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有关挤出机技术创新的分享

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有关挤出机技术创新的分享

发布日期:2018-05-11 作者: 点击:

中国常规挤出机及生产线,以优异的性价比逐渐走俏国际巿场。同时,中国在先进挤出技术领域不断创新,开拓出了多种新型挤出产品。 精密挤出技术适应高精加工需要

熔体齿轮泵

精密挤出成型可以免去后续加工手段,更好地满足制品应用的需求,同时达到降低材料成本、提高制品质量的目的。如今,满足塑料制品精密直接挤出的需要,多种成熟的技术已经推向巿场,聚合物熔体齿轮泵就是其中一种重要手段。这一技术已经广泛应用于化纤、薄膜、型材、管材、板材、线缆、复合挤出、造粒等生产线。

北京化工大学橡塑机械研究所经过多年对熔体齿轮泵的系统研究,已成功完成塑料熔体齿轮泵的系列开发和研制,现已能够设计制造塑料熔体齿轮泵产品如28/28(中心距/齿宽)、56/56、70/70、90/90等,最大出入口压力差可达30MPa,能够满足不同产量的要求,并已在实际中得到应用,取得良好的效果。北京化工大学橡塑机械研究所通过对一体型齿轮泵挤出机进行深入研究,设计开发了115一体型齿轮泵挤出机。

齿轮泵对橡胶行业精密成型同样大有裨益。为了满足国内对橡胶熔体齿轮泵的需求,北京化工大学还与北京航空制造工程研究所、杭州朝阳橡胶有限公司合作,共同研制开发XCP150/100、XCP120/90两种型号橡胶熔体齿轮泵挤出机组。这一机组具有理想的工作特性,保证挤出量与齿轮泵的转速成线性关系,可以实现对产量精确控制,提高产品的尺寸精度。

多层共挤技术成熟发展

多层复合技术利用具有中高阻隔性能的材料与其他包装材料复合,综合阻隔材料的高阻隔性与其他材料的廉价或特殊的力学、热学等其他性能,实现特定的功能需要。共挤出复合薄膜的结构设计逐步要求能系统地达到集功能、技术、成本、环保、安全、二次加工于一体的理想境界,从而实现复合层数最大化的可能性成为供应商追求的技术之一。广东金明塑胶设备有限公司七层复合薄膜共挤吹塑技术可谓中国在这一领域发展的典型。

挤出机

该七层复合薄膜共挤吹塑机组采用的关键技术包括:两短一长及螺距变化的螺杆塑化挤出系统,工程分析软件对振动诱导塑化装置的优化设计,平面阀加成型模头和斜式阀加成型模头,内冷技术及双风口负压冷却技术,多组分失重式计量喂料,在线薄膜厚度精确控制系统,计算机集中自动控制系统和总线控制(CANOPEN)技术等。

在层数增多的同时,适应特殊功能的薄膜生产技术也是巿场发展的热点之一。广东仕诚公司设计制造了一条幅宽为3150mm的PP环保木纹膜流延生产线。该生产线产能超过800kg/h。螺杆设计为高速的剪切、混炼,高效率塑化螺杆,客户可以直接使用高填充碳酸钙粉以及无机颜料色粉,从而节约昂贵的原材料成本。整线除了可以生产PP环保木纹膜生产外,还可以灵活地转换生产其它产品,拓宽客户产品种类。在仕诚公司试生产过程中,不但生产出了美观的PP木纹膜,还生产了CPP薄膜、PP文具薄膜及PP文具片材。

创新的三螺杆配混技术

平行同向旋转双螺杆挤出机用于配混造粒生产线,经过20余年的高速发展,技术已经相当成熟。另一方面,传统的啮合盘式与往复螺杆式挤出机适应高填充配混的需求,产业化程度不断提升。

混沌混炼的高性能高分子包装材料

辉隆公司与华南理工大学共同合作的“基于混沌混炼的高性能高分子包装材料成型关键装备及技术研发”项目通过了广东省科技厅科技成果鉴定,并获得国家“2007年度科学技术进步二等奖”[证书号:2007-257],该项目“多边螺槽对流式螺杆的混沌混炼型低能耗挤出机”名义比功率为0.17 kW/(kg/h),仅为国标0.32 kW/(kg/h)的一半,节能显著,属国际首创,整体技术及产品达到国际先进水平。

1)采用流变学建模的方法,并结合控制高分子材料形态演变的微观流变学模型,对高分子材料挤出加工中的流场以及共混物和纳米复合材料的形态演变进行了建模、仿真和分析,尤其是对挤出机内熔融、混炼和熔体流动等的理论研究揭示了如何提高熔融和混炼性能以及降低能耗的机理。

⑵基于上述理论研究,研制的混沌混炼型低能耗挤出机在原理上与国内外普遍采用的挤出机明显不同:后者发生的是经典的Maddock熔融过程和剪切混炼,其熔融和混炼效果较差;前者产生了分散熔融和混沌混炼,物料所产生的剪切热小于其熔融所需的热能,可防止材料在熔融和混炼过程中产生过热而浪费能量,节能效果明显。经广东省技术监督机械产品质量监督检验站现场检验表明,该挤出机的名义比功率(即单耗)为0.17 kW/(kg/h),比国家机械行业标准JB/T 8061-96的规定值[0.32 kW/(kg/h)]低0.15 kW/(kg/h)。与代表目前国际上挤出复合最高水平的两家国外公司(美国Davis Standard公司和日本住友重机械摩登公司)的挤出机进行比较表明,本成果研制的挤出机挤出产量最高,而配备的电机功率最低。该挤出机还具有挤出熔体温度低(低10~20℃)、物料适应性强等优点。

⑶在上述宏观流场模拟和微观形态演变理论研究的基础上,结合研制的混沌混炼型低能耗挤出机,对高分子共混物(尤其是黏度比远大于1)和纳米复合材料(尤其是以聚烯烃这类非极性材料为基体)的形态演变、分散状态和宏观性能进行了系统研究,证实混沌混炼型挤出机可改善加工性能、降低加工能耗,尤其是其提供的拉伸和折叠效应有利于高度分散、薄片状、插层或剥离等形态的形成,在一定程度上解决了纳米粒子在高分子材料加工中易团聚的难题,大幅度提高了包装制品的阻隔性能和力学性能。

⑷采用混沌混炼型低能耗挤出机以挤出的方法生产EVA预涂膜,与常规的采用有毒溶剂溶解EVA涂覆在基材上的方法相比,消除了有毒的有机溶剂的排放及其对环境的污染和人体的损害;此外,大幅度提高了挤出膜与复合基材的粘合性能,实现了"无胶粘促进剂的绿色复合工艺"。


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关键词:挤出机

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