近年來,擠出生產(chǎn)線能逐漸成為中國擠出巿場主力的主要原因是輔助設(shè)備與模具技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展。
塑料制品的擠出加工技術(shù)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(shù)之外,隨著高分子材料的發(fā)展,尤其是聚合物共混改性的飛速發(fā)展,多螺桿擠出技術(shù)也得到了更好地發(fā)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(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動,同時將熔化的材料擠出,材料迅速固化,并與周圍的黏結(jié)。每一個層片都是在上一層上堆積而成,上一層對當(dāng)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(fā)生變化,當(dāng)形狀發(fā)生較大的變化時,上層輪廓就不能給當(dāng)前層提供充分的定位和支撐作用,這就需要設(shè)計一些輔助結(jié)構(gòu)“支撐”,對后續(xù)層提供定位和支撐,以保證成型和順利實(shí)現(xiàn)。
微納層疊擠出系統(tǒng)主要有多臺擠出機(jī)構(gòu)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(shè)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(shù)的創(chuàng)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(yīng)用的聚合物范圍廣、同時盡量避免流道存在滯留區(qū)域等要求。
反應(yīng)擠出是近20年來迅速發(fā)展起來的高新技術(shù),同時也是高分子材料反應(yīng)加工學(xué)科的重要組成部分。它主要應(yīng)用于現(xiàn)有聚合物的功能化、聚合物制備、材料的高性能化改性等領(lǐng)域。
所謂反應(yīng)擠出(reactiveextrusion又名反應(yīng)性擠出、擠出反應(yīng)),是把擠出機(jī)作為連續(xù)化的微背混式柱塞流反應(yīng)器,使欲反應(yīng)的混合物在熔融擠出過程中可以同時完成指定的化學(xué)反應(yīng)。
反應(yīng)擠出還是理想的高粘度物料熔態(tài)反應(yīng)方法,原因是,其對擠出機(jī)螺桿螺筒上的各個區(qū)段進(jìn)行獨(dú)立的溫度控制、物料停留時間控制和剪切強(qiáng)度控制,使物料在各個區(qū)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(xué)反應(yīng)、排除副產(chǎn)物和未反應(yīng)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(jī)處理高粘度聚合物的獨(dú)特功能。
近年來,塑料異型材因節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)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(jī)擠出的熔融塑料經(jīng)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(chǎn)品。
擠出加工線上檢測技術(shù)
隨著高性能聚合物材料的發(fā)展,聚合物混合加工不再是獨(dú)立于聚合反應(yīng)及結(jié)構(gòu)性能表征的單純物理成型過程,而是決定聚合物復(fù)合材料 終性能的核心環(huán)節(jié)。
聚合物擠出加工能有效地將聚合物熔融和機(jī)械混合的優(yōu)勢結(jié)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(jī)復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)和瞬態(tài)流動特征導(dǎo)致了擠出加工過程中的流動和混合非常復(fù)雜。因此,擠出加工過程,開發(fā)即時的線上檢測技術(shù)尤為重要。
多螺桿擠出機(jī)通常指機(jī)筒中有三根以上螺桿的擠出機(jī)。螺桿可配置成一字形或V字形。從工作機(jī)理方面來講,雙螺桿擠出機(jī)與多螺桿擠出機(jī)是一樣的,故雙螺桿擠出機(jī)相對于單螺桿擠出機(jī)來說有時也被稱作多螺桿擠出機(jī),而多螺桿擠出機(jī)使聚合物熔體有較大的比表面,有利于揮發(fā)物從熔體中脫出,主要用于混配、反應(yīng)擠出、聚合物精制、聚合物溶液濃縮等操作。
多螺桿擠出機(jī)以其優(yōu)異的混合特性、較好的產(chǎn)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(yǎng)及色香味具佳的新型方便食品的加工領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。多螺桿擠出對擠出技術(shù)的研究具有實(shí)際的應(yīng)用意義。