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超高分子聚乙烯管道的成型工艺

更新时间:2016-10-17      点击次数:1251

由于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)熔融状态的粘度高达108Pa*s,流动性极差,其熔体指数几乎为零,所以很难用一般的机械加工方法进行加工。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的加工技术得到了迅速发展,通过对普通加工设备的改造,已使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)由zui初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。

一、一般方法:

1.压制烧结

(1)压制烧结是超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)zui原始的加工方法。此法效率颇低,易发生氧化和降解。为了提高效率,可采用直接电加热法

(2)超高速熔结加工法,采用叶片式混合机,叶片旋转的zui大速度可达150m/s,使物料仅在几秒内就可升至加工温度。

2.挤出成型

挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。

60年代大都采用柱塞式挤出机,70年代中期,日、美、西德等先后了单螺杆挤出工艺。日本三井石油化学公司zui早于1974年取得了圆棒挤出技术的成功。我国于1994年底出Φ45型超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)单螺杆挤出机,并于1997年取得了Φ65型单螺杆挤出管材工业化线的成功。

3.注塑成型

日本三井石油化工公司于1974年了注塑成型工艺,并于1976年实现了商业化,之后又了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国Hoechst公司也实现了超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的螺杆注塑成型工艺。我国1983年对国产XS-ZY-12型注射机进行了改造,成功地注射出啤酒罐装线用超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)托轮、水泵用轴套,1985年又成功地注射出医用人工关节等。

4.吹塑成型

超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)加工时,当物料从口模挤出后,因弹性恢复而产生一定的回缩,并且几乎不发生下垂现象,故为中空容器,特别是大型容器,如油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜,从而解决了HDPE薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致,容易造成纵向破坏的问题。

二、特殊方法:

1.辊压成型

辊压成型是一种固态加工方法,即在超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的熔点以下对其施加高压,通过粒子形变,有效地将粒子与粒子融合。主要设备是一带有螺槽的旋转轮和一带有舌槽的弓形滑块,舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力,产生的压力足够使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粒子发生形变。在机座末端装有加热支台,经过模口挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用,可使加工过程连续化。

2.热处理

把超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)树脂粉末在140℃~275℃之间进行1min~30min的短期加热,发现超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的某些物理性能出人意料地大大改善。用热处理过的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉料压制出的制品和未热处理过的UHMPWE制品相比较,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温机械性能大大提高了。

3.射频

采用射频加工超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是一种崭新的加工方法,它是将超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀混合在一起,用射频辐照,产生的热可使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)粉末表面发生软化,从而使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件,其加工效率比超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)常规模压加工高许多倍。

4.多孔膜

将超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)溶解在挥发溶剂中,连续挤出,然后经一个热可逆凝胶/结晶过程,使其成为一种湿润的凝胶膜,蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩,在干燥过程中产生微孔,经双轴拉伸达到zui大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装,也可用作超滤/微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其它方法相比,由此法制备的多孔超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)膜具有*的孔径、强度和厚度等综合性能。

我厂加工超高分子量聚乙烯管材,突破传统粉末热熔加压成型方法,采用特殊的挤出机和特殊设计的模具,将高分子量聚乙烯在高温下连续挤出成型,节省了大量人力物力。

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