发泡材料挤出

《发泡材料挤出》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划发泡材料挤出　　PE挤出低发泡材料研究　　当口模温度为170℃左右、螺杆转速为55r/min～64r／min时，熔体的黏度、弹性适合发泡；而当每100gPE中，AC用量为2g，DCP用量为g～g，ZnO+Zn(St)2用量为2g时，可以得到外观光滑、手感好、泡孔细密的PE低发泡材料.　　材料：高密度聚乙烯HDPE，工业品；低密度聚乙烯LDPE，工业品；偶氮二甲酰胺AC，工业品；过氧化二异丙苯DCP，化学纯；最重要的要求是发泡要稳定、泡孔小而细腻、均匀。更详细材料联系南京塑泰南京李工，发泡塑料改性专家。　　对于挤出PE发泡材料，加工温度直接影响熔体的粘弹性和泡沫的稳定性.首先在混炼时，混炼温度须低于交联剂DCP的分解温度，否则DCP一旦分解发生交联反应，将影响PE挤出的顺利进行.因此交联剂、发泡剂应最后加入，且辊温应低于130℃．挤出温度的控制如下：自料斗至口模第一段130℃～140℃；　　第二段140℃～150℃目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　摘要采用化学交联、化学发泡法挤出了低发泡PE棒材.研究发现，当口模温度为170℃左右、螺杆转速为55r/min～64r／min时，熔体的黏度、弹性适合发泡；而当每100gPE中，AC用量为2g，DCP用量为g～g，ZnO+Zn(St)2用量为2g时，可以得到外观光滑、手感好、泡孔细密的PE低发泡材料.　　关键词挤压；发泡剂；交联　　0引言　　聚乙烯(PE)泡沫塑料具有优异的物理、化学和力学性能，它的低发泡制品质轻、耐腐蚀、隔热、绝缘，具有一定的韧性，可进行钉、锯等机械性加工，广泛用于化工、建筑等领域.近年来装饰市场对化学建材需求的增长，给泡沫材料的开发提供了很好的机遇.PE泡沫的成型工艺分为化学发泡法和物理发泡法.物理发泡法需专用输送物理发泡剂的设备，或增加很繁琐的工艺，成本较高.化学发泡法又分化学交联和辐射交联，而辐射交联也需很昂贵的辐照设备，投资很大；化学交联生产PE发泡制品多见于模压法生产，生产不连续，制品应用受到很大限制.鉴于此，笔者对PE挤出化学交联发泡工艺及助剂进行了初步的探讨.　　1实验　　原料与设备　　高密度聚乙烯HDPE，工业品；低密度聚乙烯LDPE，工业品；偶氮二甲酰胺AC，工业品；过氧化二异丙苯DCP，化学纯；氧化锌ZnO，硬酯酸锌Zn(St)2，碳酸钙等均为工业品.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　SK－160B双辊炼塑机，上海橡胶机械厂；LSJ120转矩流变仪,上海轻机模具厂；其他实验仪器自制.　　工艺流程　　性能测试　　密度测定按GB1033－70进行；用肉眼观测发泡样条的外观及泡孔结构.　　2结果与讨论　　工艺条件对泡沫性能的影响　　温度对于挤出PE发泡材料，加工温度直接影响熔体的粘弹性和泡沫的稳定性.首先在混炼时，混炼温度须低于交联剂DCP的分解温度，否则DCP一旦分解发生交联反应，将影响PE挤出的顺利进行.因此交联剂、发泡剂应最后加入，且辊温应低于130℃．　　挤出温度的控制如下：自料斗至口模第一段130℃～140℃；第二段140℃～150℃；第目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　三段165℃～175℃；口模160℃～170℃.其中口模温度的控制是关键，口模温度对发泡制品的密度影响如图1.从图1可看出，随着口模温度的提高，制品密度呈下降趋势，当口模温度超过180℃时，制品表面毛糙，发泡出现不均匀大孔，密度有上升趋势，说明熔体弹性变差，(转载于:写论文网:发泡材料挤出)气泡破裂，气体散失.当口模温度太低时，发泡剂分解不均匀，也不会得到均匀、密度较低的发泡制品.因此，在挤出发泡过程中，要求熔体的流变行为、发泡剂的分解和PE的交联作用相适应.温度过高，熔体的黏度太低，弹性变差，气泡不易保持而导致破裂，表面毛糙，因此口模温度在170℃左右为宜.　　图1口模温度与制品密度的关系　　螺杆转速PE的熔体黏度对压力的敏感性较大，螺杆转速决定了熔体的剪切压力大小，即PE熔体的黏度直接受螺杆转速的影响，也即螺杆转速影响PE发泡材料的性能.提高螺杆转速，黏度下降.若螺杆转速过高，发泡剂分解后气体不易保持，易产生气泡破裂、表面毛糙的现象；相反，若转速过低，生产效率太低，且气泡会有大孔现象，发泡不均匀.因此，转速的控制应合理.在相同配方、相同工艺条件下，只改变螺杆转速得出结果如表1所示.从表1看出，随着螺杆转速的提高，制品的密度降低，当转速超过64r／min以后，密度又会增加，表面略粗糙，泡孔结构不均匀，说明螺杆转速过高过低对PE低发泡均不利，适合的转速范围应在55r／min～64r／min.　　表1螺杆轩速对制品性能的影响　　配方对泡沫材料性能的影响目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　LDPE和HDPE的比例LDPE本身带有支链，结晶度低，大分子间自由体积较大，从而使分子链具有良好的柔顺性，发泡制品柔软性高，不适宜制低发泡制品.HDPE用来制备发泡材料具有可发性好、泡沫软硬可调等优点，但是由于其分子链规整性好，结晶度高，熔融黏度迅速下降，对发泡不利，且发泡后的制品强度、刚性很低.为了弥补其缺点，采用两种共混的发泡基体，适当交联后，延缓熔体黏度下降的速度，改善发泡条件，实验中考查了LDPE和HDPE的不同配比对发泡效果的影响，见表2.从表2看出，随着LDPE含量的下降，发泡制品的密度下降，泡孔均匀细小，但是当LDPE配比　　少于10时，泡孔结构不均匀，密度有所增加，因此LDPE和HDPE的最佳配比为20∶80.　　表2LDPE和HDPE配比对发泡效果的影响　　发泡剂含量对制品密度的影响目前常用的化学发泡剂是偶氮二甲酰氨即发泡剂AC，由于它的发气量大，无毒无味，无污染，且其分解的残渣对制品性能没有太大影响，因此常选用AC作为化学发泡制品的发泡剂.AC用量的大小，决定发气量，直接影响制品的密度.发泡剂用量与制品密度的关系如图2.从图2看出，每100gPE中发泡剂AC用量为2g时，制品的密度最小；当AC用量超过2g以后，发气量太大，以致气泡破裂，气体逸出，制品密度反而上升.　　图2发泡剂用量对制品密度的影响目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　发泡助剂对发泡效果的影响单纯AC的分解温度在210℃左右，而PE的熔点为120℃～130℃.PE是结晶型塑料，接近熔点时的黏度随温度的升高而急剧下降，发泡气体易于逃逸，不易保持.加入一定的交联剂使PE产生交联，黏度提高.交联后，黏度随温度的变化不再急剧下降，从而在比较宽的温度范围内获得适合发泡的黏度条件，提高泡沫的稳定性，见图3.采用过氧化二异丙苯DCP为交联剂，它的分解温度为170℃左右，在聚乙烯的加工温度范围之内，交联剂用量对制品密度的影响见图4.　　图3交联与否对PE熔融性能的影响　　(a)无交联PE(b)交联PE　　图4交联剂用量对制品密度的影响　　由图4可知，每100gPE中交联剂用量g时，制品的密度也较高，这是因为交联的程度过大，熔体黏度增大，气体不能均匀地分散其中，而是呈大泡状逃逸，使发泡倍率降低，密度增大.因此每100gPE中DCP的适宜用量为g～g.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　为了降低发泡剂的分解温度，使其与PE的加工温度、交联剂的分解温度相适应，还应加入发泡剂的活化剂即助发泡剂.应用证明,ZnO和Zn(St)2是AC发泡剂的活化剂，两者协同可以使AC的分解温度明显降低，与PE挤出温度相适应.此外，ZnO和Zn(St)2二者来源丰富，价格便宜.同时，ZnO是延长PE泡沫塑料使用寿命的紫外线屏蔽剂，Zn(St)2是热稳定剂和润滑剂，且二者无毒，是理想的助发泡剂，以ZnO为主，Zn(St)2协同，二者配合比例为ZnO∶Zn(St)2＝3∶1.二者的混合用量对发泡材料性能的影响见表3.从表3看出，助发泡剂对泡孔结构影响很大，随着其用量的增加，泡孔逐渐减小，密度降低，当每100gPE中用量超过g时，密度又会增大，泡孔直经变大，泡孔开始破裂，材料表面粗糙，回弹性不好，泡沫收缩厉害.这主要是由于ZnO既是AC分解的活化剂，又是发泡剂的成核剂，当含有ZnO的助剂用量合适时，ZnO使AC的分解速度正常，并成为良好的成核剂.在成核点处，聚乙烯熔体的温度、黏度适宜，熔体温度适中，能将AC分解的气体均匀地包裹在成核点处，表现为泡孔大小均匀、致密；当助剂用量过大时，使AC分解加剧，在产生大量气体的同时，放出大量的热，使得成核点处的熔体温度升高，熔体黏度急剧下降，强度降低，表面粗糙，因此每100gPE中助发泡剂的适宜用量为2g左右.　　表3助发泡剂用量对发泡材料性质的影响　　3结论　　采用化学发泡法挤出PE低发泡材料是可行的，温度、螺杆转速的控制至关重要，　　当口模温度为170℃左右，螺杆转速55r/min～64r／min时，可以使得熔体的黏度、弹性适合发泡.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　发泡剂、交联剂、助发泡剂协调熔体的黏弹性和发泡的速率，每100gPE中AC用量为2g，DCP用量为g～g，ZnO+Zn(St)2用量为2g时，可以得到外观光滑、手感好、泡孔细密的PE低发泡材料，可以在装饰、建材等行业应用，前景广阔.作者单位：胡英鹏　　发泡材料　　一、发泡材料行业范畴　　高分子发泡材料属于新材料行业，由国家发展与改革委员会承担主要的行业管理与监督职能，具有制定行业政策，提供技术改造指导等职能。行业引导及服务职能由中国复合材料工业协会承担，行业协会主要负责技术指导与交流，供求关系调查，装备与原材料情况调研，经济评价与调研，协调行业内企业关系等方面。　　二、发泡材料分类　　发泡材料常见的3中分类：　　按硬度分类可分为软质、硬质和半硬质3类。　　按密度分类分为低发泡泡沫材料、中发泡泡沫材料和高发泡泡沫料。　　按泡孔结构分类可分为开孔泡沫材料和闭孔泡沫材料。所含有的泡孔绝大多数相互连通的泡沫材料称为开孔泡沫材料。所含有的孔绝大多数互不连通的泡沫材料称为闭孔泡沫材料。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　1、软质发泡材料包括发泡橡胶和发泡塑料，由塑料和橡胶加入催化剂、发泡剂等通过物理发泡或者交联发泡工艺制备而成的。软质发泡材料具有缓冲、吸音、吸震、保温、过滤等特性。能够广泛用于电子产品、家电、汽车、体育休闲等领域，是一种新型高分子材料。　　塑料软质发泡产品主要包括聚氨酯、聚苯乙烯和聚烯烃三大类。聚氨酯产品中含有加工残留的异氰酸酯等对人体有害的物质，并无法回收利用，所以逐渐被取代。聚苯乙烯不腐烂、难回收，成为“白色垃圾”。联合国环保组织决定XX年起全球范围内停止生产和使用PS发泡材料。　　聚烯烃软质发泡材料包括PP、PVC、PE、EVA等发泡材料。其中PE和EVA的发泡材料应用最为广泛。PE具有原料丰富、性价比高、优良的耐热性、耐化学腐蚀性、易回收等特点；EVA具有良好的缓冲、抗震、隔热、防潮、抗化学腐蚀、无毒、不吸水等优点。　　软质发泡材料的下游市场包括：体育用品、电子、精密仪器、家电、汽车等领域。软质发泡材料在体育用品中主要利用其缓冲和抗震的特性，主要产品　　有鞋垫、鞋底、护垫、护膝、护腕、健身器材的手握套等。在电子、家电和精密仪器行业中主要是作为缓冲材料、密封材料、隔音材料、包装材料及保温材料使用。比如：笔记本电脑键盘垫片，麦克风周围，摩擦垫片等，起到防尘、吸收冲击、防止杂音等作用。汽车制造业中的保温、防水、抗震、隔音、内饰等多为软质发泡材料。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　2、结构泡沫材料主要有PVC、PET、PMI、SAN、PEI、PI、PUR等种类。目前PVC、PET两种材质的结构泡沫材料应用最为广泛。　　结构泡沫材料主要作为夹层结构的芯材使用，用于替代Balsa木和蜂窝板。其性能稳定、抗疲劳性能好，防水防霉变。结构泡沫材料应用于夹芯结构中可以大大增加力学性能，但几乎不增加重量。满足了风力发电机叶片、轨道交通车辆、船舶、飞机、建筑节能等应用领域对材料低密度、高强度的要求。　　在风力发电中，现在兆瓦级叶片采用的芯材都是PVC结构泡沫材料，占体积的85%，但是占叶片比重小。采购价格占原材料的三分之一，增加了刚度，降低了质量，减少了压力，降低了成本。　　在航空领域中，具有高力学性能和抗疲劳性能的结构泡沫材料制成的复合夹芯材料主要运用于飞机的中央翼、外翼、垂尾、平尾、机身地板梁及后承压框等。一是使结构一体化程度变高，二是减少了部件数，缩短了总装时间等；是飞机的机重降低了10%-40%，结构设计成本降低了15%-30%。　　在船舶工业中，结构泡沫材料主要用于船体、甲板和防水壁。具有低密度、隔音、抗冲击等特性。　　在轨道交通车辆中，结构泡沫材料主要运用在结构底板、车顶、侧板、车尾部等部位。就有隔音、保温、降低营运成本和节能环保等优势。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　在建筑中，结构泡沫材料制成的建筑板材，具有施工方便、隔音、保温、阻燃、耐腐蚀等多项特点，是新材料和传统材料的结合，目前已在国际上得到推广。　　三、发泡材料市场情况　　1、软质发泡材料　　我国的模压塑料发泡材料行业是20世纪80年代开始起步的，主要是日本和台湾地区的企业在大陆设立的独资或者合资企业生产。20世纪90年代，国内的企业逐渐掌握了塑料模压发泡技术，开始大规模生产。　　图一是XX年-XX年中国塑料软质发泡市场规模，图二是逐　　年的增长率情况。　　yield(hundredbillionyuan)year　　从数据分析，XX年和XX年因为受到全球经济危机的影响，软质发泡塑料的规模增长率有所减缓，但是并没有影响整个行业的发展。XX年后又出现了高速发展的势头，XX年整个行业的产业规模将达到亿元。　　常州天晟新材料股份有限公司年产发泡塑料60000立方米，发泡橡胶18000立法米；常州三和塑胶有限公司年产发泡塑料55000立方米；泉州三盛橡塑发泡鞋材有限公司年产发泡橡胶XX00立方米；泉州至和织造有限公司年产发泡橡胶5010吨。　　2、结构泡沫材料目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　图三是XX年-XX年全球结构泡沫材料市场需求量变化图。预计市场需求会持续稳步增加。　　80　　70　　60　　50　　Yield(t)40　　30　　20　　10　　Year　　瑞典戴铂公司和瑞士阿瑞克斯公司是全球最大的结构泡沫材料的生产商，瑞典戴铂公司占有%的市场份额，其在昆山的公司年产量达到26500吨；而瑞士阿瑞克斯公司占有%的市场份额，其在国内公司的产量为13000吨。常州天晟新材料股份有限公司可以年产3000吨。XX年有固瑞特公司开始试生产。　　由于结构泡沫材料的高端市场定位，加之高投入和高技术含量，使得很少有企业涉足这一领域，导致结构泡沫材料将持续供不应求的现状，两大巨头垄断这一行业的现状也仍将继续。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　但是在国内，下游企业和产业的飞速发展，比如风力发电、轨道交通系统、航空航天系统及建筑环保等产业，将进一步刺激本行业的发展，但是供不应求的现状在短期内仍得不到改善，供需缺口仍然很大。　　经过统计计算推测，XX年后每年风力发电行业对结构泡沫材料的需求量达到15000吨；动车列车对结构泡沫材料的需求达到600吨；轨道交通系统对结构泡沫材料的需求达到1500吨，船舶工业对结构泡沫材料的需求将逐步达到700吨，航空工业对结构泡沫材料的需求将逐步达到400吨。建筑行业对结构泡沫材料的需求将逐步达到6000吨。总体推测XX年，国内结构泡沫材料的需求将达到25000吨。可以看出结构泡沫材料的市场在逐步增大。　　四、发泡材料入行情况分析　　发泡材料对产品的质量和稳定性要求高，研发设计要求高，设备资金投入大。主要障碍集中在：　　1、技术壁垒：高分子发泡材料的开发需要丰富的高分子发泡经验和相关理论基础，目前的公司都对技术进行封锁。　　2、人才壁垒：高分子发泡材料的生产技术涉及了材料学、精细化工、合成力学、高分子加工工艺学等多方面的知识，具有丰富的研发设计生产经验的人很少，原有企业经过多年花费高成本培养了专业技术人才，新进入的企业很难在人员上满足发展要求。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　3、产品测试和检测壁垒：高分子发泡材料对性能要求较高，所以原有企业对于产品检测指标和检测方法实施封锁，导致新进企业无法完整的对所试生产的产品进行性能和结构检测，并建立完善的产品质量检测体系。　　其他还包括设备和资金问题，认证壁垒，行业内缺少统一的检测标准等方面。主要有利因素为：国家产业政策的支持；市场需求量大；我国高分子加工设备制造能力稳步提高。　　发泡材料的发展趋势是：一是发掘新的发泡高分子原材料，提高现有的发泡材料的性能，并降低成本；二是开发功能化的发泡材料，比如高保温、高隔热、导电性等性能；三是开发环境友好的新型发泡材料，四是优化成形加工方法和技术，表面改性处理。　　五、主要的发泡材料　　1、聚乙烯发泡材料　　XPE又称架桥发泡棉，是一种新型环保材料，无毒、无味、隔音、吸音、隔热、焚烧时对大气无污染，回弹力好，可随意调整软硬度和厚度，重量轻等特点，是其他发泡棉类材料无可取代的，可热压成型，也可生产阻燃型。　　用途：　　A）各种运动器具：如头盔，护具，冲浪板，滑雪靴，溜冰鞋，地垫，登山包，运动包。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　B）汽车内饰：如车顶蓬，车门内侧，仪表四周，车灯内垫片，车装音响。汽车脚垫XPE等。该泡棉具有良好的可塑性，再加上其隔热，吸音，柔软与缓冲的特性，是目前先进国家车辆内装饰首选材料。　　C）日用品领域：文具，工具，医疗器械，化妆品的外包装和照相机音响的保护材料。也可用做箱包的内衬材料和家电，精密仪器，贵重物品等的防震包装和内衬材料。可全方位应用于运动鞋，功能鞋的衬材当中。　　D）空调制冷领域：其隔热性和优良的成型性能也可做空调内任意成型的形状，且外形美观，性能优越。如空调保温管，隔热异形件等。　　E）建筑隔热防水领域等。　　F）工业垫片及工业特种胶粘制品。　　高发泡包装材料　　EPE(聚乙烯)发泡包装材料是采用LDPE高压低密度聚乙烯树脂作为主要原料，经加热塑化，加入丁烷发泡剂，挤出发泡成型而制得制品，其生产发泡过目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。