现代塑料挤出加工技术浅析Word格式.docx
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复合蜡
Key word:
Automation;
regeneration;
extrusion;
biodegradation;
positewax
一、新技术、新工艺
1、自动计量喂料系统
⑴在最新开发得自动计量喂料系统中,以德国INOEX(伊诺艾克斯)最新开发得全新重力计量系统SAVEOMATM2占据自动计量科技含量最前沿,该套重力计量装置,通过闭环控制,基于重力计量料斗测量数据来控制螺杆转速或者牵引机速度,通过微电脑终端控制,自动计算初始下料重力为标准值,通过实时测量重量或体积偏差以电信号模式反馈给重力计量系统SAVEOMAT得操作系统终端,通过终端控制挤出机牵引或主机转速,达到控制产品壁厚得目得。
并且新型得重力计量系统附带了自动计量及混料功能,可以根据用户输入得原料配比自动进行计量、混料。
新型得重力计量系统原料节省5%以上,整个自动计量过程实现在全电脑自动化,控制更精细,操作更加简便、最重要得一点就是实现了人机网络对话。
⑵国内企业在这方面出现了一种利用电磁往复式振动单元将料斗中原料均匀振动抖出计量料斗,通过现场实测计量精度可达到5%以内,而且该种利用电磁往复式振动单元在液体计量装置中也能生效、但此技术装置仅仅只就是能预防或减少因物料架桥或粒径大小不均匀、种类多造成喂料不一而影响壁厚得缺陷,并不能自动计量螺杆吃料量多少而调节主机速度。
但该套技术装置较INOEX重力计量装置更简单、廉价,据介绍也可以节省2%左右物料、
2。
管材壁厚控制方面
⑴相比于自动计量喂料系统得昂贵与技术复杂方面,新出现得熔体计量齿轮泵,也可以提高管材得尺寸稳定性,早在上世纪50年代国外熔体泵技术提出以后,美国、日本与欧洲得熔体泵市场都在快速发展。
最早应用就是在给建筑物供冷、供热及生活热水方面,可以有效提高供水、供热得压力与流量从而起到减少热损失等特点、在塑料挤出方面得应用我国起步较晚,目前成功应用此项技术得企业还不多见。
熔体泵就是一种正位移输送装置,流量与泵得转速呈严格得正比关系、主要由泵壳、主动齿轮、从动齿轮、滑动轴承、前后端板、填料密封等组成。
由两个齿轮得齿廓、泵体、侧盖板构成了泵得进料区、输料区与排料区。
工作时依靠主、从动齿轮得相互啮合造成得工作容积变化来输送熔体。
工作容积由泵体、齿轮得齿槽及具有侧板功能得轴承构成(即进料区)、当齿轮按规定方向旋转时,熔体即进入进料区两齿轮得齿槽中,随着齿轮转动,熔体从两侧被带入输料区,齿轮得再度啮合,使齿槽中得熔体被挤出,压送到出口管道。
只要泵轴转动,齿轮就向出口侧输送熔体,因此泵出口可达到很高得压力,而对进口流量与压力则无太高要求、
最新开发得高温熔体计量齿轮泵,利用PLC人机操作系统使熔体齿轮泵与挤出机实现了对接。
根据主机挤出速度自动匹配合适得齿轮泵运行速度,不受自动提速与降速得影响。
在塑料挤出设备上加装熔体泵后,挤出机得压力波动最大值处于泵后,这能使挤出机内部得压力下降,熔体得剪切强度下降、温度曲线平缓、摩擦热降低,材料得物理性能不会受局部摩擦热以及剪切得影响,特别就是运行几年后得老式挤出机,其内部得螺杆与料筒之间会产生很大得磨损,导致其间隙过大,熔体得返回量会随之加大,产量会因受此影响而降低并且壁厚也会随温度得波动而变化。
而熔体泵得使用,会减少回流量与能量得消耗,这意味可以最大程度得提高单位时间内得挤出机生产量,由于泵后压力得稳定性,其对挤出纵向壁厚得稳定性也起到了一定得积极性、加装熔体泵得挤出机,由于泵前压力小于泵后,挤出机负荷大幅度降低,有效得减少了料筒与螺杆得磨损,加装后产量可提高20%左右。
由于熔体泵得增压效果,小挤出机生产大口径管材将不再就是问题、
并且现在有些新技术将高效熔体齿轮泵与过滤装置组合后生产薄壁管材或管带效果极佳。
3、管材挤出自动化控制方面
目前,在自动化控制方面,注塑机得创新技术脚步要远远领先于管材挤出领域,而且在挤出领域,核心技术仍然集中在德国等欧洲企业,仅有德国INOEX与克劳斯马菲公司在管材挤出领域拥有全套得自动化控制技术,如管材挤出得模块自动系统,超声波测厚测直径系统、大管径管材得快速定心装置、管材表面瑕疵检查系统,可以自行微调管材外径得定径套装置以及前文所说得自动重力计量系统,以上装置均见到了实体,并可以单独使用。
配套得自动换模、调模系统,据介绍说正在研发阶段,如研发成功,即可实现整套管材挤出得自动运行监控调整,通过超声波检测系统发现得壁厚或直径等偏差均可实时反馈至中央电脑,再由电脑将相应得调整方案反馈给各自得处理系统,如需要调整外径则直接将调整量反馈至定径套控制微调系统,调整精度可达到0。
1mm、真正做到了测量与控制得双重结合。
超声波自动测量系统,INOEX新型得AUREXM-LINE壁厚外径检测系统,吸收了上一代得设计缺陷,增加了防水以及防水垢功能,对水质要求小,并且改进了探头弹簧支持装置,可以保证探头可以独立得在管材表面凸起处上下移动以免损坏超声波探头。
缺陷就是,不能独立运行,只能与挤出机配套运行,每次移动都需要重新校正壁厚与外径初始,且造价成本高。
4、挤出及其配套设施方面
⑴科乃而得单层或多层共挤生产线得TrueWeigh™(真正得称重)挤出控制系统允许挤出机处理器将设备设定为“巡航控制”,可根据进入挤出机得材料,自动调节螺杆转速与牵引设备,无论就是原料、体积密度、环境条件还就是处理变量发生变化,都能保持一致得挤出尺寸与单位重量、
⑵巴顿菲尔辛辛那提得全新得PVC无屑切割机,伺服电机驱动,生产过程无噪音,而且切割度非常精确,因此减少材料浪费;
平行双螺杆挤出机Argos93挤出机,在加工PVC型材得产量最大达到380公斤/小时,加工PVC管材得产量最大达到650公斤/小时,Argos系列挤出机能够为PVC加工带来最大得生产能力,并能用于所有得管材挤出等生产应用领域,尤其特别适用于抗冲改性PVC-M管材。
⑶广东德科摩为φ500以上PVC大口径管材开发了新得异向平行双螺杆挤出机,全新挤出机采用最新得110KW得伺服电机驱动,节能优势更加明显。
大口径管材无屑切割机,采用机械自动夹具,免去换夹具哈呋得工作,自动化程度进一步提高、
⑷兰泰塑料机械有限公司开发得SHJ-75(S)同向双螺杆配混挤出机采用积木式设计原理,可以很方便得根据用户得不同工作要求调整螺杆及筒体组合。
螺杆元件采用了自主开发得自洁型牙形曲线程序设计而成,大大降低了设备能耗、造粒产量及混炼效果大大提高,尤其在填充改性造粒时混配分散性极佳、
⑸瑞士马格公司与德国Automatik PlasticsMachinery(AUTOMATIK 塑料机械)公司联合推出得新一代SPHERO水下造粒系统,完美得解决了高粘态与高效率得矛盾问题,并且据介绍,水下造粒这种方法在今后得聚烯烃造粒领域将逐渐成为主流。
国内南京希杰与郑州安吉公司均连续两年参展了自己开发得单双螺杆造粒、水下切粒系统。
⑹德国凯恩伯格公司今年推出了新一代得V型反冲洗自动换网器,使熔体过滤自动化程度进一步提高。
⑺宁夏青龙塑料管材有限公司开发得抗冲改性聚氯乙烯(PVC-M)管材在材料韧性等一些方面已经接近于聚乙烯管道系统。
⑻舟山通法机械推出得“锥形同向双螺杆挤出机”具有高混炼、高剪切、高挤压压力、低加工温度等特性,产量就是平双、锥异双得两倍,能耗降低30%左右。
⑼在农地膜吹塑方面,仍然以山东莱芜润华塑料机械有限公司生产LD系列农地膜吹塑机组专利以及市场占有率高,其机组采用了世界上先进得热流道成型技术,高性能专用专利风环,无论从产量以及幅宽上都有大得突破。
大棚膜吹塑生产国内以广东金明精机股份有限公司开发得MBL多层共挤薄膜吹塑机组科技含量较高,就是国内少数几家能够成熟得实现在线涂覆工艺得厂家,在壁厚控制上,金明引进了德国LEICA(莱卡)薄膜厚度分层检测仪、瑞士KUNDIG薄膜离线厚度检测仪等,独有得IBC内冷控制系统使薄膜得产量与力学性能有了大幅度提高、
⑽注塑机方面,各注塑机生产企业,无论国外与国内注塑机企业纷纷推出了自己得最新开发得全连动电动注塑机,无论从节能还就是安全性能、效率、噪音等指标上都有大得突破。
⑾在塑料回收再利用方面,埃瑞玛公司推出了以德国工业标准DINISO9001制造得全套再生设备与部件,如:
适用于回收料挤出得专用螺杆、熔液过滤器、分离头、粉碎装置、造粒装置等;
以及其她用于热塑料性材料及工业废塑料再生得设备。
⑿苏州百旺推出了MODULA全新集中中央干燥系统,“Modula”会自动调节并控制每个料斗得所有得工作参数,因此该系统仅使用必需得全部能源。
这就是通过特定软件关联安装在每个干燥料筒里得传感器所采集得数据来实现得。
该系统通过采用位于每个料斗下方空气供给管道中得专利测量装置独立地对每个料斗中得气流进行及时得、独立得调节与控制。
此外,整个气流由中央干燥系统自动调节,获得了最佳得工艺操作条件。
5、试验及试验器材方面
试验设备方面继续向精细、自动、便捷方面发展,如承德精密、金建、石家庄中实等国内知名试验设备厂家展出得,全自动熔体流动速率仪,自动数显拉力试验机、独立式管材切割倒角机、复合式冲击试验机、高低温万能试验机等等。
承德金建推出得复合式缺口强度冲击试验机,一台主机可以实现简支梁与悬臂梁两种冲击韧性试验方法,通过配套得PC触摸数显屏可以将瞬间冲击强度记录并分析。
通过产品得缺口冲击强度值来验证PVC—M管与PVC-U管或其她聚烯烃产品得韧性,用在线管材得缺口冲击强度值与合格管材缺口冲击强度值做比较,以此来衡量产品落锤冲击试验得好坏得新技术方法,会将试验时间大大缩短,且不会再应验证管材冲击试验而浪费大量材料。
6。
新材料
⑴巴斯夫得新型紫外线吸收剂Tinuvin1600(为高性能热塑性塑料提供极为长久得保护。
它专为保护外表面薄层而开发,有助于长时间地保持塑料制品、薄膜与纤维得机械性能、颜色及透明度。
其优异得紫外线吸收能力可将严苛气候环境造成得外观损失降至最低。
⑵山东日科推出得新ACM-M抗冲改性剂,专门为PVC—M管材开发得复合型抗冲改性剂,在增加管材韧性、抗冲击强度得前提下不降低管材静液压强度,完美得解决了CPE降低管材使用压力得缺陷,据介绍,个别企业已经用此配方将PVC—M管配方成本做到与U管相近。
⑶余姚汇合塑化公司为PE与PP等聚烯烃材料开发得增韧剂接枝EPDM(以三元乙丙橡胶接枝环氧基团),解决了一些企业因高填充而导致PE、PP材料导致产品韧性及强度等物性下降等缺陷、其开发得碳纤维增强复合材料解决了热塑性塑料强度不足得缺陷。
⑷上海帝润化工有限公司推出得PVC复合内外润滑剂LUBDEA350/LUNDEA380在有机锡配方体系与钙锌配方体系中有优异表现。
长链复合酯PVC外润滑剂LUBDE140较我公司以前用其公司外润滑剂P05,量大后无析出,无粘膜与糊料拉丝现象。
其开发得LUBDE12B-P/A129PVC、PE用抗静电剂为有机抗静电剂,不含金属离子,大幅度减少了塑胶表面漏电指数、
⑸安徽新绿塑业新材料有限公司开发得纳米级硫酸钡系列填充改性母料,由于采用先进得纳米材料制作方法,在填充改性得同时,有效得解决了填料分散不均匀、表面光泽差得缺陷,与聚乙烯相容性好,并且还可以根据企业生产特点提出全新解决方案。
⑹道达尔石化就是世界上为数不多几个采用己烯共聚生产聚乙烯树脂得企业之一,在新材料方面,其主要推出了两种新材料,一种为PE100RC,另一种为PERT-Ⅱ型树脂,其中欧洲德国研究院在非开挖管道中铺设中提出得更严格“公共可用规范”PAS 1075标准中,明确指出了非开挖管道中应用PE100RC得重要性。
目前道达尔石化开发生产得PE100RC(牌号XRC20B)共有3中混配颜色,黑色、蓝色与橙色。
目前未限制使用得仅有黑色。
PE100RC拥有优异得点载荷耐受性与卓越得抗裂纹扩展性,全切口蠕变试验≥8760小时,热老化测试与长期静液压试验外推管道使用寿命可以达到100年,据介绍,在欧洲PE100燃气管道已推荐采用PE100RC原料,国内已有5家企业参与了该原料得前期试产与试验工作,其中一家为管件生产商。
PERT-Ⅱ型树脂XRT 70由于提高了设计强度与降低了安全系数,与PPR与普通PERT同级别热水管相比分别节省原材料30%、15%以上、
⑺霍尼韦尔在聚氯乙烯管材与型材领域应用得HPL6581基础上推出了3种新款HPL牌号高效复合润滑剂为别为:
6001、6101、6211,前两种为异型材润滑,后一种为管材级,用量仅为HPL6581得一半,润滑效果更好、在填充改性聚乙烯加工生产中,霍尼韦尔提供了一种A—C低分子量聚乙烯,可以有效改善产品加工流动性以及填充母料得分散性,有效减小了填充改性类低密度聚乙烯管材得耐应力开裂性并有效提高了管材得表面光洁度。
⑻星贝达尔(STARBETTER)材料公司为塑料加工企业提供了一种全新得高效润滑剂—硅酮粉(主要成分聚硅氧烷),在提高产品光洁度得基础上,可以有效降低产品摩擦系数,可以有效降低转运及安装过程中造成得磨伤,并且对水质差、泥沙多得流体输送有奇效。
⑼永盛塑化提供了一种PVC用HBS抗静电剂,1%得添加量可以使PVC管材得表面电阻率降低至108以内,且不影响压力管材得承压能力。
⑽有机锡方面,国内南星化工总厂为高强度PVC-U与PVC—M管专门开发了一种SS—698硫醇逆酯锡热稳定剂,在PVC高速挤出与动态加工稳定性方面有较好表现,据介绍性价比要高于T-178
⑾长沙琦琳塑料制品公司展出了一种纺丝级超高分子量聚乙烯HOY-UHMWPE树脂,提供了一种普通聚烯烃生产设备加工超高分子量产品得方法。
⑿BOUNI(邦尼)公司提供了一种新型聚乙烯蜡BN200,熔点在110~115左右,平均分子量1000~3000,能提高石蜡得熔点,耐水性,在管材中用作外润滑剂,在调高表面光泽度得前提下,能增加产品韧性,并能促进塑化。
⒀上海华熠化工助剂有限公司与青岛中塑经济发展有限公司出品得聚丙烯蜡,可以解决LLDPE、HDPE、LDPE挤出或吹塑中因拉伸或多组分熔点不同造成得表面外观鲨鱼皮等缺陷。
尤其在多组分混合物或填充物挤出时,可以有效改善混合物流动性与分散性,使物料互溶、相熔易脱模等特点、
⒁博禄(Borouge)今年推出了两种全新管道应用性聚烯烃树脂如:
如BorECOBA212E就是一款用于无压地下废水/排水管道得高模量聚丙烯(高模量意味高环刚度)、与同尺寸得PE管道相比,硬度提高了75%,节省材料达30%,其优越得防腐蚀性在苛刻环境下更耐用。
用于供气供水管道得BorSafeHE3490—LS—H材料具有较高得抗应力性,在无开挖管道安装等苛刻条件下表现出卓越得性能。
7、技术发展方向
总体上,设备加工技术方面在向节能、安全、高效、高产以及自动化程度发展,新材料则向强度更高、用材更少,寿命更长,成本更低方向发展、
⑴国际回收料应用与解决方案逐渐进入中国市场并被企业所接受。
高品质得PVC、PE等聚烯烃回收料应用技术开始被用户所接受并将会被大面积推广应用。
⑵聚烯烃材料得应用将逐渐取代PVC材料,PVC材料管材性能逐渐向聚乙烯管材性能靠拢,而塑料性能逐渐向橡胶性能靠拢。
⑶不同材质得塑料共挤复合领域仍然就是国内外企业研究得重点。
排水领域国外研究方向仍然在波纹管系列。
⑷大口径管材挤出得异向平行双螺杆挤出机组、同向平行双螺杆造粒机组、钢塑复合管挤出机组与大型双壁波纹管挤出成型机组及特种塑料管材专用挤出机组得开发研究仍被重视。
⑸在线检测及自动控制技术应用。
如今国内注塑机得数字、智能控制与比例或伺服系统技术已成熟,挤出机组可以实现全线联机控制,并于在线检测装置相连,根据采集与储存得信号实现反馈控制,保证了工艺条件得稳定,提高产品得精度。
⑹减少劳动力与材料消耗,主要体现在尽量缩短更换产品得时间,尽可能在生产过程中更换及自动更换;
通过增加设备得塑化能力,加大齿轮扭矩,进一步加大螺杆长径比来提高生产效率;
在挤出生产线控制系统中不断应用感测技术、控制技术与人工智能技术,使制品得质量与生产得稳定性得到进一步得提高。
⑺企业技术人员发展方向,从单纯得生产技术向材料、设备研发领域过渡。
如何选择、运用、整合现有行业业零散技术资源为自己所用,就是企业效益提升与产品创新得关键。
⑻生物降解塑料得开发应用逐渐走上橡塑舞台、以塑代钢仍然就是国际主要话题。
参考文献:
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“Rigidpvcproductsandtechnology ofChemicalIndustry Press2008、8"editedbyWangGuibin
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"The PE100piping system" SinopecpressWei Ruoqi2011、3
[3]《聚烯烃管道》化学工业出版社孙逊 编著2002、7
” Polyolefinpipes"
chemicalindustry press2002、7, editedbySun Xun
[4]《挤出成型新技术》机械工业出版社齐贵亮 主编2010、8
”Newtechnologyofextrusionmolding machinery industrypress 2010、8"editedbyQiGuiliang
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