针对PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）材料的注塑成型，螺杆的设计和选型对产品质量和生产稳定性至关重要。PBT具有一些独特的性质（如易水解、对剪切敏感、常含玻纤增强等），工艺人员在选型时需要特别关注以下螺杆特点：
一、PBT材料螺杆核心设计目标
1. 温和塑化：避免过高的剪切和过热导致材料降解（分子量下降，性能劣化）。
2. 有效排气：高效排出水分和低分子挥发物，防止水解和制品缺陷（气泡、银纹、强度下降）。
3. 均匀混合：确保基料与添加剂（色母、阻燃剂等）、玻纤分散均匀。
4. 减少玻纤损伤： 对于增强级PBT，最大限度保持玻纤长度，以获得最佳力学性能。
5. 防止降解滞留：避免熔体在死角滞留时间过长而降解。
二、PBT注塑机螺杆的关键特点详解
1. 螺杆类型：首选排气式螺杆
为什么？PBT是极性、半结晶材料，吸湿性强。即使经过预干燥，微量水分在高温熔融时也可能引发水解降解，导致分子链断裂、制品变脆、表面出现气泡/银纹。排气式螺杆能主动在塑化过程中抽走这些挥发物。
结构要求：标准设计为6段式螺杆（加料段 -> 第一压缩段 -> 第一计量段 -> 排气段 -> 第二压缩段 -> 第二计量段）。具体结构特点参考之前关于排气螺杆的详细描述，但针对PBT需注意：
排气段设计：确保在低压区有效抽真空。真空度需精确控制（通常要求达到0.5 bar abs 或更低）。
后密封：反螺棱设计至关重要，防止熔体回流至排气段造成“冒料”。密封必须可靠。
双螺纹设计：排气段通常采用主螺纹（深槽）输送熔体，副螺纹（浅槽）阻挡熔体溢出并允许气体通过。
2. 长径比： 20:1 – 24:1
为什么？适中的长径比提供足够的长度容纳排气段（如果使用排气螺杆）和实现温和塑化。
过短：塑化不均，排气不充分。
过长：增加熔体滞留时间，提升降解风险；增加螺杆磨损（尤其含玻纤时）；驱动扭矩要求更高。
推荐范围：20:1 – 24:1是常见且平衡的选择。对于非常严格的干燥要求或特殊牌号，可能会用到稍长的螺杆（如25:1），但需谨慎评估滞留时间。
3. 压缩比： 2.2:1 – 2.8:1
为什么？PBT熔体粘度相对较低（比PC、ABS等低），且对剪切敏感。
过低：压缩不足，塑化效果差，排气效率低，易混入空气。
过高：产生过大的剪切热和背压，导致熔温过高，增加降解风险（材料变黄、变脆）和玻纤损伤。
推荐范围：2.2:1 – 2.8:1。对于纯PBT或低粘度牌号，可选择下限附近（如2.2-2.4）；对于高粘度牌号（如高玻纤含量、阻燃级）或需要更好排气混合时，可选择上限附近（如2.6-2.8）。
4. 螺槽深度：相对较深
为什么？较深的螺槽可以：
降低剪切速率：减少因剪切生热导致的温升和降解。
增加容积：提高输送能力，减少熔体在螺杆内的滞留时间。
容纳玻纤：减少玻纤在输送和塑化过程中的折断。
具体体现：
加料段：深度相对较深，确保稳定喂料。
计量段：深度比加工PA、PC等材料的螺杆通常要更深一些。避免使用浅槽计量段。
5. 螺杆几何构型：低剪切设计
渐变式压缩：压缩段（过渡段）应足够长，采用渐变式设计，避免压力骤升导致的剪切过热。陡峭的压缩段（突变式）不适合PBT。
避免屏障型螺杆：标准屏障型螺杆（BM型）的屏障棱剪切作用较强，容易导致PBT过热降解和玻纤过度折断。不推荐用于PBT，尤其是不含玻纤或对性能要求高的场合。
可选方案：
波状螺杆：在计量段设计波状轮廓，能促进温和混合，减少剪切，有助于熔体均化和排气，同时相对保护玻纤。是PBT（尤其含玻纤）的一个良好选择。
销钉螺杆：在计量段末端设置销钉混炼头，能有效打散熔体、促进分散混合和排气，但需注意销钉区域会增加一点剪切和滞留。选用时需评估对玻纤长度的影响。对于要求高分散性的填充/阻燃PBT是一个选项。
6. 材料与表面处理：高耐磨、耐腐蚀
为什么？PBT本身磨损性不高，但：
玻纤增强级：玻纤（尤其是短玻纤）是主要的磨损源。常用含量有15%， 30%， 甚至50%。
阻燃剂：某些卤系或磷系阻燃剂可能具有一定腐蚀性。
填料：矿物填料（如滑石粉、云母）会增加磨损。
推荐：
螺杆材料：双合金（如钨钴合金喷涂）或优质氮化钢（38CrMoAlA）是必须的。双合金耐磨性更优。
表面处理：氮化处理（渗氮）是基础。对于高玻纤含量（>30%）或要求长寿命，强烈推荐双合金涂层（如碳化钨WC-Co）。
机筒：同样需要耐磨处理（双合金内衬或氮化）。螺杆与机筒的耐磨等级需匹配。
7. 止逆环：高效、耐磨、零泄漏
为什么？PBT熔体粘度较低，且注射/保压时需要防止熔体回流，否则会导致计量不稳定、气泡卷入（回流熔体可能带入空气）和影响排气效果（高压熔体可能被压回排气段）。
要求：
优异密封性：滑动环式止逆阀（带弹簧）是主流，必须保证关闭时零泄漏。
高耐磨：材料和处理需与螺杆一致（双合金或优质氮化钢）。
结构设计：流道应平滑无死角，避免滞留降解。有些设计带有特殊的回流槽或优化轮廓以减少卡料和磨损。
三、补充说明与工艺配合
1、干燥是基础
即使使用排气螺杆，严格的原料预干燥（通常120-135°C，3-4小时以上）仍然是必须的！排气螺杆是最后一道防线，用于处理微量残留水分和加工产生的挥发物。不能依赖排气代替干燥。
工艺参数设定：
2、背压
使用较低的背压（通常比加工ABS、PC等低）。高背压增加剪切和温升，加剧降解和玻纤损伤。目标：刚好能保证稳定塑化和均匀熔体即可（例如 3-8 bar，具体需调试）。
3、螺杆转速
使用中低转速。高转速导致高剪切和温升。目标是在保证塑化效率的前提下，维持尽可能低的熔温。
4、熔温监控
密切关注实际熔体温度（使用针式测温计测量射出的熔体），确保在材料推荐范围内（通常未增强PBT约235-260°C，增强级约245-265°C，具体看牌号），避免过热。
让我们一起共同学习，提升认知，完善自己。