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細數擠出加工技術應用進展

來源:塑膠資訊發布時間:2021-03-16 17:10:14點擊率:
近年來,擠出生產線能逐漸成為中國擠出巿場主力的主要原因是輔助設備與模具技術的不斷成熟與發展。
塑料制品的擠出加工技術主要分為兩類:一種是以單螺桿擠出為主,用于一般薄膜、異型材、電線等成型加工;另一種是以雙螺桿擠出為主,以共混方式得到制品。
除了這兩類主要的擠出技術之外,隨著高分子材料的發展,尤其是聚合物共混改性的飛速發展,多螺桿擠出技術也得到了更好地發展。
熱熔融擠出
熔融擠出成型(FDM)工藝的材料一般是熱塑性材料,如ABS、PC、尼龍等,以絲狀供料。
材料在噴頭內被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動,同時將熔化的材料擠出,材料迅速固化,并與周圍的黏結。每一個層片都是在上一層上堆積而成,上一層對當前層起到走位和支撐的作用。

隨著高度的增加,層片輪廓的面積和形狀都會發生變化,當形狀發生較大的變化時,上層輪廓就不能給當前層提供充分的定位和支撐作用,這就需要設計一些輔助結構“支撐”,對后續層提供定位和支撐,以保證成型和順利實現。

微納層疊擠出
微納層疊擠出系統主要有多臺擠出機構成的塑化共擠部分、匯流單元、分流單元、層倍增單元、擠出口模及成型裝置等輔助設備組成,其中核心部件為層倍增單元,也是各種微納層疊技術的創新所在。層倍增單元通常需滿足分割效率高、分層過程壓力損失小、可應用的聚合物范圍廣、同時盡量避免流道存在滯留區域等要求。
反應擠出
反應擠出是近20年來迅速發展起來的高新技術,同時也是高分子材料反應加工學科的重要組成部分。它主要應用于現有聚合物的功能化、聚合物制備、材料的高性能化改性等領域。
所謂反應擠出(reactiveextrusion又名反應性擠出、擠出反應),是把擠出機作為連續化的微背混式柱塞流反應器,使欲反應的混合物在熔融擠出過程中可以同時完成指定的化學反應。
反應擠出還是理想的高粘度物料熔態反應方法,原因是,其對擠出機螺桿螺筒上的各個區段進行獨立的溫度控制、物料停留時間控制和剪切強度控制,使物料在各個區段傳輸過程中,完成固體輸送、增壓熔融、物料混合、熔體加壓、化學反應、排除副產物和未反應單體、熔體輸送和泵出成型等一系列化工基本單元操作,除此之外它還具有利用擠出機處理高粘度聚合物的獨特功能。
特種加工
火炸藥加工
火炸藥加工主要是通過雙螺桿擠出工藝技術來實現的。雙螺桿擠出工藝可實現加工制備發射藥、推進劑、炸藥和煙火劑等多種不同產品,并實現連續化、自動化,減少生產環節和運輸步驟,縮短了生產周期。
國外在火炸藥加工方面的研究比國內要成熟一些,在2004年前后,美國海軍地面武器研究中心與德國火炸藥研究所(ICT)通過聯合攻關將線上監測儀器應用到了37mm雙螺桿擠出機上,實現了線上檢測溫度、壓力等參數,顯著提高了雙螺桿擠出機生產安全性,并成功制備了海軍用的兩種塑料粘結炸藥PBXN-106和PBXN-109。
除此之外國外也已經完成了火炸藥雙螺桿擠出自動化試制線的建設,并且進行了PAX-3炸藥的試制。
異型材擠出
近年來,塑料異型材因節能環保的優點而具有較高的使用率。塑料異型材主要是由擠出模加工成型,首先將擠出機擠出的熔融塑料經過模頭加熱、分流、成型,然后通過定型模和水箱的定型及冷卻得到需要的產品。
擠出加工線上檢測技術
隨著高性能聚合物材料的發展,聚合物混合加工不再是獨立于聚合反應及結構性能表征的單純物理成型過程,而是決定聚合物復合材料 終性能的核心環節。
聚合物擠出加工能有效地將聚合物熔融和機械混合的優勢結合在一起,是制備高性能聚合物材料的重要手段。然而,擠出機復雜的幾何結構和瞬態流動特征導致了擠出加工過程中的流動和混合非常復雜。因此,擠出加工過程,開發即時的線上檢測技術尤為重要。
多螺桿擠出
多螺桿擠出機通常指機筒中有三根以上螺桿的擠出機。螺桿可配置成一字形或V字形。從工作機理方面來講,雙螺桿擠出機與多螺桿擠出機是一樣的,故雙螺桿擠出機相對于單螺桿擠出機來說有時也被稱作多螺桿擠出機,而多螺桿擠出機使聚合物熔體有較大的比表面,有利于揮發物從熔體中脫出,主要用于混配、反應擠出、聚合物精制、聚合物溶液濃縮等操作。
多螺桿擠出機以其優異的混合特性、較好的產能比、較小的長徑比已在功能塑料的制備、高亮度涂料的制備和富有營養及色香味具佳的新型方便食品的加工領域得到很好的應用。多螺桿擠出對擠出技術的研究具有實際的應用意義。

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