國外主要采用柱塞推壓機生產(chǎn)超高分子量聚乙烯管,國內(nèi)也有幾家塑料機械廠近幾年研制出超高分子量聚乙烯襯板柱塞推壓成型技術,但是相對較落后,也僅限于生產(chǎn)超高分子量聚乙烯襯板。
下面重點講一下超高分子量聚乙烯管材的柱塞推壓技術生產(chǎn)工藝
柱塞推壓技術成型作為一種往復間歇性的擠出方法,是早期就使用的塑料加工手段,其原理是:將粉料頻頻加入加料室和模具中,由施加壓力壓縮粉料、連續(xù)燒結(jié)和冷卻定型三個步驟組成。
工藝路線
超高分子量聚乙烯管柱塞推壓成型的工藝路線為:
計量—混合去水—混合—貯存—給料—推壓—預熱—燒結(jié)—定型—冷卻—切割
1、 除水
超高分子量聚乙烯樹脂計量后置于高速混合機中,通過混合生產(chǎn)摩擦熱達到蒸發(fā)樹脂中的水分,攪拌時間≤15分鐘,物料溫度不能超過100℃。
2、 混合
經(jīng)除水后的超高分子量聚乙烯加入各種加工助劑和必要的填充劑,進行混合,使助劑在超高分子量聚乙烯樹脂中分散均勻,混合時間為5-6分鐘,放出的物料溫度不得超過110℃。
3、 給料
物料通過電磁振動器和送料器的作用下均勻流入模具的加料段中,不能斷流。
4、 柱塞壓縮預熱
推壓塞端不能有刃和毛刺,并與模具端部平行,防止偏斜在壓力下擦傷模具。立式柱塞推壓機的成型動作為:柱塞、芯棒同時向下運動—抽芯—柱塞上升。
5、 燒結(jié)
燒結(jié)時物料為油膩狀彈性體,此時溫度太高就會使物料黏附,出現(xiàn)粘附后,制品表面形成溝痕,管子傾斜變彎,造成推壓困難,其溫度應根據(jù)配方而定。
6、 定型
燒結(jié)后的物料進入定型段后溫度要逐漸下降,不能劇變,其溫度不能低于130℃,太低就會使物料收縮到芯棒上以至不能推進,定型溫度太高會使物料粘附到模具上,也會造成推進的困難。
7、 冷卻
從定型段端部推出的管子,溫度較高,很容易造成變形,為此定型段端部接冷卻水套進行冷卻。
8、 切割
用圓鋸跟蹤切割,以保證端部平整。
工藝條件
采用柱塞式塑料推壓機生產(chǎn)管材,主要解決成型溫度下物料粘附在模具上造成推壓的困難,另外要解決無聊在高溫下氧化降解,造成制品表面粗糙出現(xiàn)不規(guī)則流紋并發(fā)黃,不能穩(wěn)定生產(chǎn)。
推壓成型相對分子量在250-300萬以上的超高分子量聚乙烯樹脂時,為了使超高分子量聚乙烯熔體具有適當?shù)牧鲃有,既要降低大分子之間的親和力,減少內(nèi)摩擦,又要在熔體表面和機筒、模具表面之間形成隔離層,減少阻力和防止粘附,必須使用具有內(nèi)、外潤滑功能的加工流動改性劑。通過實驗,最終確定使用不同作用原理的兩種助劑復配而成的FH-2型加工流動改性劑,這種改性劑無腐蝕性,高溫下部分解、不變色,對超高分子量聚乙烯材料的性能影響小。
由于超高分子量聚乙烯有著極其特殊的熔體特性,所以制品對柱塞推壓成型的工藝條件要求十分嚴格和苛刻,通過大量的實驗證明,只有確定出與超高分子量聚乙烯樹脂相對分子質(zhì)量相適應的的工藝條件,產(chǎn)品的物理力學性能才能達到預期的數(shù)值并滿足用戶要求。
工藝條件的控制主要是燒結(jié)時間、燒結(jié)溫度和推壓力,這些參數(shù)控制得適當與否,直接關系到制品內(nèi)在質(zhì)量的好壞與擠出量的大小,而制品的外觀質(zhì)量出了加入助劑有關外,還與超高分子量聚乙烯樹脂顆粒大小及定型冷卻溫度有關。