【战略指南:开发精密挤出成型技术的十分重要的五项必要性】

2017-12-06 17:49:49   

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精密挤出成型是一种通过对挤出过程要素的精确控制,实现制品几何尺寸高精密化和材料微观形态高均匀化的成型过程。精密挤出成型的主要特征为:挤出过程中工艺参数波动很小,挤出设备工作状态非常稳定,所成型制品的几何精度比常规挤出成型方法提高50%以上。开发精密挤出技术的迫切性主要表现在以下方面。


(1)高精密制品成型的需要:以光导纤维、医用导管、音像片基、照像胶片片基、投影胶片为代表的一系列高精密制品的市场需求与日俱增。这类制品几何精度往往比普通制品提高50%以上,普通挤出成型设备对这些精密制品是无能为力的,而必须采用精密挤出成型设备与技术完成成型加工。

(2)特种材料加工成型的要求:对一些危险和有毒物料的加工需要精密挤出装备。如含红磷类聚合物复合材料的挤出,就需要严格地控制挤出工艺,因为红磷很容易燃烧,挤出工艺控制不好,具有很大的危险性。一些工程塑料在高温下会分解出对机器有腐蚀性、对人体有害的低分子挥发物。如聚四氟乙烯(PTFE)和乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)在一定温度下就会分解出氟化氢气体,该气体对挤出设备有极强的腐蚀性,对人体的肝脏有很大的损伤,该气体还会引发PTFE和ETPE的连锁降解反应,因而必须严格加以限制。在军工领域,挤出机可以用于炸yao的加工,其危险性不言而喻,除了塑化系统的合理设计和精密加工外,挤出工艺的严格控制是最关键的安全要素之一。在上述类型的危险和高温易分解聚合物的挤出成型加工中,精密挤出机可以发挥不可替代的作用。

(3) 反应挤出成型的要求:现代挤出机除了塑化功能外,还具备化学反应器的功能,物料在挤出机中可以完成本体聚合、化学接枝、键间共聚物的获取、偶联/交联、可控降解、功能化和官能团的改性、高分子合金的制备、纳米/高聚物复合材料的制备等。反应挤出过程需要严格控制反应温度、压力、物料停留时间及其分布等过程参数,以及反应物料与外界的热量传递等,普通挤出机往往是不能胜任的,精密挤出成型机为各种复杂的反应挤出工艺提供了必要的装备条件。

(4)高速化挤出的基础:据资料报道,日本池贝公司的D30单螺杆挤出机的转速高达3000r/min,产量可达300kg/h。国外锥形双螺杆挤出机用于生产PVC管材,单机产量可达1100~1500kg/h;平行双螺杆挤出机的螺杆直径已超过300mm,长径比最高达100,螺杆最高转速达到1500r/min,WP公司的ZSK133系列机的产量达到7000~11000kg/h。医用导管的线速度可以达到250m/min,薄膜的线速度可以达到500m/min,包覆电缆的线速度也可以达到500m/min以上。在挤出生产高速化的同时,必须实现保证成型过程的精密可控。如果不能保证制品成型的精度,则生产速度越高,废品越多。在此意义上,可以说精密化是高速化的基础。

(5)减少制品材料消耗的需要:挤出成型制品因几何精度较低造成的浪费是十分惊人的,采用常规挤出装备生产的板、片、膜、管的壁厚不均匀度一般可达8%至10%,由此造成的材料浪费可达8%左右。按近年我国塑料制品的产量21000kt为基数,挤出成型制品的年产量12600kt计算,我国每年由于挤出制品的几何精度低就浪费掉100多万吨树脂。如果20%的制品采用精密挤出技术和装备来生产,我国每年就可以节约树脂消耗量10万吨左右,经济效益超过8亿元。

【责任编辑:hl】

关键词:挤出成型,塑料制品

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