挤出、注射、吹塑是塑料制品的3大基础加工工艺，消费市场对塑料制品性能要求的不断提高，促进了加工技术的革新。本刊在2005年度报道的世界各国塑料工业先进科技中涉及诸多在挤出、注射、吹塑、滚塑、热成型、流延加工及相关设备方面的{zx1}技术，以及诸如双组分注射压缩成型组合式车顶天窗、更透明的新型DVD包装盒、麦当劳专用酸乳酪包装杯、触变注塑成型3C（照相机、计算机和手机）产品、生物聚合物加工的医用塑料器械、滚塑成型家具等许多与人们生活息息相关的新产品，特综述为年度报告，从中可了解当今世界塑料加工行业的{zx1}发展趋势及技术进展情况。 挤出加工 无需预干燥的片材挤出技术意大利RPCCobelplast公司具有加工生产PS和PET板/片材30多年的历史,也是欧洲前10位大型PET硬片材生产商之一,该公司购买了德国贝尔斯托夫公司(Berstorff)制造的首条PET片材挤出生产线(贝尔斯托夫公司制造了这套3层片材挤出生产线的全部核心关键设备,包括同向双螺杆挤出机、水平排列3辊抛光堆垛机和层合装置等,该生产线同时也适用于生产PP片材),计划将产能扩大一倍。 　据贝尔斯托夫公司介绍,这套生产线主要设计用于生产xx点片材,产品厚度可从100微米到1.8毫米,其核心设备部分配置了采用真空排气技术的ZE90A型号的同向旋转双螺杆挤出机。这套生产线在生产时通过一个材料处理系统和重力计量投料装置将破碎的边角料直接送入挤出机,无需预干燥设备。挤出机上设置有材料过滤系统和反脉冲系统用于反冲。物料流经熔体管道和供料头后,形成3股熔料给宽式缝型模头供料,然后牵引至水平抛光装置。水平抛光装置上设置的{zd0}辊隙压力为1500N/cm,可在生产过程中利用马达调节压力的大小。得出的片材还需经过以下工序:表面处理、冷却、切除飞边;定厚检测;硅化处理和层合,{zh1}经过全自动双转位收卷机。这套设备的产能达1200kg/h,片材{zd0}宽度达1500mm,同时可最多分切成4块料片。 　　Menghini总经理特别指出:“该生产线真正省去了干燥材料过程和片材结晶过程,节省能耗。采用的直接加工和在线后处理设备,极大地减少了工序,同时也减小了原料及产品被污染的可能性。这种无接口式加工控制方式可监测到每个工艺参数,不会产生废品。这意味着为顾客提供更好的产品服务。” 　　管材挤出自动变径技术 　　所有的管材生产厂家都非常清楚,生产中改变产品规格意味着什么,即损失时间和成本。这堆积起来就形成可观的停工时间,在越多的买方市场要求定单流失越少的情况下,如何优化产品规格改变造成的难题,成为管材挤出行业具有挑战性的问题。如果能够解决,就可节约大量的时浜徒鹎?也就意味着更具竞争力。 　伊诺艾克斯公司(iNOEX)推出了自动变径系统(Advantage)在{dy}时间里提供了技术上的解决办法。它只需简单的对生产线进行改造就可获得相等的经济效益,即对传统的工艺略微变化。系统的核心是一个活性定径套,它可在保持使用原有模头情况下改变管径尺寸和它们的压力等级。该系统适用于外径为32—400mm的聚烯烃管材。　　生产线做一些改造,装上自动变径系统即可实现瞬间生产。　　自动变径系统(Advantage)的四个基本面: 　　(1)系统采用模块式结构,可以通过一个控制器动态的或自动的改变管材的规格。　　(2)系统组成中的“活性定径套”和“活性密封套”可以替代传统工艺中的各种可调式定径套和传统的密封套。 　(3)系统可以实现在线改变生产规格,所需时间更短,也更方便。　　(4)系统可以方便的整合,不需考虑挤出机的型号,只要对下游设备进行最小化的更改,而{zd0}化的替代了传统设备对不同尺寸更换的处理。安装过程也简单,无需改变熔缝尺寸就可改变管材规格。 　　自动变径系统由一个带尺寸导轨的导腔,一个活性定径套,一个活性密封套及一个控制器组成。特殊点在于;目前生产线上使用的模头和挤出模具可以继续使用,该系统在改变新产品规格时不需要改变熔缝尺寸,这确保了该方案不再需要其他方面的投资。 　　相应参数的改变,如挤出机的熔料量或牵引速度,使生产线在无需改变挤出模头的状况下生产出所需的管材直径和壁厚。这就意味着:一个固定的熔缝尺寸会导致熔料量增加,从而造成管材直径增大或减小。而减少线速度则造成壁厚的增厚或减薄。熔缝尺寸的设置并不是真正的限止,在一些情况下允许新的管材直径比熔缝尺寸大,再通过导腔内的额外真空帮助延展的熔管达到要求的尺寸。 　　{zj0}配置是在{dy}节真空箱后配备一台超声波测厚系统,如伊诺艾克斯公司的aurex系统,用以记录管材的壁厚和直径。越早或多或少获得参数就能越早进行矫正,达到设定的质量数据和文件记录。 　　发泡薄膜挤出　　维也纳SMS机械制造公司最近将它的第70台聚苯乙烯-发泡设备提供给意大利。意大利一家塑料生产厂在双机串联发泡挤出设备上使用聚苯乙烯-发泡薄膜生产热成型食品托盘。在SMS,人们正致力于在食品包装方面抢占更多的市场份额。除了挤出设备,SMS还提供生产层压塑料、薄膜或热成型件的各种专用设备。 　　意大利塑料厂在这台设备上生产1.2-6毫米厚的聚苯乙烯发泡塑料,质量为每立方米65公斤。该发泡薄膜设备的总生产能力为每小时480公斤。因为SMS方案的双机串联具有2个挤压头:在名为“逆向冷却”(Contracool)的初级挤压头中,通过一个5种原料计量系统对聚苯乙烯和有关的添加剂进行称重,让上述混合物首先塑化和调匀,然后一个带有3个喷头的高压计量泵向塑料熔体喷射煤气,经过一个筛状交换器和一个混料管把气化的熔体打入“液体冷却”(Hydrocool)次级挤压头中,挤压头中进入熔体后再次使测量调匀并首先使之冷却。 　　当{zg}温度为110°C时,熔体通过直径为135毫米的圆形喷嘴射出并呈泡沫薄膜状膨胀,然后薄膜滑过一个内冷精压杆和下置空气冷却环。由此,泡沫薄膜的收缩得到xx控制定型。在精压杆上装着的纵向切刀,把环状薄膜切成2条90毫米宽的带状薄膜,出机后紧接着卷成盘,入库。 　　特大、超长管材的挤出加工Pipelife公司是一个塑料管材的国际供应商,公司在26个国家有326条挤出生产线,160台注塑机和35个工厂。随着德国莱芬豪舍公司(Reifenhauser)提供一条新的挤出生产线,公司旗下的斯塔特赫勒工厂又制造出直径2米的热塑性聚乙烯塑料挤出管材。 　　Pipelife公司一直在供应海上用大口径管材。管子从挤出生产线冷却槽直接进入海湾,把管子两端塞住然后用船拖到目的地,最远曾到巴西。过去的40年,斯塔特赫勒工厂的管材一直使用这种运输方式。 　　新的直径为2米的管材主要应用在污水排放系统、废水处理和海水淡化工厂。公司人士称:“我们的目标很明确,就是要拓展一个以前被{zd0}直径1.6米管材所局限的新市场,直径为2米的管材几乎能够输送双倍的流体。”他还以不久前提供给以色列阿时克龙一个海水淡化工厂3根长度为1000米、直径为1.6米管材为例,说:“如果当时有2米直径的管线,那只需要2根就够了。” 　　据介绍,现在海水淡化管线是一个重要领域。在最近几年,海水淡化加工成本急剧下降,因此在中东和地中海国家上马了许多此类项目。 　　电厂输送管材是Pipelife公司的另一个商业机会,因为电厂以前拒绝使用直径小于1.6米的管材。这种大口径管材将取代混凝土管、钢管和玻璃纤维增强塑料管。海上应用的增长主要是这些管子在海水淡化和电厂方面的应用。 　　四年前在塞浦路斯的拉那卡的一个厂就开始使用Pipelife公司的HDPE管材和玻璃纤维增强塑料管。运营以来,HDPE管材流量并没变化,维护费用也没增长,但是5cm的玻璃纤维增强塑料管已经导致流量减少和较高的维护费用。 　　莱芬豪舍公司新的挤出生产线和它重40吨、直径2.6米的螺旋熔融导向心轴机头的加工能力为20吨/小时,能够生产直径2米、壁厚达125mm的管材。公司称,熔融通道的几何尺寸和表面涂层是根据所用的原材料和低流动速率来设计的。 　　竞争对手巴顿菲尔公司称也能提供直径2米的管材生产线并涉足了上述项目。巴顿菲尔公司为斯塔特赫勒工厂新的生产线提供了牵引设备,辛辛那提公司提供了两台挤出机中的一台,Inoex公司提供了控制和监控系统,Hammel公司的原料干燥设备,当地公司的冷却水箱和其他机械设备。 　　 在斯塔特赫勒工厂,管材挤出的一个特点是在管材成型时通入氮气维持高水平的抗氧化性。 　　 Pipelife公司使用常规的原料PE80和PE100。北欧化工公司{zx0}改进大口径管材壁厚的抗下垂性能,这对2米直径的管材最有利,{zd0}限度保证了管材底部壁厚与顶部壁厚的一致性。其他的原材料供应商如BP、索尔维、阿托菲纳和巴赛尔公司也对改善抗下垂性能做出了贡献。 　　 多层、薄壁医用制品挤出 位于美国罗得岛州西沃威克的Guill机械设备制造公司最近推出了几种新型挤出模头。其中,“微流牌”模头为一超小体积的十字螺旋模头,应用于挤出加工多层、薄壁的医用制品,加工所采用的树脂材料是含氟聚合物。在此类十字模头的夹紧定位器上配置有Feather-Touch调节装置,其采用了子弹排列式的钢球装配,调节模头时无需旋松定位螺栓,模头还装配有“xx密封系统”,xx了模头与分流板之间发生物料泄漏的可能。这种采用不锈钢制的“微流牌”模头配备采用单机、双机或3机共挤的生产模式。 　　 Guill公司还出品比“微流牌”模头更小型的“迷你微型”系列模头,其模头外径和长度均为2.25英寸,“微流牌”模头的直径一般是3英寸,总长度为4英寸。 　　 另外,900SPR系列串连式管状模头是为挤出生产有紧密公差配合要求的医用级软管而专门设计的,可用来生产导尿管及封装胶带。营销经理WilliamConley表示,这些先进设计的模头,已被证实极大地有助于从事医疗器械生产的企业加工出更薄壁、公差配合更紧的多种产品。 生物科学特殊用管的挤出 一种为特定用户设计的成型管材系统可以为生物科学、医学、医药、食品和饮料及包括Pharm-A-Line在内的工业应用制造出专业化和工业级别的管材。据介绍,这种TPE管材产品生产线为加工商制造传统生物科学和医学用有机硅管材提供了又一低成本的选择。 　　 该挤出生产线包括一台60mm和一台30mm的挤出机,一台EpicⅢ控制系统,一套单层和多层挤出模具,一台OD测量和控制系统以及相关的下游设备。Pharm-A-LineIV管材就是使用USPVI级低密度聚乙烯的内芯和外衬共挤出的。该挤出系统能制造出满足严格标准要求的制品,如内径小至0.8mm,公差2006年24卷第3期－国外塑料低至±0.00002mm。灵活高效的双螺杆挤出设备及技术德国贝尔斯托夫(Berstorff)公司推出了{zx1}型双螺杆挤出机-ZEUTX系列,这一系列挤出机的性能与众不同之处在于拥有优异的螺杆直径/生产率比。螺杆设计{zg}转速达1200rpm,扭矩大,挤出产能在100～3500kg/h之间。可同时进行物料的混炼、反应、排气等工序,机筒和螺杆采用了模块式设计,能满足各种特殊工艺要求,具备优异的加工工艺灵活性,还配有ZSEF型侧边喂料器,可实现髙的固体颗粒输送率,切粒机可匹配不同的产率和材料加工。这一系列双螺杆挤出机装备了筒式加热器,可在极短时间内完成挤出机的升温工作,{zg}加热温度可达450°C,冷却流道设计真正实现了逆向流冷却,优化了冷却系统,配置了“弓形夹紧装置”,更换机筒的时间可比传统型螺栓连接型更快,机筒采用了带有专利的高频淬火硬化工艺,赋予{jj0}的耐磨性能,也省去了昂贵的耐磨衬套,另外,还配备有该公司的高级工艺控制系统。ZEUTXA型和ZEUTXR型双螺杆挤出机极大地拓展了ZE系列机型的应用领域。其中,前一种机型优化组合了自由容积/扭矩,尤其适用于粉末或颗粒状物料的高性能混炼加工;后一种机型适合用于髙填充聚合物物料及热塑性弹性体的混炼加工、反应挤出等。 　　 超大车用进气管共挤吹塑技术福特公司和杜邦汽车分公司(瑞士)合作,专为福特公司出品的2005款F系列SuperDuty牌柴油皮卡车开发了一种“超大型”进气管。这种刚韧兼具的进气管采用了Cascade工程公司开发的共挤吹塑工艺。在生产过程中,选用了两种不同品级的杜邦Hytrel牌聚酯基热塑性弹性体,通过三维模塑软件在计算机控制下喂料。在进气管的两端,分别设计了利用较为柔软的树脂制成的进料管套,然后再粘接到进气管上。杜邦公司介绍,这种采用顺序加工工艺生产的单一组件式无缝进气管,取代原先由4个铝和有机硅部件构成的车用进气管后,可xx介于涡轮增压器和发动机进气口之间的气漏流隐患,并改善空气流通状况。 高填充塑木复合材料挤出工艺 辛辛那提挤出技术日本分公司开发的高填充塑木复合材料挤出成型新技术可以控制木材纤维与树脂配比的变化,塑木复合材料异型挤出成型以木粉、xx纤维为主原料,添加树脂只是为了便于挤出成型。经过多家公司不断的开发,目前不仅可生产含木粉、xx纤维高达70%￣90%的高填充原料,可与各种树脂进行混合,同时还开发了新式模具及加工技术,可在获得高质量、高产量的前提下进行异型材挤出成型。 加工过程中必须连续定量地提供均匀的原料以便稳定成型。主原料木粉、xx纤维的性质对产品特性影响大。木粉、xx纤维含水率达8%也可成型,但比较含水率1%和8%的原料,发现含水率8%的原料只有约一半的挤出量可以成型。 　　该公司生产的异向锥形双螺杆挤出机“Fiberex-T”系列,螺杆效果好,特别适用于高填充塑木复合材料挤出成型,而且料筒设计也有特色。目前,可进行中填充(40%～70%)到高填充(70%～90%)的变化。 　　 异向旋转双螺杆挤出机的螺杆大部分设计理念与平行、锥形螺杆相同。为使螺杆前端部分更好地输送原料,采用大容积、螺旋片少的进料段;进料段后面部分是熔融段,其表面积大、缓慢压缩以利用积聚树脂进行熔融,或是使用多段的可塑化段;再下面是压缩段,进行可塑化混炼及可塑化段与通风段间密封作用;其次是通风段,将树脂中的空气、不纯物、气体从真空通气孔中排出;螺杆尾端的计量段,升压后,部分积聚的熔融树脂压缩成均匀熔体,输送到模具。但是,锥形与平行螺杆明显的区别是树脂在挤出机中的停留时间。锥形螺杆越接近供料段螺杆的直径越粗,因此螺杆部分短可达到与平行螺杆相同的压缩、融熔、混炼效果。 　　 “Fiberex-T”系列挤出机能很好地提高此类螺杆效果,进行高填充塑木材料挤出成型。例如,螺杆存在压缩率,升高螺杆压缩率可平稳保持原料进料和排出量。加速螺杆旋转可保证高挤出量。并且木粉高填充树脂的体积比重约0.3～0.4,因此螺杆进料段设计成大容积。螺杆材料不同于常规的螺杆材料,而是采用耐摩耗、耐腐蚀性能优异的特殊钢材。 　　 与标准规格的常规螺杆相同,该类螺杆表面采用等离子钼喷涂技术,耐摩耗、耐摩擦性能好。经过改良的“Fiberex-T”系列挤出机不会劣化、破坏木材纤维,可与树脂混炼、可塑,实现高挤出量、高质量的挤出成型。辛辛那提挤出技术日本分公司与德国PPT公司共同开发高填充塑木材料挤出成型专用模具。与普通树脂相比,高填充塑木复合材料的流动性差,必须使用专用模具,才能保证所需产品的表面精度和物性。 　　 该公司与PPT公司已经开发出高填充木塑复合材料挤出成型专用模具及木粉双层共挤成型模具。目前数家模具专业生产商已开发、制造、销售木粉、xx纤维高填充挤出成型专用模具。此类高填充塑木复合材料的挤出成型与常规的中填充挤出成型的模具、下游设备存在很大差异,在成本及维修方面占有优势。 新型双螺杆塑木挤出设备及技术 辛辛那提挤出公司新推出了一种牌号为CincinnatiMilacronTC96型锥形双螺杆挤出机,用于塑木复合材料的挤出加工,挤出加工时木屑纤维含量可高达70%,产量{zg}可达到每小时2600磅。可加工混有xx纤维、热塑性塑料(回收料或新料)及其他助剂(如成核剂、着色剂等)的物料且熔体塑化均匀。该挤出机使用了大型锥形双螺杆,其锥形双螺杆的大端直径为202毫米,小端直径为96毫米,长径比(L/D)为30∶1,其料筒分为5段加热,料筒加热总功率为100千瓦,其中4段装有冷却装置。