在料斗口到馈料区一段的料筒内有纵向沟槽，因而从料斗进馈料区的塑料被螺杆轴向推进，而无切向摩擦。在馈料区的塑料基本上应是固体粒状塑料，但为了进入压缩塑化区时及时塑化，因此需受热而处于熔化初期的状态。所以馈料区的温度控制是很重要的工艺条件。通常为了除去塑料粒子可能因受潮而凝结在料粒表面的水分，在加热干燥料斗中加温鼓风而使这些水分和料粒周围的空气一起通过加热漏斗被排出。料粒干燥加热的温度必须严控。温度太低，干燥效果差，料温过高，塑料软化，影响料粒在馈送区的推进。鉴于同一理由，加料斗部的温度不能太高。为防止从料筒传过来的热量的影响，加热口需同冷水冷却，以保证入料通畅。

  （1）挤出速度快。挤管式模具充分的利用塑料可拉伸的特性，出胶量由模芯与模套之间的环行截面积来确定，它远大于包复于线芯上的胶层厚度，所以，线速度可根据塑料拉伸比的不同而有所提高。

  （2）电缆生产时简单易操作，偏心调节容易，不大会发生偏心。其径向厚度的均匀性只由模套的同心度来决定，不会因芯线任何形式的弯曲使包复层偏心。

  塑料挤出中的关键工艺因素之一是挤出模具的设计。电线电缆生产中使用的模具（包括模芯和模套）主要有三种形式，即：挤压式、挤管式和半挤管式。三种模具的结构基本一样，仅仅在于模芯前端有无管状成径部分或管状成径部分与模套的相对位置不同。挤塑机模具的三种类型见图2-1，其优缺点分别叙述如下：

  当聚合物从口模中挤出时，挤出物的直径或厚度会明显大于模口的尺寸，这种现象叫做挤出物胀大，或称为模膨胀，也称为Barus效应。通常定义挤出物的最大直径与模口直径之比值来表征胀大比B，HDPE的B值可高达3.0～4.5。高聚物熔体的挤出物胀大是熔体弹性的一种表现。一方面，当熔体进入模孔时，由于流线收缩，在流动方向上产生纵向速度梯度，即流动含有拉伸流动成分，熔体沿流动方向受到拉伸，发生弹性变形，而在口模中停留的时间又较短，来不及完全松弛掉，出模口后继续发生回缩；另一方面，熔体在模孔内流动时，由于剪切应力和法向应力的作用（沿流动方向对流体产生拉力），也要发生弹性变形，出模口后要回复。当模孔的长径比L/R很小时，前一效应是主要的，胀大主要由拉伸流动引起，随着L/R增大，B减小，至L/R=16时，由拉伸流动引起的变形在模孔内已得到充分的松弛回复，因而挤出物胀大主要由剪切流动引起。

  模芯有管状承径部分，但比较短。模芯承径（平直部分）的端面缩进模套口端面的挤出方式称为半挤管式。这是挤压式与挤管式的过渡形式，通常在大规格绞线绝缘挤包及护套要求紧密时采用。这是因为采用这种模具，模芯内孔可以适当增大，从而当绞线外径变大时，不致出现刮伤、卡住；也能防止因绞线外径变小，在模芯内摆动而引起的偏心。另外，它有一些压力，使塑胶层压实，能填充线芯的空隙，故常用于内护套及要求结合紧密的外护套挤出中。在直角式机头中，常用半挤管式模具生产电缆的外护套。

  在锥形流道中，由于流道截面逐步缩小，在塑料恒定流率挤出的条件下。流道截面变小时，熔体的流速必然增大，单元流体产生拉伸变形，即为拉伸流动。由于流道截面的突然缩小，会使流动的熔体速度发生很大的变化，导致熔体产生很大的扰动和压力降，增大挤出机的功率消耗，并可能会影响塑料挤出层后的质量。因而必须设计合理的锥角的流道，来实现大尺寸流道向小尺寸流道的过渡。当聚合物熔体从模口挤出受到缆芯拉伸，熔体截面变细，最后形成一定外径（厚度）的护套层。此时熔体被拉长变细，这也是熔体的拉伸流动，这与挤出模中锥形流道中的拉伸流动的性质是一样的。

  塑料电线产品质量的好坏，与塑料本身的质量、挤出机的性能、挤出温度、收放线张力、速度、芯线预热、塑料挤出后的冷却、机头模具的设计等多种因素相关，其中最主要的是塑料电线挤出过程中最后定型的装置—模具。模具的几何形状、结构设计和尺寸、温度高低、压力大小等直接决定电线加工的成败。因此，任何塑料电线产品的模具设计、选配及保温措施，历来都受到高度重视。

  （2）塑料与线芯结合的紧密性较差，这正是绝缘挤出中挤管式不能广泛获得使用的根本原因。通常能通过抽气挤出来提高塑料与线芯结合的紧密程度，当然，提高拉伸比也是有用的。

  （3）外表质量不如挤压式圆整，成缆、绕包、编织等芯线的不均匀性常在护套表面外观上暴露出来。通过适当地设计选配模具，外观品质会有所改善，但总不如挤压式圆整。

  （6）护套厚薄容易控制。通过调整牵引速度来调整拉伸比，从而改变并控制护套的厚度。

  （7）在某些特别的条件中可以挤包得松，在芯线上形成一个松包的空心管子，常用于光纤生产。

  （1）塑胶层的致密性较差。因为模芯与模套之间的夹角较小，塑料在挤出时受到的压实（紧）力较小。为客服此缺陷，可以在挤出中增加拉伸比，使分子排列整齐而达到提高塑胶层紧密的目的。

  在混练计量区，螺纹深度进一步减小（压缩比增大），塑料在此段中处于完全熔融状态，受到进一步的混练和压缩以足够的压力通过滤孔进入机头，出模成型。在这一区段的加热温度需达到正常的挤出温度。

  粘弹性聚合物熔体的粘度可根据流变曲线计算出来，但与加工性能紧密关联的弹性，迄今尚不能定量分析。关于聚合物熔体的弹性在挤出加工中与下列现象相关：

  在塑化压缩段，料粒从固体向熔融态过渡，螺杆的螺纹深度减小，以增加对塑料的挤压剪切力，加热温度也相应提高。常用的全螺线杆对塑化的均匀熔化能力有先天不足，其原因可作如下说明：料粒的熔化起始于塑料与金属的交界面处，如图1-2所示。通过料筒传送的热量，使与料筒邻接的固体料粒的表面熔融，形成薄的熔融膜。

  另外通过料粒与料筒的剪切发热，固体料粒继续熔融，使沟内底和侧部形成熔融塑料池。熔融的塑料部分不再受到摩擦和剪切，并继续被加热。而被熔融部分包围的固体料粒既不能与料筒剪切，又因塑料本身是不良热导体的特性，在高出料率的情况下不可能通过热传导而熔化均匀。随着熔融的继续进行，图1-2中固体料粒的集束变小直至破坏。最后使未熔化的固体料粒分散漂浮在熔融塑料中，依靠熔融塑料的传热逐步融化。这就造成了塑化不均，分散不匀的结果。为客服这一缺点，国内外发展了多种混练型螺杆来改善塑化和挤出能力。典型的方法为屏障型螺杆。如图1-3所示的第二个螺纹开始有个槽，一个槽的槽深较小。另一个槽深较大，分割两个槽区的螺翼称为屏障翼。在推力螺纹继续产生并积累塑料中的熔融部分时，螺纹槽中的熔化部分的塑料被分离出来，通过屏障翼进入熔融槽内，而在主槽中的固体料粒因无熔融层的包围，可通过与料筒的剪切摩擦而快速熔化，从而大大地改善了塑化的均匀性。

  这里以挤出机的挤出模为例，来定性分析聚合物熔体在挤出过程中的流变行为。图1-4表示一个挤压式模具挤光缆护套的示意图。

  聚合物熔体在挤出模中同时存在两种流动形式，剪切流动和拉伸流动。剪切流动在锥形流道和出模口的速度分布上是不一样的，在模芯和模套之间的锥形流道中，由于两边壁道的阻力，因此最大流速在流道中间，而在出模口，由于缆芯的牵引作用，最大流速在缆芯壁上，最大流速Vm与缆芯牵引速度V0相等。这两类不同速度分布的剪切流动均已有相当成熟的数学模型可作定量分析。

  出模膨胀与高聚物的性质和流动条件有关，一般来说，分子量愈大，流速愈快，挤出物机头愈短，温度愈低，则膨胀程度愈大。

  当剪切速率不大时，聚合物熔体挤出物表面十分光滑。然而，剪切速率超过某一临界值后，随着剪切速率的继续增大，挤出物的外观依次出现表面粗糙（如鲨鱼皮状）、尺寸周期性起伏（如波纹、竹节状），直至破裂成碎块等种种畸变现象，这些现象一般统称为不稳定流动或弹性湍流，熔体破裂则指其中最严重的情况。

  （4）配模方便。因为模芯内孔与芯线外径的间隙范围较大，使模芯的通用性增大。同一套模具可以用调整拉伸比的办法，挤制不同芯线直径，不同包复层厚度的塑胶层。

  （5）塑料经拉伸发生“定向”作用，结果使塑料的机械强度提高，这对结晶型高聚物（聚乙烯）的挤出尤其有意义，能有效地提高电线的拉伸方向强度。

  为了防止塑料挤出的不稳定性，甚至熔体破裂，对拉伸应力σ的制约因素，从式（1-1）可见，其实就是γ值，即剪切速率不宜过大，从图1-4还可见，除了锥形流道的收敛角应有适当值外，还需限制缆的牵引速度V0，以限制γ值，有时为增大挤出压力，适当增加锥形角θ，此时缆芯的牵引速度必须相应减小。

  适当提高塑料的熔融指数，即增加熔体的流动性，有助于减小剪切速率，降低拉伸应力，既可提高生产速度，又可改善被覆体表面质量。

  光缆护套是光缆中最重要的结构部件之一，它关系到光缆在各种敷设条件下对环境的适应性及其在常规使用的寿命期内光缆传输性能的长期稳定性。因此，光缆护套的塑料挤出及成型

  是光缆生产中很重要的工艺，在室内光缆的生产中尤其重要。下面对光缆护套挤出及成型工艺做一简单介绍。

  挤压式模具的模芯没有管状承径部分，模芯缩在模套承径后面。熔融的塑料（以下简称料流）是靠压力通过模套实现最后定型的，挤出的塑胶层结构紧密，外表平整。模芯和模套间的夹角大小决定料流压力的大小，影响着塑胶层质量和挤出电线质量。模芯和模套尺寸及其外表光洁度也直接决定着挤出电线的几何形状尺寸和表面上的质量。模套孔径大小一定要考虑解除压力后塑料的“膨胀”，以及冷却后的收缩等综合因素。由于是压力式挤出，塑料在挤出模口处产生较大的反作用力，因此，出胶量要较挤管式低的多。目前绝大部分电线电缆的绝缘均用挤压式模具生产，但也有一些电线绝缘的生产被挤管式和半挤管式模具所代替。挤压式的另一缺点是偏心的调节困难，绝缘厚薄不易控制。

  关于不稳定流动起因的分析，还可说明一些其他因素的影响。例如，温度上升，可提高发生熔体破裂的临界剪切速率，这与温度升高分子链松弛速度加快有关，又如减小模孔入口角能使剪切速率达到更高值时才出现熔体破裂，这是减小熔体破裂所受拉伸应力的结果，诸如此类可进一步分析工艺参数对挤出物的影响。

  对于这些现象已经提出了许多流动机理进行解释，一般都认为它们与熔体的弹性效应有关。引起缺陷的原因大致可归纳为两种。一种是所谓滑粘现象，就是在高剪切速率条件下，在聚合物熔体与模孔壁间的滑移现象。其原因是聚合物熔体在剪切速率最大的毛细管壁处的表观粘度最低，结果是熔体沿管壁发生整体滑移，因此导致不稳定流动，流速不再均匀，而是出现脉动，因此表现为挤出物表面粗糙或横截面积的脉动变化。另一种是熔体破裂，就是熔体受到过大的应力作用时，发生类似于橡胶断裂方式的破裂。熔体发生破裂时，取向的分子链急速回缩解取向，随后熔体流动有逐渐重新建立起这种取向，直至发生下一次破裂，从而使挤出物外观发生周期性的变化，甚至发生不规则的扭曲或破裂成碎块。一般认为熔体破裂是拉伸应力造成的，而不是剪切应力造成的，因此这种过程往往发生在靠近模孔入口处，那里由于管道的截面积有较大的变化，流线收敛，熔体流动受到很大的拉伸应力。而滑粘现象则往往出现在模孔内或出口端附近。上述两种原因也可能同时存在，视详细情况而定。

  从式（1-1）（1-2）可见，当拉伸粘度λ已知时，则在流道中因拉伸所产生的压力降是可以计算出来的。应当注意的是，按式（1-1）计算所得的拉伸应力大于200N/cm2时，必将产生熔体破裂，这是极需避免的。

  电线挤出时模芯有管状承经部分，模芯口端面伸出模套口端面或与模套口端面持平的挤出方式称为挤管式。挤管式挤出时由于模芯管状承径部分的存在，使塑料不是直接压在线芯上，而是沿着管状承径部分向前移动，先形成管状，然后经拉伸再包复在电线的芯线上。这种形式的模具一直只用于电缆护套挤出，近年来绝缘的挤出也慢慢变得多的加以采用，因为它与挤压式相比有如下的优点：