[發明專利]純超高分子量聚乙烯的加工工藝

無效

• 申請號: 200910013865.0
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101474860A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 于壽山;孫作東;楊先軍
• 申請（專利權）人: 煙臺泰士塑料制品有限公司
• 主分類號: B29C47/92
• 分類號: B29C47/92;B29C47/60;B29K23/00
• 代理公司: 煙臺信合專利代理有限公司
• 代理人: 張露晶

技術領域

本發明涉及一種純超高分子量聚乙烯的加工工藝，屬塑料制品加工技術。?

背景技術

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一種性能獨特的多用途材料，其分子結構與普通聚乙烯完全一致，但其分子鏈的長度是普通聚乙烯的幾十倍甚至幾百倍，且這些超長分子鏈呈無序纏繞結構。這種大分子鏈及其無序纏結的結構使得超高分子量聚乙烯具有非常優異的使用性能，在對材料的抗磨損性、抗化學腐蝕性、摩擦系數、沖擊強度、低溫使用性能、長期使用性能有特殊要求時，超高分子量聚乙烯必是首選。但也正是由于這種結構，使得它的熔融流動粘度很高、流動性差，造成了它的加工性能極差，加工難度極高。幾乎所有國內的、包括國外的一些超高分子量聚乙烯加工研究機構及生產企業都將超高分子量聚乙烯改性后再加工，但改性后它的許多優良性能也同時受到了破壞。而將未加改性的超高分子量聚乙烯原料直接進行連續擠出加工難度非常大，甚至在一些權威研究機構被認為是不可能的。?

目前國內外用于擠出成型UHMWPE的生產設備主要以柱塞式擠出機和專用單螺桿擠出機為主，它們的結構都比較復雜，如，柱塞式擠出機上配有一套往復液壓油缸系統，可使模芯與其填裝的物料一起向前浮動，從而降?低往復式擠出活塞反復沖擊而作用在物料上的剪切力與摩擦力、模芯周期性地快速回縮，重復其與物料特定的向前運動；UHMWPE系列專用單螺桿擠出機的主要特點是在料筒內壁開槽，解決料塞問題，再配以專用螺桿來實現UHMWPE的連續穩定擠出。上述設備可用于對平均相對分子量為150萬-300萬的UHMWPE制品的加工。?

發明內容

本發明的目的是改變UHMWPE傳統的螺桿擠出理論，提供一種全新的純超高分子量聚乙烯的加工工藝，在不改變普通擠出機料筒和螺桿結構的基礎上，使之與超高分子量聚乙烯熔體特性相匹配，達到順利擠出分子量300萬以上的純超高分子量聚乙烯制品的目的。?

本發明的技術方案是：一種純超高分子量聚乙烯的加工工藝，特點是，?

a、備料：備取純超高分子量聚乙烯原料；?

b、設備：采用普通螺桿擠出機，螺桿為普通等距不等深漸變螺桿，其中，加料段螺桿為等距等深結構，壓縮段螺桿為等距不等深結構，壓縮比是2∶3∶1，計量段螺桿為等距等深結構，與螺桿對應的三個加熱區溫度為：加料段80-110℃，壓縮段100-160℃，計量段150-180℃，。?

c、將原料置入普通螺桿擠出機中，擠出過程中的螺桿轉速為10轉/分鐘，擠出后輸送入模具中成型。?

本發明技術的優點是不需使用復雜的UHMWPE專用擠出機，而只用普通的螺桿擠出機，不改變其結構，采用全新的加工原理，將純超高分子量聚乙烯按照固體輸送理論進行擠出加工，與已有技術相比具有十分突出的特點和顯著的進步。?

下面結合實施例對本發明做詳細地解釋說明。?

具體實施方式

使用普通螺桿擠出機，螺桿采用普通等距不等深漸變螺桿，仍采用標?準三分區，即加料段、壓縮段、計量段。其中加料段螺桿為等距等深結構，壓縮段螺桿為等距不等深結構，壓縮比是2∶3∶1，計量段螺桿同樣為等距等深結構。料筒采用普通擠出料筒，不需開槽，與螺桿對應分三個加熱區，采用加熱板與風冷控溫，三區溫度分別控制為：1區(加料段)80-110℃，2區(壓縮段)100-160℃，3區(計量段)150-180℃。?

備取純超高分子量聚乙烯原料粉料，原料從料斗進入加料段進行預熱，由于此處溫度遠低于純超高分子量聚乙烯的熔融溫度(UHMWPE的熔融溫度一般在140℃以上)，因此原料粉粒只被壓緊而不能壓實。進入壓縮段后粉料被逐漸壓實，由于此區料筒溫度剛接近UHMWPE的熔融溫度，而粉料還需要一定時間進行傳熱，因此此時粉料只有其表層呈熔融膨脹狀態，與料筒內壁摩擦增大，而與螺桿接觸的粉料內部仍為固體狀態，摩擦力小，不發生料塞，UHMWPE原料隨螺桿轉動被擠壓向前運動。進入計量段(同時也是塑化段)后，在加熱板傳熱和摩擦生熱的共同作用下，溫度升高，粉料全部達到熔融狀態，最后輸送入專用模具中成型，制成超高分子量聚乙烯制品。擠出過程中，螺桿的轉速控制在10轉/分鐘左右。?