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熔体泵在塑料挤出加工中的应用普及

   熔体泵的增设,把挤出螺杆产生的波动与机头及下游设备隔离开来,从而大幅度减弱上游的波动,起到稳压作用。在理想状态下熔体泵输送物料过程中没有物料滑动,即具有不变的输送容积,所以不论熔体泵入口处的压力如何变化,流量波动有多大,只要进入熔体泵的物料能充满齿槽,熔体泵就能以稳定的压力和流量向机头输送物料。

  (1)提高产品质量在没有熔体泵的挤出机中,尝尝由于螺杆输送不稳定,物料化不充分,在熔融段物料软化点不稳定或固体床破碎,电动机负荷脉动及喂料不均等导致挤出波动,从而影响到产品质量,比如厚薄不均,精度低等。尤其是生产薄制品时更为明显,如挤出PET薄片材时会产生10%的厚度差。所以有时为保证片材的均匀性,整个片材都要加厚,这样做无疑是一种浪费。熔体泵的增设,把挤出螺杆产生的波动与机头及下游设备隔离开来,从而大幅度减弱上游的波动,起到稳压作用。在理想状态下熔体泵输送物料过程中没有物料滑动,即具有不变的输送容积,所以不论熔体泵入口处的压力如何变化,流量波动有多大,只要进入熔体泵的物料能充满齿槽,熔体泵就能以稳定的压力和流量向机头输送物料。从而减少了机头的输出波动,其输出波动仅为0.1%。如此一来,挤出产品的密实性和尺寸精度得到了保证,废品率得意降低。例如,使用熔体泵后,产生的PET薄膜厚度误差从3%降到0.5%。另外,挤出PE电缆护套时,由于挤出产品厚度精度的提高,其质量误差从13.5%降到2.7%。产品精度的提高除了可改善产品的质量外,还可以减少材料的浪费,降低生产成本,从而获得一定的经济效益。

  (2)增加挤出产量一般当挤出机内的压力增大时,逆流量和漏流量随之增加,从而导致整个流率下降。同时螺杆推动物料前进所消耗的功率增大,剪切力增大,物料温度升高,最终导致物料降解,对热敏性物料的加工十分不利。当安装熔体泵可起到增压作用。由于熔体泵可以完成挤出机计量段的稳压,增压功能,因此挤出机螺杆只需要完成连续输送,熔融温度降低,有效挤出量增加,功率耗能减少后,逆流量和漏流量也随之减少,螺杆也可在低压下进行高速旋转,最终结果是物料所受的剪切力减少,熔融温度降低,有效挤出量增加,功率消耗减少,生产的产品范围增大。例如一台的挤出机安装熔体泵后,产量从270kg/h增加到450kg/h。由于熔融温度的降低,LLDPE的吹塑膜产量也得到提高,比如在原产量小于等于180kg/h的挤出机上安装熔体泵后,其产量可达到310kg/h。

  另外由于熔体泵的具有计量,增压功能,因而安装上熔体泵的挤出机可缩短螺杆的计量段,增长混合段,加大螺槽深度。

  (3)熔融温度降低熔体泵的增压作用使得螺杆工作压力下降,剪切应力减低最终导致熔融温度降低。在7.69MPa压力下,大约可降6℃,这对于高粘度,热敏性物料的成型加工是非常重要的。在LLDPE吹塑生产的能量效率也得以提高。在实际生产中,LLDPE吹膜生产所达到的能量效率在3~6kg/(kw.h)范围内,而对于一台安装上熔体泵的挤出机,其能量效率就可达16kg(kw.h)。

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  广泛的适用性挤出机与熔体泵组合所获得的有良性能使得该设备具有广泛的应用领域,实际上这种设备可以对各种不同的塑料进行加工,并生产出各类产品,特别是在加工难度大的材料和生产高精度产品时,更能发挥出自身的特长,比如由于熔体泵的稳压作用减少了挤出波动,因此这种组合设备特别适宜于生产高精度,薄型的超薄产品,如PET,PS,PP和PA等高定向薄膜,因为这些材料对压力和流量的波动特别敏感,适用于共挤多层薄膜产品。这种产品每层薄膜都非常薄,为降低产品成本,层与层之间夹有回收料。所以它的加工难度较大,而熔体泵的增设则为共挤机头提供了稳定的流量,保证了各层组分比率的精度,特别市保证了夹层之间存在充足的防渗剂或胶黏剂。

  尽管熔体泵在塑料挤出加工中得到了广泛应用,但在加工含填充剂或特殊改性剂的塑料时仍受限制,它对各组分的分散度,与塑料的相容性和磨蚀性都有严格的要求。含有大颗粒,磨蚀性填充剂或增强剂的物料不能用装有熔体泵的挤出机加工,因为内含的填充剂颗粒易形成料栓。而料栓不仅不能通过熔体泵啮合齿轮的齿间间隙,且还会堵塞于齿间,腐蚀齿轮,使熔体泵很快损坏。



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