[实用新型]一种废油回收处理用耐温耐压双向自增强塑料管材的成型装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及各种塑料管材制件生产制造的成型设备，尤其是涉及废油回收处理用耐温耐压塑料管材在其轴周向上实现自增强的挤出成型设备。

背景技术：

在废油回收处理和再炼制过程中，输送油液的管道不仅需要承受腐蚀，而且还往往需要承受一定的压力和温度。但塑料管材毕竟是塑料制品，其刚度强度和耐温性能等都远不及铸铁管，为了满足在废油回收处理和再炼制过程中的应用，就需要提高塑料管材的耐压强度和耐温性能，如采用普通方法来提高其强度就必须增大管材的壁厚，但壁厚增大后又带来了由不均匀受热或冷却、固态相变时伴有的体积变化、各部分变形程度的差异及收缩阻碍等因素引起的附加内应力，这些附加内应力经过叠加之后将使管材的受力状况更加恶化。因此单纯依靠增加管材壁厚的方法将导致管材的内应力产生更加不利的叠加效应，而且由于壁厚增加用料增多导致的经济效益下降等因素也使得管材的壁厚不能任意增厚。而目前常规的塑料管材挤出成型设备装置还无法克服如此两难的困境。虽然近年来也开发了不少自增强塑料管材的成型装置，但是由于通过这些装置所获得的管材的自增强结构和效果又由于其处在较高的温度环境下而大量熔融回复而消失，因而改善效果始终不是特别明显。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服目前常规的塑料管材挤出成型设备装置所生产的管材无法同时满足既薄壁、低成本又具有较高刚强度与耐热性能等的不足，特别是近年来所出现的新方法无法大量留存自增强结构与效果的不足，提供一种能在同样壁厚且不添加任何其他增强剂的前提下同时大幅度提升管材轴周向强度和耐温性能并将这些改善效果很好地保留下来的挤出成型设备装置。

本实用新型是这样实现的：为了同时提升管材周向和轴向强度，而又不增加其壁厚和添加其他任何增强剂，则特别设计一种温度梯度场与剪切拉伸复合应力场耦合挤出双向自增强管材成型装置，利用该装置的温度梯度场与剪切拉伸复合应力场的耦合作用可在挤出成型过程中形成沿管材周向和轴向取向结晶的大分子、串晶及串晶互锁等聚合物的高性能凝聚态结构，而且将这些高性能凝聚态结构留存于最终产品的微观组织结构中。其特点是对整个成型过程施加一可分段控温的温度梯度场并对挤出成型的管材施加周向剪切和轴向拉伸的双向复合应力场，使聚合物大分子及大分子链等微观结构在此周向剪切轴向拉伸双向复合应力场的影响驱动下形成沿管材周向和轴向取向结晶的大分子、串晶及串晶互锁等聚合物的高性能凝聚态结构，同时利用温度梯度场的分段控温功能将双向增强成型段后的温度控制在低于熔点温度之下的固态塑料温度环境中而使所获得的沿管材周向和轴向取向结晶的大分子、串晶及串晶互锁等聚合物的高性能凝聚态结构大量留存于制品的微观结构中。其工艺步骤为：

——原材料的除湿烘料

——原材料加入挤出机塑化

——熔融塑料经挤出机挤出

——塑料管材在温度梯度场与剪切拉伸复合应力场耦合作用下实现挤出双向自增强成型

——冷却定型

——切割收取

本实用新型装置使管材双向自增强的机理是这样实现的：让塑料材料在挤出成型塑料管材的过程中通过一个剪切拉伸双向复合应力场，该复合应力场由一个特制的挤管装置产生并控制调节，而此装置一直处在一个可分段控温的温度梯度场中。在塑料管材的挤出成型过程中，熔融塑料依次通过该装置的剪切应力场和拉伸应力场，当熔体流经周向剪切应力场时，由于该应力场中的剪切旋转导筒的剪切旋转诱导作用而产生线性晶核——原纤，线性晶核在剪切诱导的继续作用下不断生长、取向、有序排列而完成初次取向结晶过程，并形成初次取向结晶的串晶结构。当这些初次取向结晶的串晶结构及聚合物的大分子与大分子链随后流经由口模和芯棒之间的拉伸收敛流道所产生的拉伸应力场时，初次取向结晶的串晶结构及聚合物的大分子与大分子链又顺着拉伸应力场取向结晶，部分未初次取向结晶的聚合物大分子及大分子链就形成了与拉伸应力场方向(即管材的轴向方向)一致的初次取向结晶的串晶结构，而已经初次取向结晶的串晶结构及聚合物的大分子与大分子链在拉伸应力场的作用下形成了既不沿着管材的轴向也不沿着管材的周向的倾斜排列结构，并且这些结构在位置变换的过程中由于拉伸外场的作用进而进行着深度的取向结晶而形成大量的二次取向结晶结构。同时通过温度梯度场的分段控温功能将这些结构一旦形成就大量在聚合物管材中保留下来而避免了在高温状态下的大量结晶熔融和取向回复。它们与经同样原理大量保留下来的仍然沿着管材轴向或周向的取向结晶结构一起共同促使管材的轴向和周向性能获得增强改善。这就是本实用新型装置能够使聚合物管材获得轴向和周向双向自增强的机理。