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1、塑料配料与捏合课程任务报告书任务二挤出成型制备PE管材高分子111 第 一 组 项目负责人：何刈 项目组成员: 董琴、石鑫、吕旭东、李成功 起止时间 ：2013.03.52013.03.13 指导老师 ：王 燕 绵阳职业技术学院材料工程系 2012-2013 学年第 2 学期塑料配料与捏合课程任务书班级 高分子111 部门（组） 任务 2 一、任务题目：挤出成型制备PE管材二、任务内容和要求：（1）内容及要求：内容：1、设计挤出PE管材配方；2、PE管材成型工艺.要求：1、准备原材料，并根据要求设计合理的配方；2、设备3、工艺流程及工艺参数4、制品后处理；5、设备清理及维护。（2）任务报告要求
2、任务报告要求：包括封面、任务书、目录、前言、正文、总结（收获体会）、参考文献、字号大小字体格式（除封面外，其他页中，大标题用三号加粗。小标题用加粗小四号；内容用小四。字体统一为宋体）指导老师：王燕目录前言11、PE管材配方的实例以及各种助剂的用途22、PE的物理性能33、PE成型性能34、挤出机类型的选择45、挤出工艺56、工艺流程及其参数57、制品的缺陷68、制品的应用范围6挤出成型制备PE管材前言：塑料成型加工的塑料成型加工方法有很多种，如挤出成型、注塑成型、压延成型、吹塑成型、中空成型、发泡成型等了。其中挤出成型在塑料成型工艺工业中应用最早，并占有重要的地位。在我国塑料加工业中，几乎一半
3、的塑料制品是通过挤出成型来完成的。本报告主要是介绍一些挤出成型制备管材的配方实例、PE的物理性能、PE的成型特性、机械的选择以及成型工艺等等。从这份报告中可以清曦的了解PE的加工性能（熔点、吸湿性、降解温度、分子链柔性、成型收缩率）,挤出机的选用(一般都是单螺杆、直通式)，机筒温度的控制以及常见制品的缺陷等等。挤出PE管材应用很广泛，在农业、建筑也、日常生活中等都有很广的应用。为了生产出高质量的产品，应严格遵守挤出机操作规程，同时对挤出机要进行维护和保养。总而言之，就是希望这份报告对挤出管材配方的设计有所帮助。1、 配方实例1.1超白PE硬管配方PE树脂100轻质碳酸钙8.0三盐基硫酸盐2.0
4、硬质酸丁酯2.0硬质硫酸铅2.0硬脂酸0.4聚乙烯蜡0.4钛白粉1.0增白剂适量1.2各种助剂的功能三盐基硫酸盐是稳定助剂，起稳定作用；硬质硫酸铅盐是稳定助剂，起稳定作用；聚乙烯蜡是润滑剂，起润滑作用；增白剂是染色剂，将制品染白；硬脂酸丁酯，硬脂酸都是酯类稳定剂；钛白粉和轻质碳酸钙都是填充剂，同时也有增白的作用。2、PE物理性能聚乙烯是高分子有机化合物，密度在092096克厘米3之间。它不溶于水，吸水性很小，就是对一些化学溶剂，如甲苯、醋酸等，也只有在70以上温度时才略有溶解但是微粒状的聚乙烯，可以在1540之间随温度的变化熔化或凝固，温度升高时熔化，吸收热量；温度降低时凝固，放出热量。又因为
5、它吸水量很小，不易潮湿，有绝缘性能，因此是很好的建筑材料。3、PE成型性能1）PE为结晶性原料吸湿性极小，不超过0.01，因此在加工前无需干干燥处理。 2）PE分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。3）PE的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，LDPE收缩率为1.22%左右，HDPE收缩率在1.5%左右。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。4）PE的结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。5）PE的熔点不高，但比热容
6、较大，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，故要求塑化装置要有较大的加热功率，以便提高生产效率。6）PE的软化温度范围较小，且熔体易氧化，因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触，以免降低塑件质量。7）PE制件质地较软，且易脱模，因此当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。8）PE熔体的非牛顿性不明显，剪切速率的改变对粘度的影响较小，PE熔体粘度受温度的影响也较小。9）PE熔体的冷却速度较慢，因此必须充分冷却。模具应该有较好的冷却系统。若PE熔体在注射时采用直接进料口进料，易增大应力和产生搜索不均匀及方向性明显的增大变形，因此应注意选择进料口参数。11）PE的成型温度较宽，在流动状态下，温度的少许波动对
7、注塑成型没有影响。12）PE的热稳定性较好，一般在300度以下无明显的分解现象，对质量没什么影响。4、挤出机类型的选择聚乙烯管材挤出可用单螺杆或双螺杆挤出机成型，螺杆结构最好用渐变型，有时也可用通用型。喷嘴采用直通式。（选用的是单螺杆挤出机，其直径为90mm）1） 单螺杆挤出机的组成: 单螺杆挤出机主要由传动系统、加料系统、塑化系统、加热与冷却系统、控制系统等组成。2） 通常将螺杆分为加料段，熔融段，计量段A,加料段（送料段）是指物料进入机筒至物料开始呈现熔融状态这一段。B,熔融段（压缩段）是指螺杆中部的一段，即从物料开始熔融到完全熔融。C，计量段（均化段）即是螺杆的最后一段。3） 挤出系统是
8、最主要的系统，它由料筒、螺杆、多孔板和过滤网组成。4） 挤出机的辅助设备5、挤出工艺1）原料的准备原料本身的吸湿性差，一般不需要干燥，但当原料水分含量超过0.1时,必须进行干燥。即在7080的热风环中干燥23h。原料的着色方法，用浮染法或加入色母料，按比例加入粒料中，均匀混合搅拌。2）工艺条件应注意以下方面a）PE的熔体流动性极好，流动性对压力极敏感，成型时因高压注射，料温均匀。不宜用直接浇口，防止收缩不均匀，内应力大。b）PE的热容量大，但成型加工温度却较低，成型加工温度主要取决于相对分子质量、密度和结晶度。LDPE在180左右，HDPE在220左右，最高成型温度不超过280。c）熔融状态下
9、，PE具有氧化倾向，因而成型加工中应尽量减少熔体与空气接触，以及在高温下的停留时间。d)PE的熔体粘度对剪切速率敏感，随剪切速率的增大下降的较多。当剪切速率超过临界温度值后，易出现熔体破裂等流动缺陷。e）制品的结果取决于成型加工对冷却速率的控制。无论采取快速冷却还是缓慢冷却，应尽量使制品各个部分冷却速率均匀一致，以免产生内应力，降低制品的力学性能。f）收缩范围和收缩值大（一般成型收缩率为1.55.0），方向性明显，易翘曲变形，冷却速度宜慢，模具应有冷却料穴。6、工艺流程及其工艺参数1）工艺流程：原料+色母料混合真空上料原料干燥单螺杆挤出机四色线挤出机定径套喷淋真空定型箱喷淋冷却水箱色带印字机履
10、带式牵引机行星切割机管材堆放架成品检测包装 2)参数：挤出管材的工艺参数主要包括温度、螺杆转速、冷却定径、牵引速度等。a)温度的控制 挤出成型所需要控制的温度是是机筒温度、机颈温度、口模温度。PE管材挤出成型温度的控制原料机身温度机颈温度/口模温度/后部中部前部低密度聚乙烯90100100140140160140160140160高密度聚乙烯100120120140160180160180160180管材挤出温度参照如下工艺温度。既： a下料段温度控制在60-120范围内； b.料筒温度控制在180-200范围内； c机头温度控制在190-210范围内； d.口模温度控制在200-220范围内
11、；e. 熔体温度一般不得超过200f停机后重新升温开机，应分段加热；第一段将各区温度设置在与工艺温度相差50-60，满值后稳定60min进行第二段加热，将各区温度设置在工艺温度范围，满值后稳定30min。b)螺杆转速 螺杆转速提高，挤出量增加，从而提高产量，但容易产生塑化不良。它与螺杆结构和所加工的材料、产品的形状和辅机的冷却速度而定。扭矩不得高于85%我国挤出机推荐转速范围螺杆直径mm30456590120150200螺杆转速r/min201201710215901272848742530在这里选用的螺杆直径为90mm，因此螺杆转速为1272r/min。c)牵引速度 牵引速度与挤出速度相匹配
12、。7、制品的缺陷：常见制品缺陷有表面无光泽、管材表面有鱼眼、管材厚度不均匀、管材弯曲、管材内壁有气泡凹坑等等。为了得到光泽性，光滑、厚度均匀的制品，在成型时要注意树脂的颗粒、设备干净整洁、控制好口模温度、要使口模心模同心等等。8、应用范围市政工程。可用于排水、排污管;建筑工程。用于建筑物雨水管、地下排水管、排污管、通风管等;电气电信工程。可用为各种动力电缆的保护管。铁路、公路通信。用为通信电缆、光缆的保护管;工业。广泛用于化工、医药、环抱等行业的排污水管;农业、园地工程。用于农田、果园、茶园以及林带排灌;道路工程。用作铁路、高速公路的渗、排水管;矿场。可做矿井通风、送水排水管;开孔的双壁HDPE管材可作盐碱地高速公路的渗水排水管;高尔夫球场、足球场工程。用于高尔夫球场、足球场的渗水排水管; 用语各种行业的排水、排污管。如大型码头、港口工程、机场工程。
