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塑木復合材料的原料配混和生產加工介紹
世界塑木制品生產和應用的zui大國家是美國,其zui大制品是鋪板,生產工藝為擠出成型,可以先配混成中間塑木粒料,然后再經擠出機加工成制品,也可越過造粒階段,配混(包括脫揮)、擠出型材(板材)在一個設備或一組設備內連續完成。
塑木材料(包括制品)的制備過程對其性能影響很大,研究表明:不合適的加工會引起不良的纖維分散和浸潤,而過分的配混則會使纖維嚴重破損,兩者都會降低塑木材料的力學性能。另外,要防止過分剪切或高溫產生糊料、燒焦等問題,一步法連續工藝若脫揮(主要脫水)不佳將影響工藝的連續性,并使產品因有氣泡而性能大幅降低。目前,主要的加工設備為雙螺桿擠出機,可分為同向平行雙螺桿擠出機和導向錐型雙螺桿擠出機。
同向平行雙螺桿擠出機
塑木材料加工業稱同向平行雙螺桿擠出機為高速、高能耗“配混”型設備,一般為組合式螺桿,可調節螺桿長徑比和構型(捏合塊角度及其塊數、不同捏合塊組合方法),靈活設置脫氣口,可以直接加工木粉或植物纖維,完成木粉干燥后與熔融的樹脂混合再連續擠出,即木粉干燥和樹脂熔融分開進行,因此往往是由雙階擠出機組成。但一般要求廢木屑含水量為4%~7%。這種工藝要求有大量符合水含量要求的木粉,并在嚴格條件下運輸和貯存,這種雙階擠出機稱之為“木材用擠出機”。與此相類似的方法還有用含水6%~8%木粉加入擠出機主料口,擠出機前段作為脫水、脫揮裝置,然后通過側加料器加入塑料樹脂、添加劑,因此擠出機相對長,長徑比(L/D)可達44~48,其中2/3用于除水和脫揮。
美國Andex公司在塑術復合材料建筑和結構加工設備方面居地位,已經進行了近10年的工作,已在美國、加拿大、日本獲得了8個許可證,并與18家以上歐洲的潛在用戶洽談技術轉讓許可事宜。意大利ICMA公司有其擠出三層板的技術,美國Davis-Standard、KruppW&P等公司也生產塑木加工用同向雙螺桿擠出機。
異向錐型雙螺桿擠出機
與“配混”型設備比,異向錐型雙螺桿機被稱之為低速、低能耗“型材”型設備,非組合式螺桿。與一般錐型雙螺桿機比,為適應熱敏樹脂加工需要,要求螺桿設計適應較寬的加工范圍,對木纖維的切斷作用少,樹脂少時仍能均勻分散并與物料*熔融。由于木粉、植物纖維比重小、填充量大,加料區體積比常規型號要大、要長。若木粉、植物纖維加入量大,熔融樹脂剛性大,還要求耐高背壓齒輪箱,采用壓縮和熔融快、計量段短的螺桿,以確保木纖維停留時間短,防止其斷裂和劣化。
這種設備的主要生產廠商為Cincinatti Milacron公司,包括在美國的Extrusion Tek Milacron公司,在德國的SMC公司Cincinatti分公司。據稱,前者在塑術復合材料擠出機設計和工程化方面很有經驗,實際投放使用的設備已超過100臺,擁有世界zui大的機型,加工能力為770千克/小時;后者已公開展示其塑術復合材料用錐型雙螺桿擠出機“Titan”系列產品。
另外,意大利Bausano公司和ICMA San Giorgio公司在20世紀70年代便開始從事木粉填充塑料配混料加工設備工作,并用異向錐型雙螺桿機生產50%木粉和50%PP的熱成型板材。
除此之外,德國SMS塑料技術分公司Battenfeld公司曾在德國的K2001展覽會上,展出了塑木材料加工用新的設備組合方法:組合兩臺行星滾輪式擠出機(或其中一臺為雙螺桿擠出機),即從一臺行星滾輪式擠出機出料到下一臺行星滾輪式擠出機(或雙螺桿機),利用行星滾輪式擠出機有效地控制冷卻作用。
塑木材料(包括制品)的制備過程對其性能影響很大,研究表明:不合適的加工會引起不良的纖維分散和浸潤,而過分的配混則會使纖維嚴重破損,兩者都會降低塑木材料的力學性能。另外,要防止過分剪切或高溫產生糊料、燒焦等問題,一步法連續工藝若脫揮(主要脫水)不佳將影響工藝的連續性,并使產品因有氣泡而性能大幅降低。目前,主要的加工設備為雙螺桿擠出機,可分為同向平行雙螺桿擠出機和導向錐型雙螺桿擠出機。
同向平行雙螺桿擠出機
塑木材料加工業稱同向平行雙螺桿擠出機為高速、高能耗“配混”型設備,一般為組合式螺桿,可調節螺桿長徑比和構型(捏合塊角度及其塊數、不同捏合塊組合方法),靈活設置脫氣口,可以直接加工木粉或植物纖維,完成木粉干燥后與熔融的樹脂混合再連續擠出,即木粉干燥和樹脂熔融分開進行,因此往往是由雙階擠出機組成。但一般要求廢木屑含水量為4%~7%。這種工藝要求有大量符合水含量要求的木粉,并在嚴格條件下運輸和貯存,這種雙階擠出機稱之為“木材用擠出機”。與此相類似的方法還有用含水6%~8%木粉加入擠出機主料口,擠出機前段作為脫水、脫揮裝置,然后通過側加料器加入塑料樹脂、添加劑,因此擠出機相對長,長徑比(L/D)可達44~48,其中2/3用于除水和脫揮。
美國Andex公司在塑術復合材料建筑和結構加工設備方面居地位,已經進行了近10年的工作,已在美國、加拿大、日本獲得了8個許可證,并與18家以上歐洲的潛在用戶洽談技術轉讓許可事宜。意大利ICMA公司有其擠出三層板的技術,美國Davis-Standard、KruppW&P等公司也生產塑木加工用同向雙螺桿擠出機。
異向錐型雙螺桿擠出機
與“配混”型設備比,異向錐型雙螺桿機被稱之為低速、低能耗“型材”型設備,非組合式螺桿。與一般錐型雙螺桿機比,為適應熱敏樹脂加工需要,要求螺桿設計適應較寬的加工范圍,對木纖維的切斷作用少,樹脂少時仍能均勻分散并與物料*熔融。由于木粉、植物纖維比重小、填充量大,加料區體積比常規型號要大、要長。若木粉、植物纖維加入量大,熔融樹脂剛性大,還要求耐高背壓齒輪箱,采用壓縮和熔融快、計量段短的螺桿,以確保木纖維停留時間短,防止其斷裂和劣化。
這種設備的主要生產廠商為Cincinatti Milacron公司,包括在美國的Extrusion Tek Milacron公司,在德國的SMC公司Cincinatti分公司。據稱,前者在塑術復合材料擠出機設計和工程化方面很有經驗,實際投放使用的設備已超過100臺,擁有世界zui大的機型,加工能力為770千克/小時;后者已公開展示其塑術復合材料用錐型雙螺桿擠出機“Titan”系列產品。
另外,意大利Bausano公司和ICMA San Giorgio公司在20世紀70年代便開始從事木粉填充塑料配混料加工設備工作,并用異向錐型雙螺桿機生產50%木粉和50%PP的熱成型板材。
除此之外,德國SMS塑料技術分公司Battenfeld公司曾在德國的K2001展覽會上,展出了塑木材料加工用新的設備組合方法:組合兩臺行星滾輪式擠出機(或其中一臺為雙螺桿擠出機),即從一臺行星滾輪式擠出機出料到下一臺行星滾輪式擠出機(或雙螺桿機),利用行星滾輪式擠出機有效地控制冷卻作用。
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