[實用新型]一種單聚合物復合材料制品擠出成型設備

有效

• 申請號: 201220288699.2
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN202623312U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 陳晉南;姚東剛;王建;王幼江;代攀
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;佐治亞理工學院
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;B29C70/54
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;張利萍

技術領域

本實用新型涉及一種單聚合物復合材料制品擠出成型設備，屬于聚合物復合材料成型加工技術領域。?

背景技術

隨著材料工業的飛速發展，單一材料的產品遠遠不能滿足各個領域的應用，復合材料的誕生大大彌補了單一材料在物理性能、化學性能等方面的不足。復合材料的定義為：有兩個或兩個以上獨立的物理相，包括黏結材料（基體）和粒料、纖維或片狀材料所組成的一種固體產物；是一種由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成的具有新性能的材料。復合材料的最大特點是復合后的材料特性優于組成該復合材料的各個單一材料的特性。復合材料的組成分為兩大部分：基體與增強材料。基體是指構成復合材料連續相的單一材料。增強材料是指復合材料中不構成連續相的材料。復合材料是新材料領域的重要組成部分，已成為新材料領域的重要主導材料。?

纖維增強復合材料屬于復合材料中的一種，該材料利用纖維增強材料的高比強度和比模量來承擔載荷作用。傳統纖維增強復合材料的基體選用的的材料主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨和碳等，增強材料選用的的材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須和硬質細粒等。由于基體和增強材料所使用材料的不同，嚴重限制了傳統纖維增強復合材料的回收再利用，導致了廢棄物的增加。隨著自然資源的日益枯竭和環境的嚴重污染，全球能源回收和再利用意識不斷提高，新型復合材料的設計必須考慮回收再利用的問題。?

此外，復合材料的基體和增強材料的粘接性直接影響基體與增強材料的微觀狀態和界面性能，界面性能又影響應力傳遞，必將影響復合材料的宏觀力學性質。基體和增強材料的界面粘結強度對復合材料的機械性能起著決定性作用。由于傳統纖維增強復合材料的基體和增強材料是不同的物質，兩者之間必定存在界面，基體本身缺乏可反應的活性官能團，很難與增強材料發生良好化學鍵結合，當承受大的應變時，界面就會發生剝離現象。如何獲得堅固、穩定的界?面是復合材料的經典問題。因此，研究力學和界面性能良好、回收利用率高的復合材料成為復合材料發展的迫切需求。?

單聚合物復合材料是一種基體和增強材料為同種聚合物的復合材料。把兩種化學組分相同，物理性質不同的材料復合在一起成型后得到的單聚合物復合材料的界面結合強度得到提高。單聚合物復合材料因其基體與增強材料之間具有較好的界面粘結性，基體和增強材料所使用材料為同種聚合物有利于材料回收再利用，成為復合材料研究的熱點。?

目前，制備單聚合物復合材料制品的方法主要為熱壓法，包括纖維熱壓法、溶液浸漬熱壓法、夾層熱壓法以及纖維纏繞熱壓法等。雖然單聚合物復合材料制備的研究對象已涉及到聚烴類、聚酯類等多種材料，但尚停留在實驗室階段；熱壓法是單聚合物復合材料的主要加工方法，基體與增強材料的結合主要通過加壓實現，存在成型周期長、產品尺寸小和不能連續化批量生產等缺點。因此，需要一種可以實現連續、高效地規模化生產大尺寸的單聚合物復合材料制品的方法。?

擠出成型是聚合物材料加工領域中用途十分廣泛的成型方法。據統計，在聚合物制品成型工業中，采用擠出成型方法生產的制品的總量約占所有聚合物制品總量的50%以上。相對于其它聚合物制品成型方法，擠出成型具有如下突出的特點：①生產過程連續：可成型任意長度的聚合物制品，生產過程可以實現全自動，生產效率很高；②適應性廣：生產制品的種類較多，只需改變機頭上的斷面形狀，便可制備聚合物管材、棒材、片材、板材、薄膜、電纜、單絲、中空制品及各種異型材；③應用范圍大：可用于成型幾乎全部熱塑性聚合物材料及部分熱固性聚合物材料；配用不同的成型輔機，不僅可用于成型各類制品，還可以用于聚合物材料的共混改性、造粒、脫揮、著色及反應性加工等；④生產操作簡單：工藝控制容易，產品質量較為穩定；⑤設備成本低：投資少、見效快，主機可以多用途使用。?

擠出成型離不開使用擠出成型機（即主機），因此，擠出成型機是聚合物加工業中最為重要的加工裝備之一。?

一套完整的擠出成型設備應由主機和成型不同制品所配套的輔助機械（簡稱輔機）所組成。通常將這些組成部分統稱為擠出機組。擠出機組各部分的構成和功能可以概述如下：?

（1）主機?