射成型，是塑料的一种主要成型方法，几乎所有的热塑性塑料和部分热固性塑料都可通过这种办法来进行成型。

  注射成型就是将塑料（一般为粒料）在注射成型机的料筒内加热熔化，当呈流动状态时，在柱塞或螺杆的加压下熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模具内，经过一段时间冷却定型后，开启模具即得到制品。

  柱塞是一根坚实的表面硬度极高的金属圆杆，不能转动，只能作往复运动。而分流梭（鱼雷体）的作用分流、收敛，提高传热面积，增加混合和塑化效果。

  注意的是：注射螺杆只是起到塑化和注射两个作用，对塑化能力、压力稳定以及操作连续性和稳定能力等的要求没有挤出螺杆严格。

  作用：送料、压实、塑化、传压。与挤出机的螺杆相似，但是它的结构更特殊一些。

  作用：引导聚合物熔体从料筒进入模具型腔，并具有一定的射程。形状，进口逐渐向出口收敛，内径小，能大大的提升剪切。

  开合模是通过合模油缸完成的。模具被合模油缸带动合模，（由于聚合物熔体以400-2000Kg/cm2的高压注入模具，虽然通过料筒、喷嘴、流道有很多压力损失，但是进入模具型腔内压力还很高，所以一定要锁紧模具，否则产生涨模引起模具分开或溢料）并锁紧，制品冷却后顶出制品。

  作用：开合模、锁紧模具、顶出制品。组成：前后固定板、移动模板、合模油缸、顶出油缸等。

  模具首先以低压力快速进行闭合，即低压保护阶段，当动模与定模快要接近时，合模的动力系统自动切换成低压低速，以免模具内有异物或模内嵌件松动，然后切换成高压锁紧模具。

  喷嘴与模具完全贴合后，注射油缸开始工作，推动注射螺杆(柱塞)前移，以高速高压将料筒前部的熔体注入模腔，并将模腔中的气体从模具分型面驱赶出去。

  为了保证注射制品的致密性、尺寸精度和强度，必须使注射系统对模具施加一定的压力(螺杆对熔体保持很多压力)，对模腔塑件进行补缩，直到浇注系统的塑料冻结为止。

  当模具浇注系统内的熔体冻结到其失去从浇口回流可能性时，即浇口封闭时，就可卸去保压压力，使制品在模内充分冷却定型。

  塑化：传动装置带动螺杆转动，使料斗内的塑料经螺杆向前输送，并在料筒的外加热和螺杆剪切作用下使其熔融塑化。

  在此压力作用下螺杆在旋转的同时向后移动，当后移到一定距离，料筒前端的熔体达到下次注射量时，螺杆停止转动和后移，准备下一次注射。

  热塑性塑料的注射过程包括加料、塑化、注射充模、冷却和脱模等几个工序，其中关键是塑化、流动和冷却 。

  塑料在进入模腔之前既要达到规定的成型温度，又要使熔体各点温度尽量均匀一致，并能提供足够量的上述质量的熔融塑料以保证生产能顺利进行

  移动式螺杆式注射机工作时，因为螺杆的转动能对物料产生剪切作用，因而对塑料的塑化比柱塞式注射机要好得多。

  而柱塞式注射机的塑化效果不如移动螺杆式注射机，因而怎么样提高其塑化质量是一个重要问题。

  物料在注射机中的移动是靠柱塞的推动，基本上没有混合作用，物料在移动过程中产生的剪切摩擦热相当小，这些都是对热传递不利的。

  塑料塑化所需的热量来自两个方面，即料筒壁的传热以及塑料之间、塑料与设备之间的剪切摩擦热。

  如果进入料筒的塑料初始温度为T0，加热器对料筒加热后使其内壁达到的最大温度为Tw，但实际上塑料从加料口至喷嘴范围内只能升到比Tw要低的某一温度T，所以塑料实际温升是（T-T0）

  增加料筒的长度和传热面积，或延长塑料在料筒内的受热时间和增大塑料的热扩散速率，都能使塑料吸收更多的热量，提高T值，从而使E值增大。

  柱塞式注射机在料筒几何尺寸一定的情况下，塑料在料筒内的受热时间t与料筒内的存料量VP、每次注射量W和注射周期Tc，有如下关系：

  即存料量多，注射周期长，都能增加塑料受热时间，提高塑料的温升，使E值增大。

  但不适当地延长塑料的受热时间，易使塑料降解，故一般料筒内的存料量不超过最大注射量的3～8倍。

  因此要增大热扩散速率取决于塑料是否受到搅动，很显然，柱塞式注射机的加热效率不如移动螺杆式注射机，塑化质量也比其差。

  由于塑料的导热性差，故料筒的加热效率会随料层厚度的增大和料筒与塑料间的温差减小而降低。

  因此，减少柱塞式注射机料筒中的料层厚度是很有必要的。为了达到这个目的，在料筒的前端安装分流梭，它能在减少料层厚度的同时，迫使塑料产生剪切和收敛流动，加强了热扩散作用。此外，料筒的热量可通过分流梭而传递给塑料，从而增大了对塑料的加热面，改善了塑化情况。

  在料筒中的物料有不均匀的温度分布，近料筒壁的温度偏高，料筒中心的温度偏低。

  此外，熔体在圆管内流动时，料筒中心处的料流速度快于筒壁处，造成径向上速度分布不同。

  而料筒内塑料的平均温度Ta处于Ti和Tw之间，即塑料熔体的实际温度总是分布在Ti～Tw之间，塑料从料筒实际所获得的热量可由温差(Ta-To)表示。

  在Tw固定的情况下，如果塑料的温度分布宽，即塑料热均匀性差，则塑料的平均温度Ta降低，Ta-Tw的值就小，对应的加热效率较低。

  如图所示，生产中Ta是有一些范围的，实践证明，要使塑化质量达到可接受的水平，E值不应小于0.8。

  由以上讨论可知，延长塑料在料筒中的受热时间t，增大塑料的热扩散速率α，减小料筒中料层的厚度δ，在允许的条件下提高料筒壁温Tw，都能提高加热效率E。这种关系可用函数表示如下：

  塑化能力以单位时间内料筒熔化塑料的质量(塑化量) qm来表示，在一个成型周期内，塑化量必须与注射量相平衡，所以塑化能力可用下式表示：

  根据料筒与塑料的接触传热面积A和塑料的受热体积Vp及料筒的加热效率E，塑化能力qm可用下式表示：

  显然要提高塑化量qm，则须增大注射机的传热面积和减小加热物料的体积，但在柱塞式注射机中，由于料筒的结构所限，增大A就必然加大Vp。

  解决这一矛盾的有效方法是采用分流梭，兼用分流梭作加热器或改变分流梭的形状等，以增大传热面积或改变K值。

  式中的D、n、H、C、η分别为螺杆的直径、转速、螺槽深度、塑料的比热、熔体的粘度。

  这种剪切作用和温升都使移动螺杆式注射机的加热效率增加，塑化量和塑化质量均有提高。

  在柱塞式注射机内，与料筒接触处附近区域的塑料升温较快，中心升温很慢，在流经分流梭附近时升温速度加快。但其最后的料温仍然低于料筒Tw。

  在移动螺杆式注射机内，开始时塑料升温速度甚至比柱塞式注射机内靠近料筒壁的塑料升温速度还要慢，但在螺杆混合和剪切作用下，其升温速度则因摩擦发热而很快增加，到达喷嘴前，料温可接近Tw，如果剪切作用很强时，料温甚至会超过Tw。

  柱塞式注射机内塑料在料筒壁和中心的温差沿前进方向逐渐增大，而在分流梭附近接近喷嘴处才逐渐缩小并变得比较均匀。

  移动螺杆式注射机内塑料受螺杆剪切作用，由于靠近料筒壁的剪切应力最大，摩擦生热使该处料温要比中心部分高，最终甚至可超过料筒壁温Tw。在剪切作用比较强的时候，甚至离喷嘴比较远的料筒中部物料的温度也能够达到Tw以上。

  塑化良好的塑料熔体在柱塞或螺杆的推动下，由料筒前端经喷嘴和模具浇注系统流入型腔而获得一定的形状的过程是注射成型最重要和最复杂的阶段。

  这一过程经历的时间虽短，但熔体在其间所发生的变化却不少，而且这些变化对制品的质量有重要的影响。

  塑料熔体进入模腔内的流动情况可分为充模、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。

  注射过程柱塞或螺杆位置、塑料温度、柱塞与喷嘴压力以及模腔内压力与注射时间之间的关系

  一为柱塞或螺杆的空载期，在时间t0～t1间，注射前柱塞或螺杆虽开始向前移动，但物料尚未进入模腔，物料在高速流经喷嘴和浇口时，因剪切摩擦而引起温度上升，同时因流动阻力而引起柱塞和喷嘴处压力增加。

  随后是充模期，时间t1时塑料熔体开始快速注入模腔，模具内压力上升至时间t2时，型腔被充满，模腔内压力达到最大值，同时物料温度、柱塞和喷嘴处压力均上升到最高值。

  这一阶段从柱塞或螺杆开始向前移动起，直至模腔被塑料熔体充满为止，时间从 t0到t2为止

  一是注射充模流动，时间从t1开始至熔体到达模腔末端的时刻tβ结束，熔体在此流动过程中，阻力并不大，故模腔内的压力仍低。

  然后是压实流动，从tβ时刻开始至柱塞到达其前进行程的最大位置的时刻t2结束，在此之前模腔虽已被熔体充满，但由于充模流动结束时喷嘴内的压力远高于模腔内的压力，故这一时期后仍有少量熔体被挤入模腔，使模腔内熔体密度增大而压力急剧上升至最高值，这一过程也称压实增密过程。

  在这段时间内，塑料熔体会因受到冷却而发生收缩，柱塞或螺杆需保持对塑料的压力，使模腔中的塑料进一步得到压实，同时料筒内的熔体会向模腔中继续流入以补足因塑料冷却收缩而留出的空隙。