共挤出技术在聚合物成型加工中的应用及其设震动筛职业西装电镀线磨具磨料擦窗机

共挤出技术在聚合物成型加工中的应用及其设备的最新进展

经过近半个世纪的高速发展,塑料已经成为人类社会建设和发展的重要基本材料之一。塑料的应用几乎遍及人类所涉及的所有领域。近年来,我国塑料制品的产量一直处于世界前列,成为世界塑料制品的生产大国。但是,随着新型聚合物材料的不断出现和市场上对聚合物挤出产品性能要求的不断提高,单一材料的制品已不能经济地满足产品的使用性能及某些特性上、外观上的特殊要求。用多种方法可以改变聚合物的物理特性,采用共挤出技术将几种材料粘结在一起是最简便易行的一种方法。采用共挤出技术能够使具有不同特性的多层物料在挤出过程中彼此复合在一起,从而使一种制品兼有几种不同材料的优良特性。

共挤出技术已发展成为一种重要、独立的聚合物成型加工技术,并带动了塑料工业的发展。共挤出技术是用两台或者两台以上单螺杆挤出机或双螺杆挤出机将两种或多种聚合物同时挤出并在一胶纸机个机头中成型多层板式或片状结构等的一步法加工过程 。共挤出技术避免了传统的高代价且复杂的多步层压或涂层工艺,可容易地成型为具有特殊性能的薄层或超薄层,使之具有着色、遮蔽紫外线、提供阻隔性、控制薄膜表面特性等,也可方便地将各种添加剂如抗结块剂、抗滑移剂和抗静电剂等加入到需要的任何一层。共挤出技术可以在一个工序内完成多层复合制品的挤出成型,绝大多数共挤出复合制品不需要基材和粘合剂,具有生产成本低、工艺简单、能耗低、生产效率高、制品种类多等特点,特别适合于生产复合薄膜、板材、管材等复合制品,是目前多层复合制品最有发展前景的复合成型技术之一,可供共挤出的物料不仅有聚合物,还可以是金属、无机材料等。笔者对共挤出技术在聚合物成型加工中的应用及其设备的最新进展作一概述。

1 共挤出技术在聚合物成型加工中的应用

共挤出技术主要用于加工复合管材、复合薄膜、异型材、板材、电线、电缆、光纤等制品。

1. 1 复合管材

管材共挤出的目的是将不透明管的某一部分制成透明的,或在单色材料管材上镶入加强筋、螺旋纹等花纹取得色标志或进行装饰,或在管材的内、外层使用不同的材料使其具有耐热性、耐化学药品性、阻隔性等特殊特性。多层共挤复合管材中比较典型的是铝塑复合管和芯层发泡复合管。

(1)铝塑复合管

铝塑复合管技术是20世纪70年代由英国专家发明的,经过20世纪80年代英国、德国、瑞士等国家近10年的工艺开发,实现了工业化应用。铝塑复合管的内外层均为聚乙烯( PE) ,中间层由铝合金、胶合层组成。该产品按外层PE的材质不同可分为高密度聚乙烯(HDPE)复合管及高密度交联聚乙烯复合管;按使用介质不同可分为普通饮水复合管、耐高温型复合管、燃气用复合管、电器用复合管及特种流体复合管等。铝塑复合管是新一代化学建材管道,与金属管和塑料管相比,在力学性能、化学性能和性价比方面都具有优势,是一种具有广阔市场前景的高新技术产品。目前,工业发达国家铝塑复合管取代镀锌AV功放铁管的速度不断加快,其产量和应用范围不断增长和拓宽,已由水管、燃气管、电器导管发展到进入特种行业的抗腐蚀管,广泛应用于冷热水及饮用水管道、地面及地下暖气管道、煤气管道、石油化学工业中的腐蚀液体和腐蚀气体的输送管道、压缩空气输送管道,以及食品工业中饮料、酒和牛奶等液体的输送管道等,正逐步取代镀锌管、铜管、塑料管。

近年来,铝塑复合管的发展速度非常快。国内、外已经先后引进英国凯达技术集团有限公司的“凯达管”生产技术,并能制造生产该类管材的机械设备。国外能生产该设备的公司有:Nokia - Maillefer公司(芬兰、瑞士跨国公司) 、德国尤尼科尔·拉恩塑料机械有限公司、库纳公司、韩国林光化学公司等。铝塑复合管材设备的关建部位是铝片焊接段、共挤槽头段及PE交联段(受专利保护) 。Nokia - Maillefer公司生产的铝塑复合管生产线,其焊接段是由著名的阿克托公司提供的,主要解决了在铝片焊接过程中塑料热分解的技术问题;共挤槽头部位及辅助机械由Nokia 公司制造; 瑞士Maillefer公司以生产塑料挤出机而著称,该公司不仅为Nokia- Maillefer公司生产的铝塑复合管生产线提供了3台挤出机,而且解决了PE的交联问题。我国在20世纪90年代中期开始引进铝塑复合管生产线技术,开始进行铝塑复合管的生产和应用。现已有几家塑机企业在国外先进经验的基础上,依靠自己的力量开发了铝塑复合管成套生产线。

(2)芯层发泡复合管

硬质聚氯乙烯( PVC2U)芯层发泡复合管是一种新型塑料管材,它通过在PVC中加入适量助剂,采用共挤出工艺成型。利用两台挤出机同时向一个机头共挤出,其中一台挤出的PVC料在口模中分成两股熔融料流,分别形成内外皮层,而另一台挤出机将发泡PVC输入到同一口模的内、外皮层之间而形成芯层。其工艺的优点是皮层厚度的均匀性和发泡倍率容易控制,制品的外观和内在质量都较好。PVC2U芯层发泡管的优点是: ①质量轻。芯层发泡管总之具有3层复合结构,芯层是密度为0. 7～0.截至2017年7月 9 g/ cm3的发泡体,其整体密度仅为1. 0～1. 2 g/ cm3 ,是实壁管的70% ～85% ,是铸铁管的15%; ②成本低,寿命长,强度大,隔音、隔热效果好 。我国PVC2U芯层发泡管于20世纪90年代开始生产应用,近几年来已引进法国、奥地利、韩国及我国台湾省等几十条共挤出PVC2U芯层发泡管生产线,目前大连、青岛、潍坊、武汉、南通等地已有上百条生产线,有力地促进了我国芯层发泡管的生产与应用[ 9 ]。

(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)芯层发泡复合管是国外20世纪80年代中后期才逐渐发展起来的新一代高技术产品,它由3层同型号的ABS树脂共挤出成型,其内外表层为性能优异的ABS皮层,中间层是微小密闭的蜂窝状泡孔结构的ABS芯层。与实壁管相比,这种管材具有质量轻、耐腐蚀、电绝缘性能好、保温性能佳、冲击强度高、隔音性能优异、耐风化等优点,可用于中低压工业及生活用水管道、室内通风排气管道、通讯电缆包覆管、光缆管套、传输气液介质管路等。

1. 2 复合薄膜

薄膜是用量最大的包装制品,塑料多层复合膜是最重要和最有代表性的产品。多层复合膜的特点和功能是 : ①改进对氧和水蒸气的阻隔性和改进绕线机保香性; ②提高薄膜强度和耐穿刺性; ③具有良好的热封性; ④赋予粘结性; ⑤赋予防雾性; ⑥改进防滑性; ⑦具有良好的着色性。其中最重要的是阻隔性,防止水分、香味失逸和食品变质腐烂,保味,耐油脂,同时具有一定的力学性能和加工热稳定性。多层复合膜充分利用各种树脂的优点,因而可达到单层膜无法达到的性能,而厚度可大幅度降低,如最早的低密度聚乙烯(LDPE) /粘合剂/尼龙( PA) 3层复合薄膜充分利用了PA的气体阻隔性、LDPE的防水性(作为外层)和热封性,现已生产出5层、7层甚至9层以上的复合薄膜,可满足各种应用要求。

多层复合薄膜的加工方法很多,归纳起来主要有涂布法、层压法和共挤法等。共挤出复合薄膜法是利用两台或两台以上挤出机同时挤出,一步法成型。不同材料在各自的挤出机熔融后在共挤出机头出口处汇合成型为2～9层的复合薄膜。共挤出复合薄膜法需多台挤出机,设备投资高,技术复杂,但其优点为一步成型、加工成本低、节约能源、结构变化灵活、产品适用面广等,特别是各层间不使用粘合剂,所以在包装一些特殊食品时无异味、无残留溶剂的渗透。目前主要应用于鲜奶、果奶、酸奶、酱油、醋、山野菜、肉制品等的包装及一次性输液袋、注射器等。

近几年国外共挤复合膜的发展十分迅速,一些工业发达国家的共挤复合薄膜已占塑料包装膜总产量的38% ,而我国只占6% ,年产量约5万t。我国从20世纪90年代初开始引进多层共挤复合薄膜生产线,目前共挤复合薄膜的生产正处于逐渐成熟阶段,共挤复合薄膜的层数在2～7层之间。

多层共挤复合薄膜的生产关键是要保证各层的厚度及各层厚度的均匀性,从表面上看这似乎是机头的设计问题及相应的制造质量问题,实质上涉及的有关技术问题很复杂。其首要问题是层间界面混乱、层间不清,这涉及到流变学的一个重要问题—─当两种挤出物料熔体在口模中流动时,高粘度的熔体总有被低粘度熔体包围的趋势。熔体的粘度取决于温度及剪切速率,因此在A、B两种物料的情况下使用寿命可达几10年,由于温度、剪切速率等工艺操作参数的不同,两种熔体的粘度往往不同,这时可能出现A包围B (当A的粘度小于B的粘度时)或B包围A (当B的粘度小于A的粘度时)两种不同的情况。而当两种熔体的粘度近乎相等时,便有可能出现界面混乱、层间不清的共挤废品。因此设计者必须首先了解流变学的基本规律,然后通过螺杆槽深的变化和口模间隙的变化来调节剪切速率,同时通过温度的变化来调整熔体粘度。必要时还要采取某些特殊的设计,例如将低粘度层的口模流道设计得窄一些,使它来不及包围高粘度层便已挤出并冷却定型。因此在设计共挤出工艺过程及其专用机头时,必须很好地应用聚合物流变学理论及技术。

1. 3 异型材、板材

共挤出技术在异型材挤出上的应用主要分为2类 :①改善异型材的外观质量。一般在主型材的可视面包覆一层共挤层以增加可视性(彩色、高亮、仿木纹等) ,其共挤材料主要有PVC2U、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA) 、(丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸酯)共聚物(ASA)等,近来木粉也被用于共挤领域; ②增加功能。如在压条上共挤软边以增加密封性能,省去后期密封条的安装。

按共挤材料的特性,塑料异型材的共挤出技术分为4种 :软硬共挤出、芯部发泡共挤出、废料共挤出及双色共挤出。软硬共挤出是在硬异型材的某些部位共挤出一条或一层软质塑料,以满足异型材的功能要求,或在发泡型材上共挤出硬表层使其用于家具型材、装饰型材、门窗型材等;T恤芯部发泡共挤出是在发泡异型材表面共挤出一层硬质塑料,赋予异型材更

上海癫痫病医院
常州眼科医院正规吗
郑州市儿童医院
上海英港男科医院