反应挤出成型工艺与应用
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铝合金挤出成型工艺铝合金挤出成型工艺是一种常用的金属加工方法,通过挤压加工铝合金材料,可以制造出各种形状复杂的铝合金制品。
在工业生产中,铝合金挤出成型技术被广泛应用于汽车、航空航天、建筑、电子等领域。
本文将深入探讨铝合金挤出成型工艺的原理、应用及发展趋势。
1.铝合金挤出成型的原理及过程详解铝合金挤出成型,是一种将加热后的铝合金坯料通过压力作用,使其进入模具中,并在模具的形状引导下,产生塑性变形,最终获得所需截面形状和尺寸的加工方法。
在挤压过程中,铝合金坯料在模具内受到一定压力的作用,从而产生塑性流动,使其顺利地填充模具,形成所需的产品形状和尺寸。
此过程涵盖了加热、压力施加、塑性变形、冷却等多个环节,对工艺参数和设备要求较高。
2.铝合金挤出成型的优势及重要性铝合金挤出成型相较于其他加工方法,具有显著的优势。
首先,该方法能够生产出具有高精度和高复杂度的产品,满足各种客户需求,具有较强的市场竞争力。
其次,铝合金挤出成型可以提高材料利用率,减少废料产生,有利于节约资源和保护环境,降低生产成本。
此外,该方法还能够在提高产品质量和降低生产成本方面取得明显成效,有助于企业提高经济效益。
3.铝合金挤出成型在国内外的发展现状及趋势随着我国经济的快速发展,铝合金挤出成型技术在航空航天、交通运输、建筑、电子等领域得到广泛应用。
近年来,我国铝合金挤出成型技术取得了显著的进步,不仅实现了高速、高效、高精度的生产,还大幅提高了材料利用率。
在国际市场上,铝合金挤出成型技术也备受关注,各国纷纷加大研发力度,以期在激烈的市场竞争中占得先机。
4.铝合金挤出成型技术的发展方向及挑战未来,铝合金挤出成型技术的发展方向将主要包括以下几个方面:提高生产效率,降低能耗;提高产品精度,实现精细化生产;研发新型模具材料,提高模具寿命;发展绿色制造,减少废弃物产生。
然而,在技术发展过程中,铝合金挤出成型面临着一系列挑战,如设备研发、工艺优化、环保要求等。
反应挤出是以单螺杆或双螺杆挤出机的机筒作为化学反应器进行单体聚合或对聚合物改性的一种新型工艺技术,它和反应注射成型一起构成了反应性聚合物加工的主要内容,反应挤出和反应注射成型已成为聚合物合成与加工的研究热点[1]。
反应挤出类型可分为本体聚合、接枝反应、链接共聚物形成反应、偶联/交联反应、可控降解反应及功能化改性等6类,它可使粘度为10~10000Pa·s的物料在挤出机中完成聚合反应,其特性为易于喂料,且使物料具有极好的分散、分布性能;温度、停留时间分布可控;反应可在压力下进行;可连续加工;易于脱除未反应单体和低分子副产物[2-8]。
笔者主要就催化剂的选择、脱水时间和温度、配方的优化及反应挤出工艺进行了深入研究,制备了具有较好力学性能的尼龙6材料。
1基本原理尼龙6反应挤出技术原理为:在催化剂(促使产生己内酰胺阴离子)及助催化剂(促进生成聚合反应增长中心)存在下,使己内酰胺的阴离子聚合反应可在几分钟内以90%~95%的转化率生成相对分子质量较高的尼龙6,这与反应时间长达10h的水解聚合过程形成鲜明对比[9]。
首先使己内酰胺与碱反应生成己内酰胺阴离子,己内酰胺又与异氰酸酯生成己内酰胺异氰酸酯,随后己内酰胺阴离子进攻己内酰胺异氰酸酯,并发生开环反应,生成另一个活性阴离子,己内酰胺与活性阴离子反应生成活性己内酰胺异氰酸酯,以实现链增长,接着又被己内酰胺阴离子进攻而开环,这样不断循环,最终得到所需相对分子质量的聚合物。
在己内酰胺与碱反应生成己内酰胺阴离子的同时有水生成,必须脱除这部分水,否则聚合反应难以进行。
由己内酰胺转化为尼龙6的反应是一个放热反应,聚合热焓约为125kJ/kg。
2工艺流程尼龙6的反应挤出工艺流程为:己内酰胺熔化后,加入一定量的碱进行脱水,然后与催化剂一起进入双螺杆挤出机进行反应挤出,经拉条、水冷、风冷、切粒、萃取、干燥得到成品。
本实验前处理系统主要设备包括反应釜、缓冲罐、真空泵、主计量泵、辅计量泵、导热油循环泵、混合槽、高位槽等,见图1。
挤出成型是一种常见的塑料加工工艺,广泛应用于塑料制品、管材、板材、薄膜等的生产。
这个过程通过将熔融的塑料材料挤压通过模具,形成所需的截面形状,然后通过冷却和固化使其保持所需的形状。
下面将详细探讨挤出成型的工艺过程及其应用。
### 1. **原料准备和预处理:**挤出成型的第一步是准备原料。
通常,塑料颗粒或颗粒状的原材料被用作挤出的起点。
这些原材料在挤出之前通常需要进行预处理,以确保它们在挤出过程中能够达到理想的熔融性和流动性。
预处理可能包括干燥、混合、添加颜料或其他添加剂,以调整塑料的性质。
### 2. **塑料熔融:**准备好的原料被送入挤出机的料斗中。
在挤出机中,原料经过加热和熔融,最终形成一个粘稠的熔融塑料。
这个过程通常涉及到一个螺杆,通过旋转将原料从进料区域推送到熔融区域。
螺杆的设计和形状可以影响熔融的均匀性和速度。
### 3. **模具设计和选择:**挤出成型的模具通常由金属制成,其截面形状决定了最终产品的形状。
模具的设计需要考虑到材料的流动性、冷却需求以及最终产品的规格。
对于不同的产品,可能需要使用不同的模具。
### 4. **挤出过程:**熔融塑料通过螺杆被挤压到模具中,形成与模具截面相匹配的产品。
挤出机通常包括一组温度控制系统,以确保塑料保持在适当的熔融状态。
挤出的过程可以是单层或多层的,具体取决于产品的要求。
在挤出过程中,可以通过挤出机上的一些装置,如冷却装置和拉伸装置,来调整最终产品的性质。
### 5. **冷却和固化:**一旦挤出的塑料通过模具,它会进入到冷却区域。
在这里,通过空气、水或其他冷却介质对熔融的塑料进行冷却。
冷却的速度和方式会影响最终产品的结晶结构和性能。
一些复杂的挤出产品可能需要通过冷却和拉伸来调整其物理性质,以确保其符合要求。
### 6. **切割和处理:**一旦产品冷却并达到足够的硬度,它可以被切割成所需的长度。
有些产品可能需要进一步的处理,如切边、打孔、表面处理等。
挤出工艺应用哪些材料成型挤出工艺是一种常见的制造工艺,广泛应用于塑料、金属、橡胶等材料的加工成型领域。
在挤出工艺中,通过加热和压力将原料推入挤出机的螺杆中,然后经过模具挤压成型,最终得到所需的制品。
挤出工艺不仅具有高效、高速的加工特点,而且可以生产出形状复杂、精度高的制品。
下面将介绍挤出工艺常用的材料及其应用。
塑料材料塑料是挤出工艺中最常用的材料之一,主要包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。
这些塑料材料具有良好的可塑性和耐腐蚀性,可以满足不同工业领域的需求。
例如,聚乙烯常用于生产管材、薄膜等产品;聚丙烯适用于制作胶带、瓶盖等产品;聚氯乙烯广泛用于制作门窗、管道等制品。
金属材料金属材料在挤出工艺中也有重要的应用,如铝、铜、钢等金属均可以通过挤出工艺进行成型。
金属材料的挤出加工可以提高材料的强度和硬度,同时实现精密成型。
铝挤压制品在汽车、建筑等行业有着广泛的应用,如汽车车身构件、建筑门窗框架等;铜挤压制品常用于电气领域,如电线接线端子等。
橡胶材料挤出工艺也适用于橡胶材料的成型。
橡胶材料具有良好的弹性和密封性,在挤出工艺中可以生产各种密封件、管件等产品。
常见的橡胶材料包括丁晴橡胶、氯丁橡胶、丙烯橡胶等。
丁晴橡胶常用于制作密封圈、O型圈等密封件;氯丁橡胶适用于生产橡胶输送带、橡胶管件等产品。
其他材料除了上述常见的塑料、金属、橡胶材料外,挤出工艺还可以应用于其他材料的成型,如陶瓷、玻璃纤维等。
陶瓷材料通过挤出工艺可以实现复杂形状的成型,广泛用于陶瓷制品制造;玻璃纤维挤出制品在建筑、船舶等领域有着重要的应用,如玻璃钢管道、船体结构件等。
在挤出工艺的应用过程中,不同的材料具有不同的特性和要求,需要选用合适的挤出机、模具和工艺参数来实现高效的生产。
通过合理选择和应用材料,可以满足不同产品的制造需求,推动挤出工艺在各行业的发展和应用。
总的来说,挤出工艺在材料成型中具有重要的地位,通过不断优化工艺和材料选择,可以实现对各类材料的高效成型,满足市场的需求,并促进制造业的发展。
挤出成型的原理和工艺流程
挤出成型是一种常见的塑料加工工艺,通过将加热熔化的塑料挤压至模具中,使其快速冷却凝固并形成所需产品。
本文将介绍挤出成型的原理和工艺流程。
原理
挤出成型的原理基于塑料的热塑性特性,塑料在一定温度下能够熔化并具有流动性。
在挤出机中,塑料颗粒被加热熔化成为熔体,然后通过螺杆将熔体加压,推动熔体流经模具口向外挤出。
随着熔体在模具中迅速冷却,最终形成固化的塑料制品。
工艺流程
1.塑料颗粒加料:首先将塑料颗粒放入挤出机的料斗中,经过加热系统加热,使其
熔化成为熔体。
2.挤出过程:熔化的塑料经过螺杆的推动,被压入模头中,经过交变的高压和高温
使得熔体形成流态,流经挤出模的成型孔。
3.冷却固化:熔体在挤出口挤压而出后,迅速接触冷却水或风冷,使其迅速冷却凝
固。
4.切割成型:冷却后的塑料制品经过切割装置,按照所需长度进行切割,最终形成
成型的塑料制品。
工艺优势
挤出成型具有以下优点:
•高效率:生产速度快,生产成本相对较低。
•适用性广泛:可以加工各种形状和规格的塑料制品。
•制品质量稳定:产品表面光滑,尺寸精确。
•生产自动化程度高:无需过多人工干预,生产稳定可靠。
应用领域
挤出成型广泛应用于塑料制品生产行业,如管道、板材、型材、薄膜、包装材料等领域。
其高效率、高质量的特点使其成为塑料制品生产中不可或缺的一环。
总的来说,挤出成型作为一种常见的塑料加工工艺,通过简单高效的操作流程,可以生产出质量稳定的塑料制品,在工业生产中发挥着重要作用。
尼龙的反应挤出1、反应挤出概述反应挤出是近20年来迅速发展起来的高新技术,它应用于现有聚合物的功能化、聚合物制备、材料的高性能化改性等领域,是高分子材料反应加工学科的重要组成部分。
反应挤出是以单螺杆或双螺杆挤出机的机筒作为化学反应器进行单体聚合或对聚合物改性的一种新型工艺技术。
具体地讲,它具有利用挤出机处理高粘度聚合物的独特功能,对挤出机螺杆螺筒上的各个区段进行独立的温度控制、物料停留时间控制和剪切强度控制,使物料在各个区段传输过程中,完成固体输送、增压熔融、物料混合、熔体加压、化学反应、排除副产物和未反应单体、熔体输送和泵出成型等一系列化工基本单元操作,因此它是理想的高粘度物料熔态反应方法。
与传统方法相比,反应性挤出在经济性和效率性等诸方面均具有优势。
(1)可连续大规模进行生产,生产效率高;反应原料形态可以多样化,对原料有较大的选择余地;产品转型快,一条生产线就可以进行小批量、多品种产品的生产(2)易于实现自动化,可方便准确地进行物料温度控制、物料停留反应时间控制和剪切强度控制;未反应单体和副产物在机器内熔化状态下可以很容易地除去,节省能源和物耗;不使用溶剂,没有三废污染问题。
(3)要求的生产厂房面积小,因而工业生产投资少,操作工人数量要求少,劳动条件和生产环境好(4)产品的成本低,但产品的技术含量高,利润高。
(5)在控制产品化学结构的同时还可以控制材料的微观形态结构(6)反应物料除了直混外,还有一定的背混能力;物料始终处于传质传热的动态过程,螺杆使熔融物形成薄层,并且不断更新表面,这样有利于热交换、物质传递,从而能迅速精确地完成预定的变化,或很方便地除去熔体中的杂质;同时螺杆具有自清洁能力,使物料停留时间短,因而产品的质量好。
尽管反应挤出技术有上述优点,但也存在以下缺点。
(1)技术难度大:不但要进行配方和工艺条件的研究,而且要针对不同的反应设计所需的新型反应挤出机,研发资金投人大,时间长,没有几年时间难以弄明白。
挤出成型的工艺过程
挤出成型是一种常见的制造工艺,广泛应用于塑料、橡胶、金属等材料的加工领域。
该工艺通过将加热后的原料在挤出机中经过加压挤出,使其通过模具形成所需的截面形状。
下面将详细介绍挤出成型的工艺过程。
首先,挤出成型的原料通常以颗粒或粉末的形式投入到挤出机的料斗中。
这些原料在料斗中受热,经过融化或塑化处理,变成可挤出的熔融状态。
在挤出机的作用下,熔融原料通过螺杆挤出装置被压缩、加热并传送到模具处。
其次,挤出机内的螺杆有助于将原料加热、压缩和注入到模具中。
螺杆会根据设定的参数以恒定的速度旋转,推动熔融原料向前挤出。
同时,在挤出过程中,原料会受到一定的加工压力和温度控制,以确保挤出体材料的一致性。
接着,当熔融原料通过挤出机的模具口部挤出时,原料会根据模具的设计形成与模具截面相同的截面形状。
挤出后的原料会开始逐渐冷却和固化,在这个过程中,可以通过额外的冷却装置或风扇来加快原料的冷却速度,以保证制品形状的精确度和表面质量。
最后,挤出成型后的产品会进入切割或后续处理阶段。
通常会根据需要采取不同的加工方式,比如切割、挤出成型成型、穿孔等操作,以得到最终所需的产品形态。
这些后续处理操作也可以进一步改善产品的质量和型态。
总的来说,挤出成型工艺是一种高效、经济且广泛应用的技术,它为生产各种形状和尺寸的制品提供了便利。
只要控制好原料的质量、挤出机的工艺参数及模具设计,挤出成型可以获得高质量和一致性的成型制品。
希望通过本文对挤出成型工艺过程的介绍,读者能够更加深入地了解这一制造领域的重要技术。
1。
催化剂挤出成型方法摘要:一、引言二、催化剂挤出成型方法概述1.催化剂的作用2.挤出成型原理3.催化剂挤出成型方法的优势三、催化剂挤出成型过程1.催化剂制备2.原料选择与处理3.挤出成型设备4.挤出成型工艺参数四、催化剂挤出成型应用领域1.环保行业2.化工行业3.能源行业五、催化剂挤出成型技术的未来发展1.技术创新2.行业竞争格局3.市场前景预测六、结论正文:一、引言随着科技的不断发展,催化剂在各领域中的应用日益广泛。
催化剂挤出成型方法作为一种高效、绿色的制备工艺,逐渐成为研究热点。
本文将从催化剂挤出成型方法的概述、过程、应用领域及未来发展等方面进行论述,以期为相关领域提供有益参考。
二、催化剂挤出成型方法概述1.催化剂的作用催化剂作为一种能够在化学反应中降低活化能的物质,可以促进反应速率,提高反应选择性。
在众多催化剂中,挤出成型方法具有优异的性能,因此受到广泛关注。
2.挤出成型原理挤出成型是指将催化剂原料通过挤出机进行高温高压处理,使其形成具有一定形状和性能的制品。
这种方法具有生产效率高、能耗低、设备投资少等优点。
3.催化剂挤出成型方法的优势与传统制备方法相比,催化剂挤出成型方法具有以下优势:(1)高效:挤出成型可以在较短时间内完成大量催化剂制备,提高生产效率。
(2)节能:挤出成型过程中,能耗较低,有利于实现绿色生产。
(3)设备投资低:与传统制备方法相比,挤出成型设备投资较少,降低生产成本。
三、催化剂挤出成型过程1.催化剂制备根据不同催化剂的类型和性能要求,选择合适的制备方法,如溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
2.原料选择与处理选择具有良好催化性能的原料,并进行适当的预处理,如干燥、破碎、筛选等,以满足挤出成型要求。
3.挤出成型设备选用具有较高性能的挤出机,如双螺杆挤出机、单螺杆挤出机等,确保催化剂制品的质量和性能。
4.挤出成型工艺参数合理调整挤出成型过程中的关键参数,如温度、压力、速度等,以获得理想的催化剂制品。
反应挤出成型工艺与应用摘要:本文详细叙述了聚合物反应挤出的国内外发展背景与现状、反应挤出的概述及成性原理。
并阐述了反应挤出成型的应用,如聚合物合金的制备、接枝、偶联/交联、降解等方面。
根据反应挤出成型工艺的成果展望了它的未来发展趋势。
关键词:聚合物反应挤出设备原理应用发展前言反应挤出是20世纪60年代后期才兴起的一种新技术,因其能使聚合物多样化、功能化、生产连续化、工艺操作简单经济而越来越受到重视。
由于反应性挤出加工技术具有投资少,简化生产过程,可连续且小批量生产等优点,已成为国内外竞赛开发的热点。
德国Achen大学的W . Menges、美国Akron大学的James . L. White及英国Brumel大学的P . R . Homsky等人分别在1986年和1994年的文献中较全面地剖析了尼龙-6双螺杆反应挤出合成中各种加工参数及条件因素之间的影响情况,将反应挤出尼龙-6的研究开发工作推向新的热点。
美国青年科学家Waymouth通过控制聚烯烃的微观结构,利用连续反应成型技术,直接由丙烯单体制备了热塑性弹性体纤维。
美国Bodolus. C. L报道了在存有充油丁睛橡胶时,丙烯酸酯与丙烯睛在挤出机中的共聚反应,制得的共聚物的冲击强度比一般丙烯酸酯—丙烯睛共聚物高10倍。
在国内,反应性挤出加工也广泛地应用在聚合物合金的制备、接枝、偶联/交联、降解等方面。
1、反应挤出概述所谓反应挤出,是把挤出机作为连续化的微背混式柱塞流反应器,使欲反应的混合物在熔融挤出过程中同时完成指定的化学反应。
具体地讲,它具有利用挤出机处理高粘度聚合物的独特功能,对挤出机螺杆料筒上的各个区域进行独立的温度控制、物料停留时间控制和剪切强度控制,使物料在各个区域传输过程中完成固体输送、增压熔融、物料混合、熔体加压、化学反应、排除副产物和未反应单体、熔体输送和泵出成型等一系列化工基本单元操作,因此它是理想的高粘度聚合物熔融态反应方法。
2、反应挤出的成型工艺原理反应挤出是以螺杆和料筒组成的塑化挤压系统作为连续反应器,将欲反应的各种原料组分,如单体、引发剂、聚合物、助剂等一次或分次由相同的或不同的加料口加入到螺杆中,在螺杆转动下实现各原料之间的混合、输送、塑化、反应和从口模挤出的过程。
传统挤出过程一般以聚合物为原料,通过外加热量和螺杆转动过程中施加给物料的剪切摩擦热将其熔融并混合均匀,然后经口模挤出、模具造型、脱模冷却后得到制品。
其挤出过程是物料由固态→(晶态或玻璃态)→液态(粘流态)→固态(结晶态或玻璃态)的以物理变化为主的过程。
而反应挤出中存在着化学变化,如单体之问间的缩聚、加成、开环形成聚合物的聚合反应,聚合物与单体之问的接枝反应,聚合物之问的交联反应等。
聚合物在反应过程或者在聚合物合成过程中反应体系的粘度往往越来越高。
实践证明,当聚合物粘度在10一1 000 Pa . s时,聚合物原料在传统反应器中已不能进行聚合反应,需要进行稀释以降低其粘度。
反应挤出却可以在此高粘度下实现聚合反应。
其主要原因为螺杆和料筒组成的塑化挤出系统能将聚合物熔融后降低粘度,并利用螺杆转动使之混合均匀,从而把聚合物的化学反应与挤出加工有机地结合成一个完整连续的过程。
3、反应挤出成型设备3.1单螺杆挤出机单螺杆挤出机的混炼效果及容量不及双螺杆挤出机,但其设备价格低、投资小,因此应用极为广泛。
普通的3段式单螺杆挤出机螺杆分为加料段、熔融段和均化段,不能满足反应挤出的需要。
吴大鸣等对传统的3段式单螺杆挤出机进行了设计改造,在螺杆上加设反应段。
反应段螺槽比均化段要深,这样就增加了熔体的停留时问,提高了原料的反应程度。
3.2双螺杆挤出机双螺杆挤出机具有两大功能,一是以混炼、塑化、改性为主;二是用于反应挤出。
双螺杆反应挤出机作为一种连续加工的反应器,初始物料从料斗加入,在螺杆的作用下输送、混合、剪切、反应、传热、脱挥、造粒或模塑成型。
双螺杆反应挤出机由于料筒上的2个孔相通,物料相互窜流而具有非常优异的分布混合特性。
3.3螺杆一线式电磁动态塑化挤出机螺杆一线式电磁动态塑化挤出机的每一阶均有独立的驱动系统和加热冷却系统。
第一阶为多螺杆挤出机,聚合物由于主、副螺杆的相互啮合产生捏合挤压与混合,同时在振动力场作用下,啮合区间隙随时间周期性变化,经定量加料系统进入的物料被螺杆间的运动拉入压延间隙,实现动态压延混合,而且瞬时变化的剪切速率和压力产生耗散热能,因此物料被快速熔融和混炼,各组分之问的相互扩散加强,参与反应的物质充分均匀混合,反应进行得更加彻底。
第二阶为单螺杆挤出机,在振动力场作用下使聚合物进一步熔融和塑化,实现低温挤出。
通过调节各阶的转速、温度、压力、频率和振幅,可以达到控制化学反应过程、反应产物结构与性能的目的,突破了控制预聚物或聚合物混合混炼过程及停留时间分布不可控的难点,解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递的平衡问题,实现反应产物产量与质量的良好协同,从而得到性能更加优异的制品。
4、反应挤出的应用4.1聚合物合金的制备聚合物合金是由两种或两种以上的聚合物材料构成的复合体系。
它可以改进原有聚合物材料的性能或形成具有崭新性能的聚合物材料。
聚合物合金各组分之问的相容性问题是决定其性能优劣的关键。
利用反应挤出设备将不相容或相容性较差的聚合物材料进行反应共挤出可以有效地解决其相容性问题。
一种方法是通过螺杆高速剪切引起聚合物降解或加入引发剂使一些聚合物分了上引入自由基,这些自由基可以与其它聚合物形成化学键,从而有效地改善共混体系之问的界面,达到相容的目的。
另一种方法是挤出时通过在聚合物分了上引入活性基团来提高共混组分的相容性。
聚丙烯(PP)与尼龙6 (PA6)的相容性较差,Long Yu等合成出增容剂PP接枝马来酸酐(PPGmah)并将其与PP及PA6进行反应共挤出。
经分析检测发现,增容剂PP-gMA H在反应挤出时其MAH基团与PA6形成化学键,而它本身又与PP具有很好的相容性,从而将相容性差的两相有效地连接起来。
4.2聚合物的接枝通过反应性挤出,在极性聚合物分子链上接枝极性官能团,可赋予产品一些特殊的性能,接枝产品在工程塑料、复合材料等方面有着广泛的应用,因此王益龙等深入研究了聚乙烯的反应性挤出接枝。
他们先进行了反应性挤出粉碎聚乙烯接枝马来酸酐 (MA )的研究,在高速混合机中,均匀混合HDPE粉料、马来酸酐和过氧化二异丙苯(DCP,然后在单螺杆挤出机中,在1800C下熔融挤出反应,得到了PE接枝MA (PE-MA)样品,研究了产物的接枝率Gx 随DCP或MA用量的变化,得出了熔融指数高的HDPE有利于接枝反应的结论。
但因马来酸酐毒性大,沸点低(2020C)限制了其接枝产品的应用,王益龙等在随后的研究中开发了新的极性反应单体—丁二醇偶联的马来酸二丁酯(低偶联马来酸酐,LCME)。
反应性挤出得到PE-LCME的接枝率随PE的型号、不同DCP的浓度而呈规律性变化,龙文保等将反应性挤出技术运用于制造硅烷交联聚乙烯热收缩管取得了成功。
在聚乙烯硅熔融接枝反应挤出过程中,先后发生:引发剂过氧化二异丙苯分解反应;游离基引发聚乙烯形成聚乙烯游离基反应;不饱和硅烷接枝聚乙烯反应,引发剂用量存在某一极限值,在引发剂浓度没有超过极限值时,提高反应挤出温度可以促进接枝反应,获得更高的凝胶含量。
同时,提高反应挤出温度还可以降低聚乙烯接枝粘度,削弱熔体破裂现象,在保证挤出管材质量的前提下提高产量,管材在190 ~ 2300C下反应挤出,由反应挤出成型的可交联聚乙烯管材,在水和催化剂作用下,先后发生聚乙烯硅烷接枝体的水解反应,和水解所得硅醇基团的综合脱水反应(交联),交联时问控制在8一12h。
4.3偶联/交联反应偶联/交联反应包括单个聚合物大分子与缩合剂、多官能团偶联剂或交联剂的反应,通过链的增长或支化来提高相对分子质量,或通过交联增加熔体粘度。
常见的偶联/交联反应主要为由聚酯、PA与多环氧化物的反应及动态硫化制备热塑性弹性体。
聚烯烃[如聚乙烯(PE )、PP]具有优异的电绝缘性、憎水性、耐化学药品性、低温性、延展性、透明性及低成本和良好加工性。
但耐高温性差却是其最大的缺点。
通过反应挤出制备交联PE(PE-X)和交联PP (PP-X)是提高其耐热性、力学性能和耐化学药品性的重要方法。
青岛大学的杨淑静等通过双螺杆挤出机采用一步法硅烷接枝交联技术制得了热成型性和发泡性能良好的高熔体强度PP(HM SPP )其方法是在催化剂存在条件下,使硅烷接枝与交联在反应挤出过程中同时进行和完成而制得具有硅烷接枝并部分交联结构的HM SPP,该HM SPP具有良好的热成型性和发泡性能。
4.4可控降解反应反应挤出技术可用于控制聚合物的相对分子质量分布,特别是用于聚烯烃的可控降解。
经过降解后的聚烯烃相对分子质量分布变窄。
1966年,研究者用反应挤出加工方法在过氧化物存在下使PP在双螺杆挤出机中于2300C、转速10r/min.物料停留时问约为1 min的操作条件下降解,最终产物的比浓粘度较低。
在EXXON公司的研究工作中,将PP在空气存在下进行挤出得到了流变性可控的PP 产物,并用特制的单螺杆挤出机升高或降低挤出机温度,分别制得粘度较低或较高的材料。
熔体粘度较低、分子质量分布窄、分子质量小的即可满足高速纺丝、薄膜挤出、薄壁注塑制品的要求。
反应挤出加工技术已被Eastman Kodak公司用于降低在纤维生产中使用的PET的特性粘度。
除聚酯外,PA也可以进行可控降解。
5、发展与展望随着现代科学技术的迅速发展,对于聚合物材料性能的要求也越来越高。
单一品种的聚合物材料已很难满足需要。
而合成聚合物新品种又比较困难,因此,立足于聚合物现有品种的改性已成为一种发展趋势。
利用反应挤出进行聚合物改性,其发展前景十分广阔。
在聚合物合成方面,由于反应挤出技术能实现小批量、多品种、专门化生产聚合物的部分品种,因而其应用也十分广泛。
反应挤出在聚合物加工中具有很大的优越性,但是加工过程有些问题比如反应接枝中的低反应效率、接枝程度,聚合物加工的变化,单体接枝与均聚反应的竞争、交联,以及聚合物链的降解、复杂的偶合变化等,至今仍未解决。
相信不久,对反应挤出加工的机理等诸多问题将有更深的了解。
采用反应挤出技术开发高性能的聚合物合金将对未来社会产生巨大的影响。
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