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塑料和导体
塑料电现电缆要适应多种不一样需要，就应含有广泛优异而稳定使用性能。塑料电线电缆使用性能和寿命，决定于产品结构优异性、塑料选择合理性和工艺完善性。从塑料电现电缆技术发展来看，合理而正确使用材料是关键原因。为了制造性能优异而稳定塑料电线电缆，在导电线芯和半成品缆芯满足要求技术要求前提下，关键是对绝缘和护套用塑料提出了较高要求。绝缘塑料基础要求是含有优异电绝缘性能，同时依据产品用途和使用条件分别提出对机械性能、耐高温性、物理－化学性能及工艺性能要求。对护套塑料基础要求是耐受多种环境原因作用老化性能，在满足这个条件下分别提出部分特殊要求和辅助要求。
第一节 塑料
塑料是高分子合成材料中通常性能上含有可塑性改变材料总称。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类，电线电缆制造中所用塑料全部是热塑性塑料。电线电缆常见热塑性塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、泡沫聚乙烯、氟塑料、聚酰胺、聚丙烯和聚酯塑料等。
塑料是以合成树脂为基础成份，再添加多种配合剂，经捏合、切粒等工艺而塑制成一定形状材料。为了满足加工、贮存和使用要求，合成树脂内通常全部要添加多种配合剂，依据添加配合剂所起作用不一样，塑料添加剂大致有以下多个：防老剂（它包含抗氧剂、稳定剂、紫外线吸收剂、光屏蔽剂等，这多个材料在塑料中所起作用不一样但又相互联络，同一个材料可起多个作用，所以统称为防老剂。）；增塑剂；交联剂；润滑剂；填充剂；着色剂；发泡剂；防霉剂；驱避剂；阻燃剂；耐电压稳定剂；抑烟剂等。多种塑料既含有塑料共有特征，又含有各不相同各自独具一些特征。多种塑料共有特征有：比重小、机械性能较高、电绝缘性能优异而且化学稳定性好、耐水、耐油、加工成型方便，原料起源丰富。为了适应日益增加电线电缆技术发展需要，塑料将不停改善配方和性能，提升其耐热性和电压等级，提升材料耐寒、耐大气老化性能、耐火阻燃性能，延长电线电缆使用寿命，同时，还将不停开发新型塑料并合理用于电线电缆上。
一、 塑料基础性能含义
1. 体积电阻系数
塑料在电场作用下有泄漏电流经过，泄漏电流经过塑料时阻力称为体积电阻。电流经过每1cm3塑料电阻即为体积电阻系数ρv，单位为欧姆米，单位符号为Ω.m。体积电阻系数越高，绝缘性能越好。
2. 击穿场强
当塑料上施加电压达成某一极限时，塑料丧失绝缘性能被击穿，击穿瞬间所施加电压值称为塑料击穿电压，击穿电压和塑料厚度之比称为击穿场强E单位符号为kV/mm。
3. 介电常数
它是表示塑料极性大小指标。介电常数ε越小，塑料在电场作用下极化强度越小，其介质损耗也越小。
4. 介质损耗角正切
在交变电场作用下，塑料中所消耗级量称为介质损耗。它常以介质损耗角正切值tgδ来表示。介质损耗角正切tgδ越小，说明介质损耗也越小，塑料电绝缘性能越好。在高频、高压下使用时，要求塑料tgδ值小于千分之几或万分之几；低压和通常绝缘时，塑料tgδ值则小于百分之几。
5. 耐电晕性
在高电压情况下，因为绝缘表面放电而引发电晕，当其攻击绝缘体时，因离子撞击、电子攻击、臭氧攻击和局部热作用，造成高聚物裂解，使其电绝缘性能和物理机械性能产生恶化。塑料抵御电晕作用而保持其使用性能能力，称为耐电晕性。
6. 抗拉强度和延伸率
在材料拉力试验机上对塑料试样施加静态拉伸载荷并以一定速度拉伸直至试样断裂。此时试样单位截面上所承受拉力称为该塑料抗拉强度。试样拉断时长度增加百分比称为该塑料延伸率。
7. 密度
在一定温度下（通常指20oC），单位体积塑料试样质量，称为塑料密度。
8. 耐热变形性
塑料在受热条件下，仍能保持良好物理机械性能最高温度，即为该塑料耐热变形性能。通常以塑料在等速升温时，在一定负荷下使其变形达成要求值时温度来表示。
9. 熔融指数
在一定温度荷压力下，熔融树脂在10分钟内从一定孔穴中被压出克数，称为熔融指数，以MI表示，单位为g/min。
10. 耐寒性
在低温下，塑料仍能保持一定物理机械性能能力，称为塑料耐寒性。它常见以下耐寒温度来表示。
（1） 低温脆化温度：即为塑料在低温下，受特定冲击负荷时，50％试样出现损坏时温度。
（2） 低温对折温度：即为塑料试样在弯折180o时出现将要破裂而未破裂时温度。
（3） 低温冲击压缩温度：即为塑料试样在低温下，以一定能量和速度冲锤对其进行冲击压缩，使之破裂率达50％时温度。
11. 耐燃性能
耐燃性能是指塑料抵御火焰燃烧能力。通常塑料接触火焰后均会燃烧，移去火焰后，延燃情况随塑料品种不一样而不一样，所以耐燃性能亦有差异。
12. 耐热老化性能
塑料在加工和使用过程中，因为变热造成塑料性能变劣，这种现象称为热老化。塑料抵御热老化能力称为耐热老化性。
采取在高温下，进行加速热老化试验，测定塑料性能（机械性能或电气性能）在老化后保留率，来衡量塑料耐热老化性。
13. 耐气候性
塑料在大气条件下使用，受日晒、雨淋、风吹、大气污染等严酷自然条件作用，塑料性能变劣称为大气老化。塑料抵御大气老化能力称塑料耐气候性。
14. 耐油性能及耐溶剂性能
塑料和矿物油或各类溶剂接触时，抵御油或溶剂能力称为塑料耐油性能或耐溶剂性能。可用试样浸入油或溶剂中，在一定温度下经一定时间后，测定其吸油或溶剂吸收率、体积改变率或抗拉强度、延伸率保留率来衡量。
15. 耐水性及耐湿性
塑料在浸水或潮湿条件下，抵御水或潮湿气体渗透能力，称为塑料耐水性或耐湿性。塑料吸水或吸湿后，会引发绝缘电阻、击穿场强下降，介质损耗增大，且使塑料外观、重量、机械性能等全部有改变。所以要求塑料应含有良好耐水性和耐湿性。对于电线电缆用塑料，关键考虑是，在浸水或吸湿后，应确保塑料电绝缘性能符合使用要求。
塑料吸水量，可用单位面积吸水量、吸水率或吸水重量来表示。塑料透湿性，则以透湿系数和透汽量来表示。
16. 耐环境应力开裂性
部分结晶型塑料，因为加工过程中内应力存在和使用时接触化学药品，致使在贮存和使用中出现开裂，称为环境应力开裂。塑料抵御环境应力开裂能力称为耐环境应力开裂性能。可用表面刻有槽痕塑料弯曲试样，置入表面活性剂中，观察在要求时间内出现开裂试样数量及所占百分比来衡量。
二、 聚氯乙烯（PVC）
聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为基础，加入多种配合剂混合而成。其机械性能优越、耐化学腐蚀、不延燃、耐气候性好、电绝缘性能好、轻易加工、成本低，所以是电线电缆绝缘和护套用好材料。
1.聚氯乙烯树脂
聚氯乙烯树脂是由氯乙烯聚合而成线型热塑性高分子化合物，其分子结构以下：

H H H H H H
…… C C C C C C ……
Cl H Cl H Cl H
n
从该分子结构看，聚氯乙烯含有以碳链为主链，呈线型，含有C Cl极性键。聚氯乙烯树脂含有下列基础特征：
（1） 是热塑性高分子材料，可塑性和柔软性很好。
（2） 因为C Cl极性键存在，树脂含有较大德极性，所以介电常数ε和介质损耗角正切值较大，在低频情况下，有较高耐电强度。另外因为极性键存在，分子间作用力较大，机械强度较高。
（3） 分子结构中含有氯原子，树脂含有不延燃和很好耐化学腐蚀性及耐气候性。氯原子能破坏分子晶体结构，树脂耐热性较低，耐寒性较差，加入适量配合剂，就能改善树脂性能。
2.聚氯乙烯树脂种类
聚乙烯聚合方法有：悬浮聚合、浮液聚合、本体聚合和溶液聚合四种。
聚氯乙烯树脂制造现在关键采取悬浮聚合方法，电线电缆就是采取悬浮法聚氯乙烯树脂。
聚氯乙烯悬浮聚合过程中所用树脂结构形状有：疏松型树脂（XS型）和紧密型树脂（XJ型）。疏松型树脂质地疏松，吸油性大，易于塑化，加工操作控制方便，晶点少，所以电线电缆用树脂是疏松型。树脂特征以下：
项目
疏松型树脂
紧密型树脂
粒子直径
50-150μm
20-100μm
颗粒外形
不规则，由多球并合而成
球形表面光滑，呈单球
颗粒断面结构
疏松多孔，微粒间间隙大
微粒间间隙小
吸收增塑剂
快
慢
塑化性能
塑化速度快
塑化速度慢
3.聚氯乙烯关键性能
1） 电绝缘性能：聚氯乙烯树脂是一个极性较大电介质，电绝缘性能很好，但比较非极性材料（如聚乙烯、聚丙烯）稍差。树脂体积电阻率大于1015Ω·cm；树脂在25oC和50Hz频率下介电常数ε为3.4～3.6，当温度和频率改变时，介电常数也随之显著改变；聚氯乙烯介质损耗正切tgδ为0.006～0.2。树脂击穿场强不受极性影响，在室温和工频条件下击穿场强比较高。但聚氯乙烯介质损耗较大，所以不适适用于高压和高频场所，通常见在15kV以下低压和中压电线电缆绝缘材料。
2） 老化稳定性：从分子结构上看，氯原子全部和碳原子相连，应含有较高耐老化稳定性。但在生产过程中，因为温度直接影响和机械力作用，易放出氯化氢，在氧作用下，产生降解或交联，造成材料变色发脆，物理机械性能显著下降，电绝缘性能恶化，所以聚氯乙烯老化。为改善它老化性，必需添加一定稳定剂。
3） 热机械性能：聚氯乙烯树脂为无定型聚合物，在不一样温度下含有三种物理状态，即玻璃态、高弹态、粘流态。聚氯乙烯树脂玻璃化温度为80oC左右，粘流温度160oC左右。在常温下处于玻璃状态，这极难满足电线电缆使用要求。为此，必需将聚氯乙烯进行改性，使其在室温下含有较高弹性，同时又兼有较高耐热性和耐零性。加入适量增塑剂能够调整玻璃化温度，以增加塑性，达成柔软性，提升机械性能。
4.电线电缆用聚氯乙烯塑料
聚氯乙烯塑料是多组份塑料，依据不一样使用条，改变配合剂品种和用量，能够制得不一样品种电线电缆用聚氯乙烯塑料。
聚氯乙烯电缆塑料按其在电线电缆上用途不一样，可分为绝缘级电缆料和护层级电缆料。
（1） 绝缘用聚氯乙烯塑料
依据电线电缆使用要求和特征，绝缘用聚氯乙烯塑料类型、性能、要求及关键用途以下表所表示。

绝缘用PVC塑料分类及性能
类型
性能要求
使用温度
关键用途
绝缘级
电绝缘性能很好，有一定耐热性、柔软性
70oC
通信、控制、信号及低压电力电缆绝缘
一般绝缘级
有一定电绝缘性能，有很好柔软性及耐大气性、廉价
70oC
室内固定敷设电线、护套软线、500V农用电缆和仪表安装用电线绝缘
耐热绝缘级
有较佳耐热老化性和耐变形性，电绝缘性能很好
80oC
105oC
要求耐热较高船用电缆、航空导线、电力电缆及安装用电线绝缘
高电性能绝缘级
较佳电绝缘性能，绝缘电阻高、介电性能好，有一定耐热性
70oC
电压为6kV－10kV级电力电缆绝缘
耐油耐溶剂绝缘级
含有很好耐油性、耐溶剂性和柔软性，电绝缘性能很好
70oC
用于接触油类和化学物质电线电缆绝缘级
阻燃绝缘级
电绝缘性能很好，有较高耐火焰燃烧性，柔软性很好
70oC
固定敷设电力电缆、矿用电缆、安装用电线绝缘
各类聚氯乙烯绝缘料技术要求见下表。
绝缘用PVC塑料技术要求
技术指标
绝缘级
一般
绝缘级
耐热绝缘级
高电性
绝缘级
80oC
105oC
体
积
电
阻
系
数
（Ω·cm）
≥
20oC
1×1014
1×1014
3×1014
3×1014
5×1014
70oC
1×1011
1×1010
－
－
5×1011
80oC
－
－
5×1011
－
－
105oC
－
－

2×1011
－
击穿场强(kV/mm) ≥
20
20
20
20
20
介质损耗角正切tgδ（20～85oC）≤
－
－
－
－
0.1
介质损耗原因ε，
≤tgδ（20～85oC）

0.75
拉伸强度（N/mm2）≥
180
170
200
200
200
断裂伸长率（％）≥
200
220
180
200
160
低温冲击
压缩温度（oC）≤
0
-10
+3
－
+5
200 oC热稳定
时间（min）≥
60
60
60
60
60
软化温度（oC）
170～190
170 ～190
180～195
－
175～185
热
老
化
性
能
老化温度（oC）
110
110
113
136
110
老化时间（h）
48
48
168
168
48
K1(%)≥
－
－
－
80
－
K2(%)≥
70
75
80
70
70
失重(%)≤
6.0
7.0
5.0
2.5
6.0

（2） 护套用聚氯乙烯塑料
聚氯乙烯塑料护层含有很好耐腐蚀性，足够机械性能，一定耐大气性能，柔软、耐振、重量轻、加工及敷设方便。依据电线电缆使用条件，研究制成了不一样类型聚氯乙烯护套料，其性能要求及应用范围见下表。
护套用PVC塑料分类及性能
类型
关键性能要求
使用温度
应用范围
一般护层级
足够机械强度、耐热、光老化性及耐寒性很好
70 oC
塑料电线电缆外护层及其它电缆外护层
耐寒护层级
有较高耐寒性，低温柔软性
70 oC
户外及耐寒电现电缆护层
柔软护层级
有较高柔软性，很好耐寒性
70 oC
耐寒柔软电线电缆护层
耐热护层级
耐热性能良好
80 oC
105 oC
耐热电线电缆护层
耐油护层级
耐油性、耐化学药品性好
70 oC
和油类及化学药品接触电线电缆护层
易撕护层级
抗撕裂性低，敷设方便、价格低廉
70 oC
室内固定敷设用绝缘电线护层
防霉、防白蚁、
防鼠护层级
抗生物性好、防白蚁、防霉性好
70 oC
热带及温热带地域用电缆护层
阻燃护层级
抗燃烧性好
70 oC
安全性要求高电线电缆护层
（3） 半导电聚氯乙烯塑料
半导电聚氯乙烯塑料可作为屏蔽材料来使用，比如可作为10kV聚氯乙烯电缆屏蔽层。半导电塑料用作高压电缆屏蔽料时，因为半导电料直接和绝缘料接触，会发生相互迁移，所以尽可能选择和绝缘料相同增塑剂或电性好、迁移小增塑剂。不然在使用过程中会影响绝缘料电绝缘性能。
（4） 环境保护型防白蚁、防鼠电缆护套料
白蚁和老鼠对电缆造成破坏，轻则中止供电，重则酿成重大事故，使电力和通信部门受到损害。以往采取在电缆护套料内加入有毒添加剂（如氯丹、七氯、狄氏剂、艾氏剂等）措施，杀灭白蚁、老鼠，以保护电缆安全运行。但这些有毒添加剂对环境和人身会造成污染和危害。现在，多使用在护套料中加入环烷酸铅或环烷酸酮做添加剂，制成改型防白蚁护套料。
（5） 低烟低卤型阻燃护套料
用一般（阻燃）PVC电缆料制造电缆燃烧时会产生大量黑烟，同时释放出大量腐蚀性气体HCl，对人体和仪器装置会造成巨大损害。低烟低卤阻燃电缆料是以专用PVC树脂为基料，添加多种改性剂、助剂和优良阻燃剂，经过均匀混炼充足塑化加工而成高科技产品。它不仅含有优良阻燃性，而且在燃烧是释放烟量低，HCl释出量很低，可观察到燃烧火焰及周围物体。和一般PVC护套料相比，其拉伸强度及断裂伸长率相当；挤出时无需特种螺杆，其工艺性能亦相当。使用这种电缆料制成电缆，完全适适用于地铁、高层建筑、发电站、广播电视中心及计算机中心等对电线电缆阻燃性能要求高场所。
三、聚乙烯
1. 聚乙烯合成方法和品种
（1） 低密度聚乙烯（LDPE）
纯净乙烯中加入极少许氧气或过氧化物作引发剂，压缩到202.6kPa左右，并加热到约200oC时，乙烯就可聚合成白色蜡状聚乙烯。此法因在高压下进行，常称为高压法。用这种方法可制得密度为0.915～0.930柔软聚乙烯，分子量在15000～40000。其分子结构支链多，但结构疏松，分子构型呈“树枝状”，故密度低，所以称为低密度聚乙烯。
（2） 中密度聚乙烯（MDPE）
在30～100大气压下，用金属氧化物作催化剂，使乙烯聚合成聚乙烯方法，称为中压法。所制得聚乙烯密度为0.931～0.940。中密度聚乙烯也有用高密度聚乙烯和低密度聚乙烯掺合而成；或用乙烯和丁烯、醋酸乙烯和丙烯酸酯等单体共聚中密度聚乙烯。
（3） 高密度聚乙烯（HDPE）
在常温常压下，用催化效能较高络合催化剂（以烷基铝和四氯化钛组合有机金属化合物），使乙烯聚合成聚乙烯。因为它催化性能高，所以乙烯聚合反应可在更低压力或更低温度下（0～10大气压和60～75oC很快完成，称为低压法。所制得聚乙烯分子结构含有没有分支特点，它分子结构为线型。线型分子结构含有密度大（0.941～0.965）特点，称为高密度聚乙烯。和低密度聚乙烯相比含有耐热、机械性能好，耐环境应力开裂性优越。
2. 聚乙烯特征
聚乙烯是一个乳白色塑料，表面呈蜡状且半透明，是电线电缆较为理想绝缘和护套材料。其关键优点是：
（1） 优异电气性能。其绝缘电阻和耐电强度高；在较宽频率范围内，介电常数ε和介质损耗角正切tgδ值小，且基础不受频率改变影响，作为通信电缆绝缘材料，是近乎理想一个介质。
（2） 机械性能很好，富有可挠性，而且强韧，耐容性好。
（3） 耐热老化性能、低温耐寒性能及耐化学稳定性好。
（4） 耐水性好，吸湿率低，浸在水中绝缘电阻通常不下降。
（5） 作为非极性材料，透气性大，低密度聚乙烯透气性是多种塑料中最为优良。
（6） 比重轻，其比重均小于1。高压聚乙烯尤为突出，约为0.92g/cm3；低压聚乙烯虽其密度较大，也仅为0.94g/ cm3左右。
（7） 含有良好加工工艺性能，易于熔融塑化，而不易分解，冷却易于成型，制品几何形状和结构尺寸易于控制。
（8） 用它制作电线电缆重量轻，使用、敷设方便，接头轻易。
但聚乙烯还有不少缺点：软化温度低；接触火焰时易燃烧和熔融，并放出和石蜡燃烧时一样臭味；耐环境应力龟裂性和蠕变性较差，在聚乙烯作为海底电缆和落差较大（尤其是垂直敷设）电缆绝缘和护套材料使用时应尤其注意。
3. 电线电缆用聚乙烯塑料
（1） 通常绝缘用聚乙烯塑料
仅由聚乙烯树脂和抗氧剂所组成。
（2） 耐候聚乙烯塑料
关键由聚乙烯树脂、抗氧剂、和碳黑组成。耐候性能好坏取决于碳黑粒径、含量、和分散度。
（3） 耐环境应力龟裂聚乙烯塑料
采取熔融指数0.3以下，分子量分布不太宽聚乙烯；对聚乙烯进行辐照或化学交联。
（4） 高电压绝缘用聚乙烯塑料
高电压电缆绝缘聚乙烯塑料要求高度纯净，还需要添加电压稳定剂和采取特殊挤塑机，避免气孔产生，以抑制树脂放电，提升聚乙烯耐电弧、耐电腐蚀和耐电晕性。
（5） 半导电聚乙烯塑料
半导电聚乙烯塑料是在聚乙烯中加入导电碳黑取得，通常应采取细粒径、高结构碳黑。
（6） 热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料
该种电缆料是以聚乙烯树脂为基料，加入优质高效无卤无毒阻燃剂、抑烟剂、热稳定剂、防霉剂、着色剂等改性添加剂，经混炼、塑化、造粒而成。
二、 交联聚乙烯
聚乙烯在高能射线或交联剂作用下，能使线型分子结构变成体型（网状）分子结构。使热塑性材料变成热固性材料。用交联聚乙烯作绝缘材料，长久工作温度可提升到90oC，瞬时短路温度可达170～250oC。交联聚乙烯交联方法有：物理交联和化学交联。辐照交联属于物理交联，化学交联最常见交联剂是DCP（过氧化二异丙苯）。
电线电缆用材料还有很多：泡沫聚乙烯、氟塑料、聚丙烯、聚酰胺、聚酯塑料等，不一一介绍了。
第二节导体
塑料电线电缆导体关键有：电工圆铜线、电工圆铝线、电力电缆用铜和铝导电线芯、电气装备用铜和铝导电线芯等。
电工圆铜线和电工圆铝线外观质量要求：表面光洁，无油污、毛刺、裂纹、扭结、夹杂物、机械损伤，腐蚀斑点及铜、铝线氧化现象等。
导电线芯质量要求：
（1） 多种绞合导体不许可整心焊接。
（2） 绞合导体中单线许可焊接。但在同一层内，相邻两个接头之间距离应大于300mm。
（3） 导电线芯表面应光洁、无油污，无损伤屏蔽及绝缘毛刺、锐边、凸起或断裂单线等现象。

设备和辅助设备
电线电缆塑料挤包是采取连续挤压方法进行。经过挤塑机用螺杆挤压，将塑料包到导体或线芯上，组成电线电缆绝缘层、屏蔽层、内护层、和外护套。
第一节塑料挤出生产线
塑料挤出机组通常由放线装置及放线张力装置、校直装置、预热装置、挤塑机（主机）、冷却装置、火花试验机、计米装置、牵引装置、收线装置及控制系统等组成。
为确保不停机换盘，连续生产，放线装置由两台放线设备组成，导体或缆芯从放线装置放出后，经校直装置进入预热装置，导体在预热加热后可消除导体线芯残余应力，增加伸长率和柔软性。挤塑机把塑料加工成高温粘流态并连续挤向机头，导体或缆芯经过机头时，挤包成一定厚度塑料绝缘层或外护套，然后在水槽或管道内水冷或气冷，冷却定形后电线电缆制品，在牵引装置拖动下作直线运动，使加工过程稳定连续进行，最终由首先装置收绕在收线盘上。
下图为塑料挤出机关键组成：

5
6 9
7 8

2 3 4
1

10

1－放线装置 2－张紧轮 3－预热器 4－塑料挤出机 5－自动加料装置
6－水槽 7－计米器 8－牵引轮 9－收排线装置 10－控制屏
一、 塑料挤出机
塑料挤出机主机是挤塑机，它由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成。
1.挤压系统 挤压系统包含螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料经过挤压系统而塑化成均匀熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续挤出机头。
（1） 螺杆：是挤塑机最关键部件，它直接关系到挤塑机应用范围和生产率，由高强度耐腐蚀合金钢制成。
（2） 机筒：是一金属圆筒，通常见耐热、耐压强度较高、坚固耐磨、耐腐蚀合金钢或内衬合金钢复合钢管制成。机筒和螺杆配合，实现对塑料粉碎、软化、熔融、塑化、排气和压实，并向成型系统连续均匀输送胶料。通常机筒长度为其直径15～30倍，以使塑料得到充足加热和充足塑化为标准。
（3） 料斗：料斗底部装有截断装置，方便调整和切断料流，料斗侧面装有视孔和标定计量装置。
（4） 机头和模具：机头由合金钢内套和碳素钢外套组成，机头内装有成型模具。机头作用是将旋转运动塑料熔体转变为平行直线运动，均匀平稳导入模套中，并给予塑料以必需成型压力。塑料在机筒内塑化压实，经多孔滤板沿一定流道经过机头脖颈流入机头成型模具，模芯模套合适配合，形成截面不停减小环形空隙，使塑料熔体在芯线周围形成连续密实管状包覆层。为确保机头内塑料流道合理，消除积存塑料死角，往往安置有分流套筒，为消除塑料挤出时压力波动，也有设置均压环。机头上还装有模具校正和调整装置，便于调整和校正模芯和模套同心度。
挤塑机根据机头料流方向和螺杆中心线夹角，将机头分成斜角机头（夹角120o）和直角机头。机头外壳是用螺栓固定在机身上，机头内模含有模芯坐，并用螺帽固定在机头进线端口，模芯座前面装有模芯，模芯及模芯座中心有孔，用于经过芯线；在机头前部装有均压环，用于均衡压力；挤包成型部分由模套座和模套组成，模套位置可由螺栓经过支撑来调整，以调整模套对模芯相对位置，便于调整挤包层厚度均匀性。机头外部装有加热装置和测温装置。
2.传动系统 传动系统作用是驱动螺杆，供给螺杆在挤出过程中所需要力矩和转速，通常由电动机、减速器和轴承等组成。
3.加热冷却装置 加热和冷却是塑料挤出过程能够进行必需条件。
（1） 现在挤塑机通常见是电加热，分为电阻加热和感应加热，加热片装于机身、机脖、机头各部分。加热装置由外部加热筒内塑料，使之升温，以达成工艺操作所需要温度。
（2） 冷却装置是为了确保塑料处于工艺要求温度范围而设置。具体说是为了排除螺杆旋转剪切摩擦产生多出热量，以避免温度过高使塑料分解、焦烧或定型困难。机筒冷却分为水冷和风冷两种，通常中小型挤塑机采取 风冷比较适宜，大型则多采取水冷或两种形式结合冷却；螺杆冷却关键采取中心水冷，目标是增加物料固体输送率，稳定出胶量，同时提升产品质量；但在料斗处冷却，一是为了加强对固体物料输送作用，预防因升温使塑料粒发粘堵塞料口，二是确保传动部分正常工作。
二、 辅助设备
塑料挤出机组辅机关键包含放线装置、校直装置、预热装置、冷却装置、牵引装置、计米器、火花试验机、收线装置。挤出机组用途不一样其选配用辅助设备也不尽相同。如还有切断器、吹干器、印字装置等。
校直装置：塑料挤出废品类型中最常见一个是偏心，而线芯多种型式弯曲则是产生绝缘偏心关键原因之一。在护套挤出中，护套表面刮伤也往往是由缆芯弯曲造成。所以，多种挤塑机组中校直装置是必不可少。校直装置关键型式有：滚筒式（分为水平式和垂直式）；滑轮式（分为单滑轮和滑轮组）；绞轮式，兼起拖动、校直、稳定张力等多个作用；压轮式（分为水平式和垂直式）等。
预热装置：缆芯预热对于绝缘挤出和护套挤出全部是必需。对于绝缘层，尤其是薄层绝缘，不能许可气孔存在，线芯在挤包前经过高温预热能够根本清除表面水份、油污。对于护套挤出来讲，其关键作用在于烘干缆芯，预防因为潮气（或绕包垫层湿气）作用使护套中出现气孔可能。预热还可预防挤出中塑料因骤冷而残留内压力作用。在挤塑料过程中，预热可消除冷线进入高温机头，在模口处和塑胶接触时形成悬殊温差，避免塑胶温度波动而造成挤出压力波动，从而稳定挤出量，确保挤出质量。挤塑机组中均采取电加热线芯预热装置，要求有足够容量并确保升温快速，使线芯预热和缆芯烘干效率高。预热温度受放线速度制约，通常和机头温度相仿即可。
冷却装置：成型塑料挤包层在离开机头后，应立即进行冷却定型，不然会在重力作用下发生变形。冷却方法通常采取水冷却，并依据水温不一样，分为急冷和缓冷。急冷就是冷水直接冷却，急冷对塑料挤包层定型有利，但对结晶高聚物而言，因骤热冷却，易在挤包层组织内部残留内应力，造成使用过程中产生龟裂，通常PVC塑胶层采取急冷。缓冷则是为了降低制品内应力，在冷却水槽中分段放置不一样温度水，使制品逐步降温定型，对PE、PP挤出就采取缓冷进行，即经过热水、温水、冷水三段冷却。
三、 控制系统
塑料挤出机控制系统包含加热系统、冷却系统及工艺参数测量系统，关键由电器、仪表和实施机构（即控制屏和操作台）组成。其关键作用是：控制和调整主辅机拖动电机，输出符合工艺要求转速和功率，并能使主辅机协调工作；检测和调整挤塑机中塑料温度、压力、流量；实现对整个机组控制或自动控制。
挤出机组电气控制大致分为传动控制和温度控制两大部分，实现对挤塑工艺包含温度、压力、螺杆转数、螺杆冷却、机筒冷却、制品冷却和外径控制，和牵引速度、整齐排线和确保收线盘上从空盘到满盘恒张力收线控制。
1. 挤塑机主机温度控制
电线电缆绝缘和护套塑料挤出是依据热塑性塑料变形特征，使之处于粘流态进行。除了要求螺杆和机筒外部加热，传到塑料使之融化挤出，还要考虑螺杆挤出塑料时其本身发烧，所以要求主机温度应从整体来考虑，既要考虑加热器加热开和关，又要考虑螺杆挤出热量外溢原因给予冷却，要有有效冷却设施。并要求正确合理确实定测量元件热电偶位置和安装方法，能从控温仪表读数正确反应主机各段实际温度。和要求温控仪表精度和系统配合好，使整个主机温度控制系统波动稳定度达成多种塑料挤出温度要求。
2. 挤塑机压力控制
为了反应机头挤出情况，需要检测挤出时机头压力，因为国产挤塑机没有机头压力传感器，通常是对螺杆挤出后推力测量替换机头压力测量，螺杆负荷表（电流表或电压表）能正确反应挤出压力大小。挤出压力波动，也是引发挤出质量不稳关键原因之一，挤出压力波动和挤出温度、冷却装置使用，连续运转时间长短等原因亲密相关。当发生异常现象时，能排除快速排除，必需重新组织生产则应果断停机，不仅能够避免废品增多，更能预防事故发生。经过检测压力表读数，就能够知道塑料在挤出时压力状态，通常取后推力极限值报警控制。
3. 螺杆转速控制
螺杆转速调整和稳定是主机传动关键工艺要求之一。螺杆转速直接决定出胶量和挤出速度，正常生产总期望尽可能实现最高转速及实现高产，对挤塑机要求螺杆转速从起动到所需工作转速时，可供使用调速范围要大。而且对转速稳定性要求高，因为转速波动将造成挤出量波动，影响挤出质量，所以在牵引线速度没有改变情况下，就会造成线缆外径改变。同理如牵引装置线速波动大也会造成线缆外径改变，螺杆和牵引线速度可经过操作台上对应仪表反应出来，挤出时应亲密观察，确保优质高产。
4. 外径控制
如上所述为了确保制品线缆外径尺寸，除要求控制线芯（缆芯）尺寸公差外，在挤出温度、螺杆转速、牵引装置线速度等方面应有所控制确保，而外径测量控制则综合反应上述控制精度和水平。在挤塑机组设备中，尤其是高速挤塑生产线上，应配用在线外径检测仪，随时对线缆外径进行检测，而且将超差信号反馈以调整牵引或螺杆转速，纠正外径超差。
5. 收卷要求张力控制
为了确保不一样线速下收线，从空盘到满盘工作恒张力要求，期望收排线装置有贮线张力调整机构，或在电气上考虑恒线速度系统和恒张力系统收卷等等。
6. 整机电气自动化控制
这是实现高速挤出生产线应含有工艺控制要求，关键是：开机温度联锁；工作压力保护和联锁；挤出、牵引两大部件传动百分比同时控制；收线和牵引同时控制；外径在线检测和反馈控制；依据多种不一样需要组成部件单机和整机跟踪控制。
第二节塑料挤出机螺杆
螺杆是挤塑机主机挤压系统关键部件之一，它不仅起输送塑料作用，同时对塑料挤压、塑化、成型难易也起着极其关键作用，所以合理选择螺杆结构和参数是取得理想产品质量和产量关键步骤。
一、 螺杆类型
为适应不一样塑料加工需要，螺杆型式有很多个，常见有以下多个：渐变型（等距不等深），渐变型（等深不等距），突变型，鱼雷头型等。
1. 螺杆选择
螺杆型式选择关键依据塑料物理性能及挤塑机生产技术规范来确定。
（1） 非结晶型聚合物软化是在一个比较宽温度内完成，通常选择等距渐变螺杆。结晶型聚合物熔融温度范围比较窄，通常选择等距突变螺杆。
（2） 在小型挤塑机上，如φ45挤塑机螺杆采取是等距不等深全螺纹型式，螺杆长径比较小，关键用于挤出小截面绝缘层和护套层，挤出速度较快。
（3） 中型螺杆采取等距而螺纹深度渐变全螺纹型式，它长径比比小型螺杆大些，螺纹节距相等，从根部起由浅到深。螺纹端部螺纹较深，根部螺纹较浅，这么塑料挤出量较多，又不影响螺杆强度，挤出速度快，塑料塑化好，是通常中小型挤塑机生产绝缘层和护套层理想螺杆。
（4） 大型螺杆直径通常在150mm以上，如φ150、φ200、φ250挤塑机。大型螺杆采取两种型式，一是等距不等深，如φ150、φ200挤塑机；二是螺杆分三段，即等距等深、等距不等深、不等距不等深，如φ250挤塑机，压缩比在2～3之间，长径比在15：1左右，关键用于生产大截面电线电缆绝缘层和护套层。
二、 螺杆关键参数
螺杆关键参数有直径、长径比、压缩比、螺距、螺槽宽度、螺槽深度、螺旋角、螺杆和机筒之间间隙等，这些参数对挤塑工艺和性能有很大影响。
1. 螺杆直径Ds
螺杆直径即螺纹外径，挤塑机生产能力（挤塑量）近似和螺杆直径平方成正比，在其它条件相同时，螺杆直径少许增大，将引发挤出量显著增加，其影响甚至比螺杆转数提升对挤出量影响还大。故常见螺杆直径来表征挤塑机规格大小技术参数。
2. 螺杆长径比L/Ds
螺杆工作部分长度L和螺杆直径Ds之比称为长径比，在其它条件一定时（如螺杆直径），增大长径比就意味着增加螺杆长度。L/Ds值大，温度分布合理有利于塑料混合和塑化，此时塑料在机筒中受热时间也较长，塑料塑化将充足、更均匀。从而提升机塑质量。假如在塑化质量要求不变前提下，长径比增大后，螺杆转速可提升，从而增加了塑料挤出量。不过，选择过大长径比，螺杆消耗功率将对应增大，而且螺杆和机筒加工和装配鸡难度增加；螺杆弯曲可能性也会增加，将会引发螺杆和机筒内壁刮磨，降低使用寿命。另外，对于热敏性塑料，过大长径比因停留时间长而热分解，影响塑料塑化和挤出质量。所以，在充足利用长径比加大后优点，选择时要依据加工塑料物理性能和对产品挤塑质量要求而定。
3. 压缩比ε
亦称为螺杆几何压缩比，是螺杆加料段第一个螺槽容积和均化段最终一个螺槽容积之比。它是由塑料物理压缩比――即制品密度和进料表现密度之比来决定。使挤塑机压缩比较大，目标是为了使颗粒状塑料能充足塑化、压实。加工塑料种类不一样时，压缩比选择也应不一样。
按压缩比来分，螺杆型式可分为三种：等距不等深、等深不等距、不等深不等距。其中等距不等深是最常见一个，这种螺杆加工轻易，塑料和机筒接触面积大，传热效果好。
4. 螺旋升角θ
即螺纹和螺杆横断面夹角。螺旋角太大确保不了塑化时间，降低螺杆塑化质量，太小则螺纹密，螺槽容积减小，影响挤出量。对于送料段，30o螺旋角最适宜于粉料；15o螺旋角适宜于方形料粒；17o左右螺旋角适宜于球状或柱状料粒。由均匀段理论分析得悉，螺旋角30o时挤出流率最高。实际上为了加工方便，多取螺旋角17o41′。
5. 螺距S和螺槽宽度W
螺距即螺纹轴向距离，螺槽宽度即垂直于螺棱螺槽宽度。在其它条件相同时，螺距和槽宽改变，不仅决定螺杆螺旋角，而且还影响螺槽容积，从而影响塑料挤出量和塑化程度。螺槽宽度加大则意味着螺棱宽度减小，螺槽容积对应增大，挤出量提升；同时螺棱宽度减小，螺杆旋转摩擦阻力减小，所以功率消耗低。
6. 螺槽深度H
即螺纹外半径于根部半径之差。依据压缩比要求，加料段槽深大于熔融段，熔融段槽深又大于均化段。加料段螺槽深度大，有利于提升其输送能力；但槽深太深，一则使螺杆强度下降，造成螺杆在较大扭力作用下发生剪断；二则太深使塑料在槽间混合不均、搅拌不匀，影响热传导和热平衡，造成螺杆塑化能力下降。而熔融段和均化段螺槽渐浅，螺杆对物料产生较高剪切速率，有利于筒壁向物料传热和物料混合、塑化；不过太浅，螺槽容积减小，直接影响挤出量。
7. 螺杆和机筒间隙δ
即机筒内径和螺杆外径之差二分之一。螺杆和机筒间隙大小，对挤塑质量和产量全部有很大影响，尤其是对塑化起着关键作用。当螺杆和机筒间隙太大时，尤其时均化段间隙增大，则塑料逆流、漏流现象增加，不仅引发挤出压力波动，影响挤出量；而且因为这些回流增加，使塑料过热，这是因为摩擦加剧结果，这种过热，尤其发生在散热不良环境中，往往造成塑料分解，造成塑化差、成型困难。所以，螺杆和机筒间隙通常控制在0.1～0.6mm间。
8. 螺杆头部结构
螺杆头部形状和几何尺寸，和物料能否平衡从螺杆进入机头，能避免滞流，以免局部物料受热时间过长而产生热分解现象等。不一样形状螺杆头，在挤塑过程中，塑料从螺杆进入机头时流动方法也不一样。从旋转运动变为直线运动，这时靠筒壁处塑料流动慢，在中心处流动快，依据塑料流动状态，螺纹深度和两侧圆弧半径能够对应改变，以适应螺杆各段要求。螺杆头部常采取锥角较小锥体形状，为了增加搅拌作用，可在锥体形状上制成和螺杆均化段连续螺纹。
9. 螺杆螺纹头数
在其它条件相同时，多头螺纹和单头螺纹相比，多头螺纹对物料正推力较大，攫取物料能力较强，并可降低塑料熔体倒流现象。但螺纹全部全部是多头螺纹时，会因为各条螺槽熔融、均化或对熔体输送能力不一致，轻易引发挤出量波动和压力波动，不利于挤出质量。所以，有时只是为了提升加料段攫取物料能力，在加料段设置双头螺纹，以提升塑料粒子输送能力。
三、螺杆分段及各区段基础职能
依据塑料在挤塑机中物态改变、流动情况和螺杆基础职能来划分，大致分为加料段、塑化段、均化段。
1. 加料段：又称为预热段。其职能关键是对塑料进行压实和输送。
2. 塑化段：又称为压缩段，其作用是将加料段送来塑料深入压实和塑化，并将塑料中夹有空气压回到加料口处排出，并改善塑料热传导性能。
3. 均化段：又称为熔融段，其作用是将塑化段已经塑化好粘流态塑料，在温度连续作用下，塑化愈加均匀。
二、 螺杆冷却
螺杆冷却目标关键是为了有利于加料段物料输送，同时也能够预防塑料因过热而分解，有利于物料