超高分子量聚乙烯单螺杆挤出熔融研究.pdf

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1、2第'042卷第l期当代化工VO]．42．NO．113年1月ContemporaryChemicalIndustryJanuary，2013超高分子量聚乙烯单螺杆挤出熔融研究戚晓芸，薛平(北京化工大学，北京100029)摘要：用螺杆顶出法实验研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)单螺杆挤状态下的熔融过程，建立UHMWPE单螺杆挤m熔融过程的物理模型及数学模型，可理论计算熔融段长度和熔膜径向分布等参数，并实验验证计算结果，实现指导挤出UHMWPE制品生产的目的。关键词：超高分子量聚乙烯；单螺杆挤出；熔融~Sit／d"类号：TQ324

2、文献标识码：A文章编号：1671—0460(2013)0l一0030—05MeltingResearchofSingleScrewExtrusionofUltra—highMolecularWeightPolyethyleneoIXiao：yun，XUEPing(CollegeofElectromechanicalEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract：Themeltingprocessofsinglescrew

3、extrusionofultra—highmolecularweightpolyethylene(UHMWPE)wasresearchedandanalyzedwiththemethodofscrewejection．Physicalandmathematicalmodelswerealsobuilttocalculatethelengthofmeltzoneandradicaldistributionofmeltlayer．Thecalculationresultswereexperimentallyverifiedandca

4、nbeusedtoguidetheproductionofUHMWPEproducts．Keywords：Ultra--highmolecularweightpolyethylene；Single-screwextrusion；Meltingprocess超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种新型热塑的熔融状态，采用从挤出机尾部顶出螺杆的方法，性工程塑料，其分子结构和普通聚乙烯完全相同，但快速将螺杆从机筒中顶出，观察粘附在螺杆上及螺是粘均分子量可达到100万至800万。分子链程度是槽中的物料熔融情况。普通PE的十几倍，极易缠结，

5、从而使超高分子量聚为改善UHMWPE的流动性，在原料中加入了乙烯分子热运动缓慢，当加热到熔点时，UHMWPE少量润滑剂，聚乙烯蜡和硬脂酸钙。三种原料的具呈胶状高粘弹体，熔体粘度高达108Pa·s以上，熔体流体信息和比例为：动速率几乎为0。超高分子量聚乙烯的临界剪切速率UHMWPE：型号M一Ⅱ，相对分子质量为也极低，使得超高分子量聚乙烯很难用常规的塑料加200～300万，由北京助N-厂生产，含量为96．5％；工方法加T。然而，正是因为其极高的分子量，聚乙烯蜡：型号L一913，由北京助剂二厂生产。含UHMWPE具有其他塑料无可比拟的

6、优异性能，可取量为3％；硬质酸钙：工业级，含量为0．5％。代碳钢，不锈钢等金属材料，广泛用于纺织、造纸、由于UHMWPE粘度很大，并且物料熔融后膨食品机械、运输、冶金、煤炭等领域u。。胀，加之挤出机机筒内壁有沟槽的原因，所以顶出现如今，国内外一些研究单位已经掌握如单螺螺杆之前，要使在某一转速和温度设置下，物料挤杆挤出等一些加TUHMWPE制品的方法并研究了出稳定，然后不加料挤出一段时间，保证螺杆加料部分相关理论，但是很多关于UHMWPE熔融过程段物料已全部输送到压缩段，在这种情况下实现顶的研究仍停留于经验、间接实验和模拟分析。本

7、文出螺杆。通过直接实验观察并理论计算研究UHMWPE的熔通过实验，可观察到UHMWPE的熔融过程分融过程，从而实现认清UHMWPE单螺杆挤出的熔为两个部分。观察砸出的压缩段物料，我们看到在融机理，达到更好地指导生产的目的。UHMWPE在挤出机内第二压缩段开始，物料已不呈粉末状，而是粘结状，上表面首先出现粘结状硬皮，1UHMWPE的熔融过程越接近计量段，物料粘结得越紧密，类似于在模压为了直观地观察UHMWPE在单螺杆挤出机中机中的烧结，如图1所示。作薯者1简暑介：戚晓芸f(1987-)，女，；辽了宁大谆连人，硕七士在读，2010年

8、毕业于北京化工大学机械工程及自动化专业，研究冤方刃向同：超趋高向分子亍量萤聚菜乙烯单早通讯作者：雾掌宅器E教-授ma，iq士xy，一研641究@方12向6：c0超mo高分子量聚乙烯、环保型木塑复合材料以及其它新材料成型设备与技术、。E-mail：xuepma1]