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【康潤】單螺桿擠出機在管材生產中的應用

傳統的單螺桿擠出機多為三段式設計,其主要功能是使顆粒狀或粉狀塑料塑化、均化并連續壓送至擠出機頭,在擠出過程中塑料經歷了不同的物理狀態,但并不發生化學反應。而在硅烷交聯聚乙烯管材生產過程中,原料在擠出機中除經歷上述物理過程外,還要完成聚乙烯-硅烷接枝反應,傳統的三段式單螺桿擠出機顯然不能完全適應反應擠出成型的要求,其主要缺陷在于物料的停留時間分布過寬以及物料完全熔融區相對長度較短等,同時還存在固體輸送段對固液混合體系的輸送效率低等問題。反應擠出的具體要求是:

①原料干燥系統工藝上要求樹脂的含水量不大于200mg/kg,若僅用普通的料斗式干燥器達不到干燥要求,為此,應配備帶空氣除濕裝置的原料干燥系統。

②計量加料系統瑞士耐士隆公司的單螺桿反應擠出機配備先進的稱重加料系統,固體、液體分別計量,其配比由計算機控制,精度可達0.25%。

采用國產精密計量泵,計量精度可以達到0.5%一1.0%。

由于乙烯基硅烷很容易吸收空氣中的水分而轉變為硅醇,所以計量加料系統均采取了嚴密的防潮措施。同時乙烯基硅烷的閃點較低,計量泵要配備防爆電機,與硅烷接觸的設備和容器要有可靠的地線,以防止靜電火花等引爆硅烷。

③塑化擠出部件如前所述,單螺桿反應擠出機除使塑料塑化外,還要確保聚乙烯與硅烷順利接枝,因此螺桿設計的基本原則為:

a.要有足夠長的加料段;

b,螺桿流道要避免死角,同時提高螺桿及機筒的表面光潔度,以防反應物料積存,造成擠出機連續運轉周期的縮短;

c.螺桿計量段槽深不宜過淺,以免接枝體過度剪切;

d.螺桿長徑比可以適當長一些,通常為(28—30):1;

e.適當延長熔體在擠出機中的停留時間,并使熔體停留時間盡可能均勻。

但理論和實驗研究均表明,僅僅增加螺桿的長度并不能有效地提高接枝反應效率。目前,一種四段式單螺桿反應擠出機,經實際生產運行,證明可以顯著地提高硅烷接枝反應效率,提高單機產量。

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