Инновации в области технологий экструдеров

Традиционные экструдеры и производственные линии Китая постепенно становятся популярными на международном рынке благодаря своей превосходной экономической эффективности. В то же время Китай непрерывно внедряет инновации в области передовых технологий экструзии и разрабатывает множество новых продуктов экструзии. Технология прецизионной экструзии отвечает требованиям высокоточной обработки
Шестеренчатый насос для расплава
Прецизионное экструзионное формование может устранить необходимость в последующих методах обработки, лучше удовлетворить потребности применения продукта и в то же время достичь цели снижения материальных затрат и улучшения качества продукта. В настоящее время для удовлетворения потребностей точной прямой экструзии пластиковых изделий на рынок было выведено множество зрелых технологий, и одним из важных средств являются шестеренные насосы для расплава полимеров. Эта технология широко используется в производственных линиях, таких как химические волокна, пленки, профили, трубы, пластины, кабели, композитная экструзия и грануляция.
После многих лет систематических исследований насосов для расплава, Научно-исследовательский институт машиностроения для резины и пластмасс Пекинского университета химических технологий успешно завершил серийную разработку и исследование насосов для расплава пластмасс. Теперь он может проектировать и производить такие продукты насосов для расплава пластмасс, как 28/28 (межосевое расстояние/ширина зуба), 56/56, 70/70, 90/90 и т. д. Максимальная разница давления на входе и выходе может достигать 30 МПа, что может удовлетворить требования различных объемов производства и было применено на практике с хорошими результатами. Научно-исследовательский институт машиностроения для резины и пластмасс Пекинского университета химических технологий спроектировал и разработал экструдер с интегрированным шестеренчатым насосом 115 путем углубленного исследования экструдера с интегрированным шестеренчатым насосом.
Шестеренчатые насосы также приносят большую пользу прецизионному формованию в резиновой промышленности. Чтобы удовлетворить внутренний спрос на шестеренные насосы для расплава резины, Пекинский химико-технологический университет также сотрудничал с Пекинским институтом авиационной техники и Hangzhou Chaoyang Rubber Co., Ltd., чтобы совместно разработать два типа шестеренных насосов для расплава резины, XCP150/100 и XCP120/90. Этот блок имеет идеальные рабочие характеристики, гарантируя, что объем экструзии линейно связан со скоростью шестеренного насоса, что позволяет достичь точного контроля выхода и улучшить размерную точность продукта.
Технология многослойной совместной экструзии совершенствуется и развивается
Технология многослойных композитов использует материалы со средними и высокими барьерными свойствами для композита с другими упаковочными материалами и объединяет высокие барьерные свойства барьерных материалов с дешевыми или специальными механическими, термическими и другими свойствами других материалов для достижения определенных функциональных потребностей. Структурная конструкция соэкструдированных композитных пленок постепенно требует, чтобы она могла систематически достигать идеального состояния интеграции функций, технологий, затрат, защиты окружающей среды, безопасности и вторичной обработки, чтобы максимизировать возможности композитных слоев и стать одной из технологий, используемых поставщиками. Технология соэкструзии и выдувного формования семислойной композитной пленки компании Guangdong Jinming Plastic Equipment Co., Ltd. может рассматриваться как типичный пример развития Китая в этой области.
Ключевые технологии, принятые в установке для выдувного формования семислойной композитной пленки, включают: две короткие и одну длинную систему пластифицирующей экструзии с переменным шагом, программное обеспечение для инженерного анализа для оптимизации конструкции устройства пластификации, вызванной вибрацией, плоскую клапанную головку добавления и наклонную клапанную головку добавления, технологию внутреннего охлаждения и технологию охлаждения отрицательным давлением с двойным впуском воздуха, многокомпонентную невесомую дозировочную подачу, систему точного контроля толщины пленки в режиме реального времени, компьютерную централизованную систему автоматического управления и технологию управления шиной (CANOPEN) и т. д. [2]
По мере увеличения количества слоев технология производства пленок, которые адаптируются к специальным функциям, также является одной из горячих точек развития рынка. Компания Guangdong Shicheng Company спроектировала и изготовила линию по производству литья экологически чистой пленки с древесным зерном из полипропилена шириной 3150 мм. Производственная мощность этой производственной линии превышает 800 кг/ч. Шнек спроектирован как высокоскоростной режущий, смешивающий и высокоэффективный пластифицирующий шнек. Клиенты могут напрямую использовать высоконаполненный порошок карбоната кальция и неорганический пигментный тонер, тем самым экономя дорогостоящие затраты на сырье. Помимо производства экологически чистой пленки с древесным зерном из полипропилена, вся линия также может гибко переключаться на производство других продуктов для расширения ассортимента продукции клиента. В ходе пробного производственного процесса компании Shicheng Company была произведена не только красивая пленка с древесным зерном из полипропилена, но также были произведены пленка CPP, пленка канцелярских принадлежностей из полипропилена и лист канцелярских принадлежностей из полипропилена.
Инновационная технология трехшнекового компаундирования
Параллельные со-вращающиеся двухшнековые экструдеры используются для производственных линий компаундирования и гранулирования. После более чем 20 лет быстрого развития технология стала достаточно зрелой. С другой стороны, традиционные экструдеры с взаимозацепляющимися дисками и возвратно-поступательными шнеками удовлетворяют потребности компаундирования с высоким наполнением, и степень индустриализации продолжает улучшаться.
Хаотичное смешивание высокоэффективных полимерных упаковочных материалов
Проект «Исследование и разработка ключевого оборудования и технологий для высокопроизводительных полимерных упаковочных материалов на основе хаотического смешивания», совместно реализуемый компанией Huilong Company и Южно-Китайским технологическим университетом, прошел оценку научно-технических достижений Департамента науки и технологий провинции Гуандун и выиграл национальную «Вторую премию за научно-технический прогресс в 2007 году» [Сертификат №: 2007-257]. Проект «Экструдер с низким потреблением энергии хаотического типа смешивания с конвекционным шнеком с многогранной канавкой» имеет номинальную мощность 0,17 кВт/кг/ч, что составляет всего половину национального стандарта 0,32 кВт/кг/ч, при этом обеспечивается значительная экономия энергии. Общая технология и продукция достигли международного передового уровня.
1Используя метод реологического моделирования и объединяя его с микрореологической моделью, которая управляет морфологической эволюцией полимерных материалов, моделируется, имитируется и анализируется поле течения при экструзионной обработке полимерных материалов и морфологическая эволюция смесей и нанокомпозитов. В частности, теоретические исследования плавления, смешивания и течения расплава в экструдере раскрывают механизм того, как улучшить производительность плавления и смешивания и снизить потребление энергии.
2. На основании приведенных выше теоретических исследований разработанный экструдер с низким энергопотреблением хаотического смешивания принципиально существенно отличается от экструдеров, обычно используемых в стране и за рубежом: последний подвергается классическому процессу плавления Мэддока и сдвиговому перемешиванию, и его эффекты плавления и смешивания плохие; первый производит дисперсное плавление и хаотическое перемешивание, а сдвиговое тепло, выделяемое материалом, меньше тепловой энергии, необходимой для его плавления, что может предотвратить перегрев материала и потерю энергии в процессе плавления и смешивания и имеет значительный энергосберегающий эффект. Проверка на месте, проведенная Станцией надзора и инспекции качества механической продукции Технического надзора провинции Гуандун, показывает, что номинальная удельная мощность (т. е. удельное потребление) экструдера составляет 0.17 кВт/кг/ч, что на 0.15 кВт/кг/ч ниже указанного значения [0.32 кВт/кг/ч] национального стандарта механической промышленности JB/T 8061-96. Сравнение с экструдерами двух иностранных компаний (Davis Standard Company из США и Sumitomo Heavy Industries Modern Company из Японии), представляющих на сегодняшний день самый высокий уровень экструзионного компаундирования в мире, показывает, что экструдер, разработанный в этом достижении, имеет самую высокую производительность экструзии и оснащен самой низкой мощностью двигателя. Экструдер также имеет преимущества низкой температуры расплава экструзии (ниже на 10-20 градусов) и сильной приспособляемости материала.
⑶ На основе приведенного выше макроскопического моделирования поля потока и микроскопического теоретического исследования морфологической эволюции в сочетании с разработанным экструдером с хаотическим смешением и низким потреблением энергии были систематически изучены морфологическая эволюция, состояние дисперсии и макроскопические свойства полимерных смесей (особенно тех, у которых отношение вязкости намного больше 1) и нанокомпозитов (особенно тех, у которых в качестве матрицы используются неполярные материалы, такие как полиолефины), доказав, что экструдер с хаотическим смешением может улучшить производительность обработки и снизить потребление энергии при обработке, особенно обеспечиваемые им эффекты растяжения и складывания способствуют формированию высокодисперсных, тонколистовых, интеркалированных или отслаивающихся морфологий, что в определенной степени решает проблему легкой агломерации наночастиц при обработке полимерных материалов и значительно улучшает барьерные и механические свойства упаковочных изделий.
(4) Предварительно покрытая пленка EVA производится путем экструзии с использованием экструдера с низким потреблением энергии хаотичного смешивания. По сравнению с обычным методом растворения EVA в токсичных растворителях и нанесения его на подложку, выбросы токсичных органических растворителей и их загрязнение окружающей среды и вред для человеческого организма исключаются; кроме того, адгезионные характеристики между экструдированной пленкой и композитной подложкой значительно улучшаются, реализуя «зеленый композитный процесс без усилителя адгезии».