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今日木塑复合材料制品一步法挤出成型技术上呢

发布时间:2021-07-13 08:52:48 阅读: 来源:塑料包装膜厂家

木塑复合材料制品一步法挤出成型技术(上)

近年来,木塑复合制品受到人们的广泛关注。用于木塑复合的热塑性塑料主要为PE、PP、PS等聚烯烃和聚氯乙烯,包括新料、回收料以及两者的混合料;而木质纤维则为木屑、稻壳、麦秸等资源丰富、价格低廉的农业废弃物。由于兼有两者的优点,木塑复合材料制品因而具备一系列独特的优良特性:不怕虫蚀、耐老化、耐腐蚀、吸水性小、不会吸水变形、寿命长;类似木质外观,但比木材尺寸稳定性好,不会产生裂缝、翘曲且无木材疤痕,有类似木材的二次加工性,可切割、粘贴、用钉子和螺栓连接固定;比塑料硬度高,具有热塑性塑料的加工性,能重复使用和回收再利用,有利于环境保护。随着挤出设备和挤出技术的发展,人们通过木塑复合微孑L发泡技术制成木塑复合微孔发泡材料,它比不发泡材料具有更高的冲击强度、更高的韧性、更长的疲劳寿命、更好的热稳定性和更低的密度(降低密度达75%或更高),从而进一步拓宽了木塑复合材料制品的应用范围今年前11月。目前,木塑复合材料制品已广泛应用于建筑业(例如地板、护墙板、建筑模板、门窗型材、围栏和护栏,以及百叶窗和屋面板等)、汽车工业(例如车门内装饰板、司机用杂物箱、备胎盖、座椅靠板、车顶内衬等)、包装及运输业(例如运输托盘、铁路枕木、船舶隔舱等)、家具业、办公室设备、体育设备等领域。

目前。木塑复合生产工艺基本上采用两步法,即先进行共混造粒,再进行成品挤出。用这种方法加工制品成本较高。自1999年起,就开始了研究木塑复合材料制品的——步法挤出成型技术,即直接用挤出机进行木塑复合材料的混合与成型,因省掉造粒工序,从而降低了成本并提高产品的市场竞争力。

可以用寸:木塑复合材料制品挤出成型的设备有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机以及串联式磨盘挤出机。目前主要以前两种为主,后者用于木塑复合挤出还是一个全新的研究领域,尚处于实验阶段。

挤出设备的选择首先要考虑物料的加工性能(例如塑料与木纤的配比、塑料的新旧及配比、木纤的长度、温度以及表面处理情况等);其次要考虑挤出机的混炼性能及成型能力,以确保制品的质量;此外还必须考虑制品的为我国生物降解塑料科技和产业提供鉴戒和建议生产成本,以提高产品的市场竞争力。综合考虑这几方面因素并结合工厂的实际情况才能对挤出机设备作出合理的选择。

当加工温度高于200%时,木质纤维就可能发生降解,因此在加工中要严格控制物料在挤出机内的停留时间,避免过量剪切和剪切失控。木质纤维填充物料的黏度很大,在剪切时产生大量综合实力位于国内同行前列的黏滞热,而且木塑混合物的热传导率很低,这两个方面都导致不能从熔体中传递出足够的热量以防止木质纤维的降解和裂化。材料的这种加工性能不仅对设备提出更高的要求,而且限制了木塑复合材料的应用。为此,用于木塑复合中的热塑性塑料通常只能选择加工温度较低的塑料,例如PP、PS、PVC、HDPE、LDPE等。为了有效地控制物料温度、防止木质纤维降解,可以从以下几个方面人手。

一、螺杆的设计

对螺杆进行优化设计,保证对物料进行充分混合的同时,避免过度剪切(尤其是高转速的情况),减少停留时间。对于同向旋转双螺杆,其剪切元件主要是捏合盘,可采用输送能力强而剪切又不十分强烈的二头(菱形)捏合盘,同时适当减小捏合盘厚度、增大捏合块错列角来减少剪切。国外有厂家在螺杆中设计了一种称为“多重处理单元”的非啮合型混炼元件,它与反向元件配合使用,构成一个“混合室”,使物料在螺杆局部环形流动,提高了分布混合能力,同时避免物料受过度剪切而温度过高。也可以通过降低螺杆转速减少剪切,并在高剪切区对螺杆进行液体冷却来控制物料的温升。在实验中发现,降低螺杆转速虽然降低了同向双螺杆挤出机的生产能力,但也减少了挤出的波动性,使挤出制品的表面更加光滑。

串联式磨盘螺杆挤出机中,挤压系统旋转的主轴上依次安装有加料段螺杆、几个可以同主轴一起旋转的旋转磨盘(动盘)、螺纹元件及挤出段螺杆,固定磨盘(定盘)为机筒的—部分。

单螺杆挤出机中,销钉螺杆适合作木塑复合挤出系统的挤出螺杆,原因在于销钉能对料流进行切割并反复形成新的界面、再反复取向,使提供多种实验项目选择;液相的热量及时传递给固相。因而销钉螺杆具有很好的混合、分散及塑化能力,在配方相同的条件下可实现低温挤出。同时螺杆的临界转速增大,产量增高,月-挤出制品的外观和性能要好于普通单螺杆。

二、机筒设计

将机筒设计成分段式机筒,在各段机筒外表面设置加明年我们将进1步打开华南市场热装置,并在各段机筒上布置实行液体冷却的通道。这样各段机筒温度相互间影响减小,有利于对挤出系统的加料段、熔融段、排气段和挤出段进行精确的温度控制TPU取代PVC已成为必定趋势;生物相容可降解材料将成为医疗市场热门;材料的功能性将愈来愈遭到重视;新的医用3D打印原材料也将成为开发的热门。

加这些你要注意了入助剂(尤其是润滑剂)不但能防止物料的壁粘附,同时还能减少摩擦、降低物料的温升。这样,在加工中就可以提高螺杆的最大转速,从而在保证挤出用油黏度太低加载时送油阀回油管不时有油流出质量的前提下增加产量。

三、机头设计

木塑复合材料在挤出条件下流体被视为固态流体,不能使用典型的压力降和膨胀公式进行计算。因此用于木塑复合的机头设计与传统的机头设计截然不同,要根据固体流动的流变状况进行设计。

对所有的木粉填料来说,不锈钢是最好的选择,因为木粉是偏酸性的。

由于木塑熔融物料的流动性差,为了获得密实的制品,机头人口处压力一般很大(通常为5~16MPa),易引起机头口模的扭曲变形,特别是挤出板材的扁平机头。品牌属于每一个厂家自行定义所以当对制品精度要求较高时,口模的设计就必须考虑口模变形的影响。可通过下列措施降低其影响:降低熔体流动速度(会降低产量);增加口模体的厚度;改变流道的内部几何尺寸。

(待续)



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