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擠出成型的擠出成型

找尋擠出成型技術的產生年代.可能會朔及比較久遠的通心粉和其他食品,制磚和陶瓷制品的擠出法加工。而對於最早將擠出法用於聚合物加工的說法.比較壹致地認為:始於1845年,專利申請人R.Brooman的關於擠出法成型以古塔波膠為包覆層的電線的專利申請。

當時的擠出機是柱塞式的,操作方式由手動到機械式到液壓式,不斷進步,但這壹時期中無論哪種形式,只反映操作的難易程度和人工勞動強度的差異,而生產過程的本質:間歇式,是那壹時期擠出機***同的特點。

到了1879年,英國人M.Gray取得第壹個采用阿基米德螺線式螺桿擠出機專利,同年另壹英國人F.Shaw也研制出螺桿式擠出機,而且在兩年之後,他將自己研制的螺桿式擠出機轉化為產品出售。1880年,美國人J.Royle也開發了壹種螺桿式擠出機。在比較接近的幾年中,湧現出幾種不同類型的擠出機。

最早成批量生產和出售螺桿式擠出機的是德國的機械制造商Paul.Troester。從L892年壹1912年的20年裏,他生產銷售了500多臺螺桿式擠出機。也是這壹制造商,於1935年研制生產了用於熱塑性塑料的擠出機。在此之前,擠出機螺桿長徑比約為3—5,顯然.擠出橡膠不成問題,但對於熱塑性塑料則不可能滿足塑化的要求。這家公司除增大了擠出機螺桿的長徑比,還在加熱方式、加料裝置和傳動裝置方面也做了許多改進;到了1939年,他們把塑料擠出機發展到了壹個新階段,或許可稱為“現代單螺桿擠出機階段”。這壹階段的特征是擠出機采用直接電加熱,空氣冷卻、自動控溫裝置、內襯式料筒和螺桿表面滲氮處理,螺桿長徑比為10,無級變速的傳動裝置等。

自現代單螺桿擠出機出現至今的幾十年裏,可加工的聚合物種類,制品的結構、形式不斷擴大,使得包括擠出成型工藝,成型設備,研究開發新產品、新工藝的手段等全面推進。 擠出成型技術作為聚合物加工技術之壹,是伴隨聚合物加工工業技術的發展而成長的。

20世紀50年代,石油化工的發展使得高分子工業迅速成熟;60年代,塑料、橡膠、化纖三大合成材料的生產向規模化轉變;70年代,世界合成高分子材料在總體積上已超過了金屬材料。聚合物只有通過成型加工才能成為有使用價值的制品。成型加工是高分子材料不可缺少的生產環節。

擠出成型作為聚合物加工工業中的壹項重要技術,是在聚合物樹脂應用工程技術、擠出生產設備研制技術兩方面互相促進,又互相依存而發展起來的。形形色色的擠出產品:早些年的硬PVC管,包覆電線,聚苯乙烯、聚丙烯和ABS片材與板材,聚乙烯吹塑薄膜和塗覆薄膜等,如今的PVC型材,交聯聚乙烯、鋁塑復合、PPR管材,雙向拉伸聚丙烯薄膜,多層***擠復合膜,具有高阻隔性、透氣性、自粘性、熱收縮性、自消性等特殊性能的薄膜,功能母粒與色母粒,發泡制品;運用擠出加工手段制備改性聚合物材料;***混增強、增韌技術,輻射改性技術,納米復合技術,以及其他壹些新型改性技術;各種結構與功能的擠出機及生產線;混煉型螺桿,排氣式擠出機,雙螺桿、多螺桿式擠出機,反應式擠出機,組合式擠出機,適應高分子材料物理與化學特性而建立的成型裝置,具備各種制品所需要的專門功能,能夠實施成型步驟的擠出生產線輔機,以追求操作簡便、控制精確、節能高效,清潔生產的目標而不斷改進的新型設備。

目前,許多產品的擠出成型技術已發展成為包括生產工藝和生產線設備在內的專門化成套技術。制品能夠達到高質量,生產中可獲得良好的經濟效益。雖然擠出成型新的加工方法和理論快速發展的時期已經過去,現在處於壹個較過去水平高得多而在發展上趨於平緩的時期,但在對這些技術的運用中仍可以不斷創新,開發新產品.制造新材料,形成新技術。 與聚合物其他的成型方法相比,擠出成型有許多突出的優點。

(1)生產連續化 可以根據需要生產任意長度的管材、板材、棒材、異型材、薄膜、電纜及單絲等。

(2)生產效率高 擠出機的單機產量較高,如壹臺直徑65mm的擠出機組,生產聚氯乙烯薄膜,年產量可達450t以上。

(3)應用範圍廣 這種加工方法在橡膠、塑料、纖維的加工中都廣為采用,尤其是塑料制品,幾乎是絕大多數熱塑性塑料和壹些熱固性塑料都可以用此法加工。除直接成型制品外.還可用擠出法進行混合、塑化、造粒、著色、坯料成型等,如擠出機與壓延機配合,可生產壓延薄膜;與壓機配合,可生產各種壓制成型件;與吹塑機配合,可生產中空制品。在橡膠制品生產工藝中,將擠出法用於制造胎面、內胎、膠管以及各種復雜斷面形狀制品及空心、實心、包膠等半成品,還可作濾膠、生膠的連續混煉、塑煉及造粒等用途。在石油化工廠中,生產樹脂過程中,可用擠出機擠壓脫除樹脂中的水分,用擠出機完成各種牌號樹脂中助劑、改性劑的混合,完成樹脂的成粒工藝。

(4)壹機多用 壹臺擠出機,能夠加工多種物料和多種制品。只要根據物料性能特點和產品的形狀、尺寸更換不同的螺桿和機頭,就可以生產不同的產品。

(5)設備簡單,投資少 與註塑、壓延相比,擠出設備比較簡單,制造較容易,設備費用較低,安裝調試較方便。設備占地面積較小,對廠房及配套設施要求相對簡單。

以上的優點決定了擠出成型在聚合物加工中的重要地位。完全使用或在工藝中含有擠出過程的塑料制品的生產,約占熱塑性塑料制品總量的壹半。用這種方法成型的產品在農業、建築業、石油化工、機械制造、醫療器械、汽車、電子、航空航天等工業部門都有應用。