注射成形的塑化过程其实对物料的混合分散（针对多组分物料）和加热的过程，混合分散过程主要是由螺杆的旋转搅拌实现的。而加热过程的热量来源有两种，料筒通过电热元件从外部加热,料筒内的物料能通过横截面方向及长度方向上产生很大的温度梯度；2.物料靠螺杆旋转作用,通过剪切机理和摩擦机理生热（柱塞注射系统无此过程）。

 

对于多组分物料，螺杆对物料的剪切作用主要体现在三个方面：

1、进一步混合分散

2、挤压充实，排出气体

3、对物料进行加热

 

剪切热效应来源

螺杆的剪切热效应是螺杆最为重要的作用之一（上图为剪切数学模型），它直接影响了物料的塑化质量。从产生机理上讲，螺杆旋转，带动熔体运动，熔体与螺杆表层摩擦生热，同时不同流层分子链内摩擦发热。对于常见的粉末注射聚合物体系，其高聚物体系通常为非牛顿流体，其剪切应力与切变速率不成正比，计算较为复杂，通常简化为牛顿流体计算。剪切热推理公式如下：

1.热量计算，单位时间，单位体积熔料的热量由应力作用产生，

Q=τγ（1）

2.剪切应变计算，为简化计算，按牛顿流体处理

γ=τ/η（2）

3.综合（1）（2）两式，可得出剪切热的计算公式

Q=ηγ2（3）

4.对于螺杆注射机，

γ=πDn/60h（4）

 

式中 τ...剪切应力；

     γ...剪切应变；

     η...流体的剪切粘度；

      D...螺杆直径；

      n...螺杆转速；

      h...螺槽深度。

实际生产中由于是非牛顿流体，其计算要更为复杂，但规律基本一致。

从（3）（4）熔料吸收的热量与螺杆直径和螺杆转速的平方成正比，与螺杆深度成反比，而且熔体的粘度越大，其吸收的热量越多。螺杆转速越高，塑化能力越强。塑料的熔融，大体是因螺杆旋转所产生的热量，因此螺杆转速太快，则有下列影响：1.塑料的热裂解；2.使螺杆或螺缸磨损加速