[实用新型]片材连续成型装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种片材连续成型装置。

背景技术

聚合物成型加工过程中的热机械历程影响最终聚合物制品中的凝聚态结构，对制品的性能影响很大。对于无定形聚合物，成型加工过程影响无定形材料分子取向，对于半结晶型聚合物还会影响晶型、结晶形态、结晶度、取向度。因此，成型加工过程可以在很大程度上调节制品的性能，在聚合物成型加工过程中对温度以及应力的适当控制可以在不改变配方的条件下改变制品的性能，甚至生产自增强/增韧材料，避免通过共混、填充等方法改性所存在的分散性、相容性以及成本问题，因而成为当今的研究热点之一。目前的片材生产主要用的是三辊压光机来冷却定型。片材过第一对辊时温度远远高于其熔点，而且片材厚度与口模厚度相比变化不大，三辊压光机温度一般设置较低，片材冷却速度快。由于处于黏流状态的大分子松弛时间短，大分子在机加工过程中产生的取向大部分得到松弛，而口模与辊距的差别不大，也使得作用在熔体上的应力应变较小，不足以诱导特殊的结晶形态，因而用该法生产的片材力学性能不高。为了获得较高的力学性能，目前常用的技术有拉伸定向技术。拉伸定向成型要求挤出坯料首先要骤冷以得到无定形态，这样做是为了便于拉伸，避免因为局部结晶点造成拉伸材料的破裂；然后再加热到高弹态进行拉伸取向。拉伸定向成型需要多次冷却、再加热过程，能量消耗大，且在无约束的拉伸应力作用下制品容易出现缺陷，要获得高的拉伸比难度较大。与拉伸定向成型相比，固态辊压成型在压应力下进行，避免了拉伸过程造成片材内部的空穴缺陷，且对坯料的结晶度限定少，因而成为近来聚合物自增强成型的重要手段之一。其生产过程为先用常规挤出方法生产片材坯料，冷却、放置，然后预热至所需温度(低于片材熔点)，再在保温的条件下经辊压牵伸制成高强度片材。虽然固态辊压可以大幅度提高片材的力学性能，但由于固态辊压时片材温度低于熔点，挤出速度低，因而无法与高速的挤出作业相适应，且片材经过加热、冷却、再加热、冷却过程，能耗大，对设备的要求也高，因而规模生产受限，尚处于小批量、实验室阶段。

ZL200620033120.2公开了一种气辅润滑超高黏度聚合物挤板成型装置，该装置在挤出机口模内设有气辅口模，加工过程中，在片材与气辅口模之间形成空气垫层，使原来的非滑移粘着口模挤出方式转化为气垫完全滑移非粘着口模挤出方式，从而可取得明显的口模减粘降阻的效果，片材在通过气辅口模过程中，慢慢变成柱塞流，熔体内部剪切取向得到松弛，使出模处的挤出胀大大大减小；这里主要是利用了气体来减粘降阻与定型的作用，对于高粘性材料能大大提高其成型性能，但是由于这种气辅口模与挤出机口模为一体式结构，该结构存在如下缺陷：

1、气体压力必须能够克服片材对挤出机口模的粘着力才能形成稳定的气垫，因此，由挤出工艺决定的片材压力与压缩空气的压力存在匹配的关系，当螺杆转速较高，致使气辅口模入口处的粘着力大于气体压力时，容易造成气膜形成困难；

2、气体的温度也很重要，较低的气体温度会使熔体黏度迅速增加，也易造成片材拥堵，因而气辅气体温度不宜过低，且一体式结构也使气体温度调节不便；

3、一旦发生拥堵现象，拆卸清洗工作繁琐。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种片材连续成型装置，本实用新型在加工过程中，可以用气体进行冷却，并对冷却的温度进行控制，所加工材料的力学性能好，且本实用新型拆卸及调试方便，不存在气辅口模所述拥堵后拆卸清洗的麻烦，使用方便。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种片材连续成型装置，包括挤出机口模以及相对设置的工作辊，挤出机口模上设有出料口，相对设置的工作辊之间为辊压间隙，在挤出机口模与工作辊之间设有气体冷却套，该气体冷却套与挤出机口模相对独立，气体冷却套上设有进气口、出气道及过料道，进气口与出气道相通且出气道朝向过料道。

挤出成型时，熔体经片材口模挤出后依次牵引至各工作辊，待挤出牵引稳定后，再在挤出机口模与工作辊之间的片材上套上气体冷却套，由于气体冷却套中通入了压缩空气，可在挤出片材表面形成稳定的气流，使挤出片材悬浮，且可直接使片材表面逐步冷却至适宜的温度，而片材内部物料处于无定型态，就可以在后序的辊压成型过程中采用较高的压缩比，片材通过辊压产生大变形、大应力，诱导产生适宜的晶型和结晶形态，从而控制材料的力学性能。另外，由于厚片材外冷内热，在挤压取向过程中流动变形性能较传统固态挤出好，压缩辊的受力较小，而片材在与压缩定型辊的接触过程中，温度达到平衡，在低于片材熔点的温度条件下，将分子链取向结构冻结，可制成高性能片材。