關于PE-Xa管材的生產設備及工藝
PE-Xa樹脂有超高的分子量,從表一中可以看出其熔指極低,其MFR<0.01g/10min(測試條件2.16kg/190℃),可以看出其在熔融狀態下流動性極差,根本無法用一般單螺桿擠出機進行生產,只能使用一種特殊的柱塞式擠出機在極高的壓力下進行高壓擠出成型。
為保證PE-Xa在熱水中長期使用的要求,應在HDPE基料中同時加入交聯劑、主抗氧劑和輔助抗氧劑等材料。過氧化物交聯工藝配方:HDPE99%,過氧化物1%,少量主輔抗氧化劑;其機理是對高分子量高密度聚乙烯基料,通過過氧化物交聯劑,在高溫、高壓條件下,使聚乙烯的長分子鏈間產生化學鍵,實現化學交聯,使之成為三維網狀結構。因為聚乙烯分子為不飽和鍵,收到紫外線照射及氧氣的侵蝕會緩慢發生分子鍵斷裂,必須加入主輔抗氧化劑,以提高其抗光老化和抗氧老化的性能。
柱塞式擠出法的生產工藝如下:原料+輔料→高速混合→輸送上料→柱塞擠出→油墨熱印字→冷水冷卻→牽引→盤卷→定長切割→下卷檢驗→包裝→入庫。
典型的柱塞擠出機工藝溫度列舉如下:
下料口:90~110℃ 連接體:150~170℃
口 模:230~260℃ 導熱油:190~205℃
生產速度一般在1.0-1.5 m/min。
由于設備模具長度長、壓力大,導致在擠出過程中管材壁厚容易出現較大的波動且為連續生產,隨時監控不容易。如何保證管材壁厚的均勻性是PE-Xa管材生產工藝控制的關鍵點之一。另外由于樹脂為粉末狀,交聯劑為液體,交聯劑及抗氧劑均為微量,原輔材料是否充分混合成為影響管材交聯度是否均勻的又一個工藝控制的關鍵點。再則交聯是在幾十公分的模具中用極短的時間迅速完成交聯,設備模具溫度也是工藝控制的關鍵點之一。當然還有其他很多環節會對管材質量產生影響,但僅就生產工藝而言,以上幾點為關鍵的工藝控制點。