聚乙烯塑料管材、管件的挤出技术

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1、聚乙烯塑料管材、管件的挤出技术本文来源联塑管业http://www.liansuguan.com/聚乙烯塑料主要分两大类：高密度聚乙烯HDPE（低压聚乙烯）和低密度聚乙烯LDPE（高压聚乙烯），高密度聚乙烯是乙烯单体在低压状态下共聚而成，故又称作低压聚乙烯，低密度聚乙烯是乙烯单体在高压状态下共聚而成，所以又称作高压聚乙烯。聚乙烯材料的应用非常广阔，管材领域只是聚乙烯应用领域中其中一个重要方面。由于HDPE和LDPE物理性能上存在差异，所以两种材料在管材应用领域上各有不同：低密度聚乙烯（LDPE）具有良好的柔韧性。但是，抗压耐压强度较低，所以只能用于低压力小直径的管材，它经常被制

2、作成盘管而用于农村改水和一些非长期使用的场合。而高压聚乙烯材料由于具有较好的抗压性能，所以HDPE广泛应用于压力管领域（比如给水、供气、城市排水等）。70年代末，欧美某些化学企业也相继推出了新型的聚乙烯材料MDPE，MDPE的应用尚在推广阶段，这几种材料在给水管领域的应用比例如下（以欧洲国家的应用为例）近年来，国际标准ISO4427-1996根据管材的最小要求强度（MRS）将管材用聚乙烯材料分为PE32、PE63、PE80、PE100。也就是说：PE80通俗解释就是：该材料管材在20℃，连续受压50年不破坏，管壁承受最小要求强度是：8。0Mpa，如此类推。在塑料管发展的初期，聚

3、乙烯压力管材的使用是远小于聚氯乙烯，其主要原因是受到成本的约束，在早期，聚乙烯管材料主要是PE63，高性能、高强度的聚乙烯管材尚未开发成功，而使用PE63以下的管材料，在同样的压力和直径下，聚乙烯管的管壁比聚氯乙烯管厚一倍以上。所以其制造成本远比PVC高，而且只能用在低压下小直径领域。同样是直径Φ200，同样是1Mpa压力等级，PE63管材壁厚是18。2毫米，而UPVC的管材壁厚是8。7毫米，也就是说，PE63的管材重量是UPVC管材的1。42倍，所以在制造材料成本上，PE63与UPVC相比，在材料成本上无法抗衡。随着HDPE新材料、新技术的出现，这种成本（重量）上的差异发生了

4、很大的变化，随着第二代聚乙烯管材料（相当于PE80）和第三代聚乙烯管材料（相当于PE100）的出现，在同样直径Φ200同样压力等级及条件下，相同长度的PE的聚乙烯管材重量只是UPVC管材的0。93。所以，第二代和第三代的聚乙烯管材料不仅显著地提高了PE的最小要求强度，而且也提高了抗环境应力开裂性能，而且具有显著的抗裂缝快速增长能力，更重要的是在同样使和压力下可以减少壁厚，增加输送截面，（例如在10巴压力下输送水，Φ200直径的PE100聚乙烯管比Φ20PE80的聚乙烯管壁厚可以减少33%，输送截面增加16%）。而在同样壁厚下增加所用的压力，提高输送能力（例如：在同样壁厚下输送天

5、然气，使用PE100的聚乙烯管输送压力可以达到10巴，用PE80聚乙烯管输送压力只能达到4巴），随着聚乙烯技术的改进、经济效益是显著的，最近有报道说，第四代聚乙烯管材料PE125已经开发成功，由此可以预测，更大直径，更具经济性的聚乙烯压力管道更具有广阔的使用领域。PE管材的挤出设备聚乙烯管材生产线包括挤出主机，管材模头定型装置、定型模具、冷却装置、牵引装置、切割装置、收集装置等部分。联塑机器在聚乙烯管材挤出领域，一直以高速生产高品质的管材为发展方向，对Φ110mm以下的管材生产技术而言，生产速度和生产稳定性显得非常重要，而对Φ110mm以上规格的管材生产技术来说，质量的保证和生

6、产的稳定性和设备的可靠性是最重要的，纵观目前国内企业对大口径（Φ250以上）高压力等级（壁厚较大）的聚乙烯管材的生产技术尚处在起步阶段，对很多企业来说，以高速生产高品质的大口径聚乙烯管材无疑是一个最新的课题。挤出机聚乙烯管材挤出生产线的重要核心之一，就是挤出机。对于聚乙烯管材的加工，最广泛使用的主机都是单螺杆挤出机。单螺杆挤出机是一种已有几十年发展历史的机种，对国内很多企业来说，单螺杆挤出机设计还是运用传统的设计理论为依据，因此，这类型的单螺杆挤出机存在以下缺陷：低扭矩、低挤出量高混炼与稳定挤出相冲突高产量依赖于大直径的螺杆因此，传统的单螺杆挤出机只能满足PE63以下材料的加工

7、，由于挤出量的限制，生产大口径高压力等级的PE管材比较困难，如果生产Φ400、PN0。8的PE管材，使用传统的机型，必须选择螺杆直径Φ200MM以上的单螺杆主机，这样就增加了设备的加工难度，更重要的是产量/功率的比例就显是太低、耗能太大。因此，为了达到最佳的熔体质量与制品质量，不断提高生产效率，高品质的单螺杆挤出机必须满足下列的要求：高扭矩、以保证高挤出量合理的螺杆直径，极高的挤出量理想的混炼效果，稳定的高挤出量严格控制剪切作用，以获得理想的物料温度，防止由于降解与交联导致材料性能的变化较大