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    超高分子聚乙烯管道的成型工藝

    更新時間:2016-10-17      點擊次數:1268

    由于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)熔融狀態的粘度高達108Pa*s,流動性極差,其熔體指數幾乎為零,所以很難用一般的機械加工方法進行加工。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的加工技術得到了迅速發展,通過對普通加工設備的改造,已使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)由zui初的壓制-燒結成型發展為擠出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。

    一、一般方法:

    1.壓制燒結

    (1)壓制燒結是超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)zui原始的加工方法。此法效率頗低,易發生氧化和降解。為了提高效率,可采用直接電加熱法

    (2)超高速熔結加工法,采用葉片式混合機,葉片旋轉的zui大速度可達150m/s,使物料僅在幾秒內就可升至加工溫度。

    2.擠出成型

    擠出成型設備主要有柱塞擠出機、單螺桿擠出機和雙螺桿擠出機。雙螺桿擠出多采用同向旋轉雙螺桿擠出機。

    60年代大都采用柱塞式擠出機,70年代中期,日、美、西德等先后了單螺桿擠出工藝。日本三井石油化學公司zui早于1974年取得了圓棒擠出技術的成功。我國于1994年底出Φ45型超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)單螺桿擠出機,并于1997年取得了Φ65型單螺桿擠出管材工業化線的成功。

    3.注塑成型

    日本三井石油化工公司于1974年了注塑成型工藝,并于1976年實現了商業化,之后又了往復式螺桿注塑成型技術。1985年美國Hoechst公司也實現了超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的螺桿注塑成型工藝。我國1983年對國產XS-ZY-12型注射機進行了改造,成功地注射出啤酒罐裝線用超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)托輪、水泵用軸套,1985年又成功地注射出醫用人工關節等。

    4.吹塑成型

    超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)加工時,當物料從口模擠出后,因彈性恢復而產生一定的回縮,并且幾乎不發生下垂現象,故為中空容器,特別是大型容器,如油箱、大桶的吹塑創造了有利的條件。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)吹塑成型還可導致縱橫方向強度均衡的高性能薄膜,從而解決了HDPE薄膜長期以來存在的縱橫方向強度不一致,容易造成縱向破壞的問題。

    二、特殊方法:

    1.輥壓成型

    輥壓成型是一種固態加工方法,即在超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的熔點以下對其施加高壓,通過粒子形變,有效地將粒子與粒子融合。主要設備是一帶有螺槽的旋轉輪和一帶有舌槽的弓形滑塊,舌槽與螺槽垂直。在加工過程中有效地利用了物料與器壁之間的摩擦力,產生的壓力足夠使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粒子發生形變。在機座末端裝有加熱支臺,經過??跀D出物料。如將此項輥壓裝置與擠壓機聯用,可使加工過程連續化。

    2.熱處理

    把超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)樹脂粉末在140℃~275℃之間進行1min~30min的短期加熱,發現超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的某些物理性能出人意料地大大改善。用熱處理過的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉料壓制出的制品和未熱處理過的UHMPWE制品相比較,前者具有更好的物理性能和透明性,制品表面的光滑程度和低溫機械性能大大提高了。

    3.射頻

    采用射頻加工超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一種嶄新的加工方法,它是將超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉末和介電損耗高的炭黑粉末均勻混合在一起,用射頻輻照,產生的熱可使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉末表面發生軟化,從而使其能在一定壓力下固結。用這種方法可在數分鐘內模壓出很厚的大型部件,其加工效率比超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)常規模壓加工高許多倍。

    4.多孔膜

    將超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)溶解在揮發溶劑中,連續擠出,然后經一個熱可逆凝膠/結晶過程,使其成為一種濕潤的凝膠膜,蒸除溶劑使膜干燥。由于已形成的骨架結構限制了凝膠的收縮,在干燥過程中產生微孔,經雙軸拉伸達到zui大空隙率而不破壞完整的多孔結構。這種材料可用作防水、通氧織物和耐化學品服裝,也可用作超濾/微量過濾膜、復合薄膜和蓄電池隔板等。與其它方法相比,由此法制備的多孔超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)膜具有*的孔徑、強度和厚度等綜合性能。

    我廠加工超高分子量聚乙烯管材,突破傳統粉末熱熔加壓成型方法,采用特殊的擠出機和特殊設計的模具,將高分子量聚乙烯在高溫下連續擠出成型,節省了大量人力物力。

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