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分析:柱塞法PE-XE管材生產速度的提高方法

時間:2011/4/4 17:14:34 來源:北京化工大學

  柱塞法生產PE-XE管材的優點是單臺設備投資小,生產工藝簡單,無需后續交聯等等。但這一生產方法又有一最重要的缺點就是生產效率低,即單管生產線速度極低。螺桿法塑料管材生產單管線速度可達到20米/分以上,但柱塞法PE-XE管材生產單管線速度一般不超過1.5米/分。

  重點分析制約PE-XE生產線速度的因素并提出提高生產速度的解決方案。

  柱塞法PE-XE生產線速度工作原理柱塞法沖壓法擠出PE-XE管材生產線的關鍵技術是利用曲柄連桿機構將曲柄連續的旋轉運動轉換為柱塞間歇的上下往復運動;柱塞將原料間歇地沖壓進流道內,經結構優化后的流道又將間歇進入的固態原料轉換為連續擠出的粘彈態PE-XE管材型坯。

  這一過程與螺桿擠出機工作原理有很大不同。

  第一,螺桿擠出機中工作元件螺桿是作連續的旋轉運動,而柱塞法擠出的工作元件柱塞是做往復運動,連續旋轉運動可以很高的轉速平穩工作,而往復運動的運動速度越快其震動越大。

  第二,PE-XE熔體粘度非常高,這是必須采用往復運動擠壓的原因,如此高的熔體在流動時其流動速度受到限制。

  第三,PE-XE熔體在口模內必須停留足夠的時間,才能使過氧過物分解并與PE完成交聯反應。影響生產速度的因素分析上述三條中第一條要對RAM主機進行優化設計以達到最佳生產條件。柱塞推料的速度與柱塞活動的頻率和行程成正比關系。通常來說,頻率越高,行程越大,推料量越大。但這兩項的提高也會使設備的震動增大。經優化設計和實際生產檢驗其優化值為,頻率4-8次/s,行程30-40毫米。

  PE-XE熔體粘度可供改變的參數很少,通過原料配方調整可作出一定的改善,但可通過改善熔體與模具表面的摩擦性能來提高生產速度。第三條是最值得進行研究的一個課題。這一條不解決,上兩條改善的再好也不能大幅度提高產量。要使PE-XE管材徹底完成交聯反應后離開模具,一要在模具內停留足夠的時間,二要有足夠的溫度,三交聯機的份數要恰當。而模具溫度是有限制的,不可能升到分解以上的溫度。

  提高生產速度的解決方案通過以上分析可以得到的三個提高柱塞沖壓PE-XE管材產量的有效方案:優化柱塞的行程和頻率;加入添加劑,改善熔體與模具的摩擦性能;適度提高模具溫度,加長口模和芯棒長度。經過以上優化后,20×1.9的管材生產速度可以達到1.8米/分以上。
 




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