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基于拉伸流变的UHMWPE熔融挤出过程及其结构与性

更新时间:2020-09-25 02:34

  

  超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种职能优秀的热塑性工程塑料,具有抗打击性、耐磨性、自润滑性、耐低温性、化学惰性、生物相容性、耐应力开裂性和卫生无毒等优异职能,正在生物医学、微电子、化工板滞等高新科技界限以及粮食加工、物料输送、纺织等行业中取得越来越通俗的操纵。然而,极大的分子量、极长的分子链和高度汇集的物理缠结使UHMWPE具有极高的熔体粘度,熔体滚动性极差,加上其极低的临界剪切速度,使UHMWPE的成型加工相当困穷,不行采用向例的荟萃物成型加工配备直接举行成型加工,极大地限度它的操纵和扩大。UHMWPE正在螺杆挤出成型经过中,物料容易打滑而造成料塞,坐蓐效力极低,纵使采用UHMWPE专用螺杆举行挤出也要增添适量加工流变助剂举行辅助,其坐蓐效力照旧万分低,可睹古板的加工设施及修设不行有用地处理UHMWPE的加工困难。本文率先将基于拉伸流变的高分子资料成型加工新设施和新理念操纵于UHMWPE的成型加工,采用以体积拉伸形变为主导的偏幸转子挤出机对UHMWPE举行挤出加工,探索了UHMWPE体积脉动挤出加工经过和体积拉伸形变功用下UHMWPE的熔融塑化经过及机理,并研究了UHMWPE体积脉动挤出物的样子和布局及其影响成分,为完毕纯UHMWPE连结高效的工业坐蓐供给新思绪及外面依照,对厚实UHMWPE的熔融塑化和成型加工外面具有要紧的学术代价。本文采用以体积拉伸形变为主导的偏幸转子挤出机,正在不增添任何加工助剂的条件下,初次完毕了UHMWPE高效的熔融塑化和挤出加工经过,对付480万分子量的UHMWPE,正在转速为125 r/min时的挤生产量为48 kg/h,到达平凡PE的挤出坐蓐效力,有用处理了纯UHMWPE正在螺杆挤出加工经过中坐蓐效力低的困难。偏幸转子挤出机对UHMWPE具有高效的熔融塑化功用,挤出机转速抢先100 r/min时UHMWPE的熔融塑化效率杰出,且物料的分子量对熔融塑化效率的影响很小,结果剖明,挤出加工经过中,偏幸转子的体积拉伸形变功用和滚压功用迫使UHMWPE物料体积连结产生热烈转折,深化了UHMWPE的传质传热经过,使正本处于“芯”部的未熔融物料更亲密热源,从而加快UHMWPE的熔融历程。另外,UHMWPE物料正在挤出经过中经受连结的拉伸形变功用而形成原位成纤景色,进一步降低了传质传热的效力,有利于UHMWPE的高效熔融塑化。基于拉伸流变的挤出加工经过能很好地连结UHMWPE的分子量,通过偏幸转子挤出机加工后的UHMWPE物料,其流变职能、热职能和力学职能与原料的不同不大,剖明通过加工的物料的分子量未产生彰着转折。UHMWPE熔体正在体积挤出成型经过中受到拉伸、剪切、粘滑效应和分子链形变恢复等功用时容易产生变形或破碎,因为UHMWPE的熔体滚动性很差、浮松光阴很长,被破碎的熔体从新造成连结的熔体必要较长的缓冲光阴。偏幸转子挤出经过是一个高效的短流程挤出成型经过,UHMWPE物料正在偏幸转子中的停止光阴较短,加工流变助剂和较小分子量荟萃物的出席加剧了UHMWPE正在体积脉动挤出经过中的熔体破碎景色,使其正在较低挤出速率下仍难以连结成型,而未增添助剂或第二组分荟萃物时,增大口模的长径比可正在较高挤出速率下获取皮相平整的UHMWPE挤出物,连接针对UHMWPE的熔体性情开采专用模头可高效挤出皮相质料较好的成品。

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