短玻璃纖維增強聚丙烯板材生產雙螺桿擠出造粒分析綜述1.1增強粒料工藝方法的選擇生產熱塑性增強塑料粒料的工藝方法有許多種，實際生產中要根據樹脂、玻璃纖維等原材料的形態和性能，以及工廠本身所具有的設備條件而定。但最終目的是要將結構疏松、體積龐大的玻璃纖維加入到基體樹脂中去。對于制造增強粒料有以下要求：（1）玻璃纖維能均勻地分散于樹脂之中。（2）玻璃纖維與樹脂應盡可能黏結牢固或包覆，以避免烘料、成型過程、包裝運輸中玻璃纖維飛揚，影響車間操作條件。（3）生產過程中應盡可能減少對玻璃纖維的機械損傷，盡可能降低對樹脂分子量的降解。表3.1雙螺桿擠出機的類型及其適用情況類型適用情況嚙合同向旋轉單頭螺紋深螺槽加工RPVC，不適用于普通樹脂嚙合同向旋轉螺紋等深螺槽適用于混料，自潔性能和高速擠出性能優異嚙合異向旋轉剪切作用強，適用于加工PVC，塑化均勻制造短玻璃纖維增強聚丙烯粒料的設備很多，常用的生產設備有單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、Buss混合機和傳遞式混合機等。本工藝設計選用同向旋轉嚙合型雙螺桿擠出機。因為它可采用后續進料，纖維是直接加到熔體中，對纖維起到保護潤滑作用，大大降低了纖維的過度磨損和摩擦熱，并有利于纖維在熔體中的分散分布。同向旋轉雙螺桿擠出機裝有捏合盤，故能使纖維和樹脂很好地混合在一起，纖維長度能保證在合適的范圍之內，分布也均勻，因而能生產出高質量的粒料。采用同向旋轉嚙合型雙螺桿擠出機制備短纖維增強塑料粒料，聚丙烯樹脂經計量加料裝置加入到擠出機第一加料口，在外加熱器和螺桿旋轉所產生的剪切熱作用下逐漸熔融塑化。增強短纖維或連續纖維則在第二加料口加入，并被旋轉的螺桿攪斷。纖維進入擠出機后立即與聚丙烯熔體混合，經過下游擠出段，由機頭排出已混合好的混合物，經冷卻、切粒、輸送，即可制得短玻璃纖維增強聚丙烯粒料。1.2切粒方法及設備選擇熱塑性樹脂的切粒方法可分冷切法和熱切法兩大類。冷切法又可分擠片冷切、拉片冷切、擠條冷切，熱切法則可分為空中熱切、水下熱切、干熱切等。實際生產中要求粒料的顆粒大小均勻，色澤一致，外形尺寸不超過3~4mm。為防止粒料過大導致成型時加料困難，因此粒料形狀以球形或藥片形較好。1.2.1冷切法（1）拉片冷切物料通過捏合機后，經開煉機塑煉成片，冷卻后進行切粒。所用的切粒裝置為平板切粒機。將一定寬度的料片送入平板切粒機，經上、下圓輥刀縱向切割成條狀，然后通過上、下側梳板經壓料輥送入回轉甩刀與固定底刀之間，橫向切斷成顆粒狀。粒料經過篩斗，將長條和連粒篩去，落入料斗，風送至儲料斗。拉片冷切造粒適用于聚氯乙烯粒料的生產。（2）擠片冷切捏合好的物料經擠出機塑化，擠出成片再經風冷或自然冷卻后進入平板切粒機切粒。對于不易采用開煉機塑煉拉片的聚乙烯、聚酰胺等樹脂，多用擠片冷卻造粒。（3）擠條冷切擠條冷切是熱塑性塑料最普遍采用的造粒方法，其設備和工藝都比較簡單。捏合料經擠出機塑化成圓條狀擠出，圓條經風冷或水冷后，通過切粒機切成圓柱形顆粒。圓條切粒機的結構比平板切粒機少一對圓輥刀，主要部件是固定底刀和2~8片回轉刀。該方法的優點是設備簡單、可調換色澤，適宜多品種少批量生產，所有熱塑性塑料都能用這種方法造粒。其缺點為顆粒外觀質量差。1.2.2熱切法（1）干熱切將旋轉的切刀緊貼在機頭模板上，直接將機頭擠出的圓條狀熱料切成粒料，而后冷卻。該方法的優點是：所用設備簡單，操作方便；其不足之處是產量高時，易出現粘粒現象。干熱切法可用直徑為40~250mm的擠出機，螺桿為等距不等深，螺桿頭部可以是魚雷頭或多頭螺紋。（2）水下熱切水下熱切法是聚烯烴造粒的一種新技術，機頭和切刀在循環溫水中進行工作。其工作原理是樹脂以條狀擠出后，立即送入水中被高速旋轉的切刀切成粒子，由循環水泵輸送到離心干燥機中脫水、干燥。此種方法的優點是：粒料均勻、外形美觀、質量好；缺點是附屬設備龐大。該方法可用于大中型熱黏性樹脂造粒。（3）空中熱切空中熱切和干熱切相似，為了防止顆粒黏結，在切粒罩內通過鼓冷風或噴淋溫水冷卻粒料。空中熱切法比干熱切產量高，不需要像水下熱切法有復雜的加熱系統。但空中熱切法仍不能完全消除粘粒現象，產量比水下熱切法低。表3.2各種樹脂適用的造粒方法樹脂拉片冷切擠片冷切擠條冷切干熱切水下熱切空中熱切軟聚氯乙烯○○○○○○硬聚氯乙烯○○○○△○聚乙烯△○○×○○聚丙烯×△○×○△ABS○○○△○○聚酰胺×△○×○×聚碳酸酯××○×△△顆粒形狀長方形正方形長方形正方形圓柱形球形藥片形球形藥片形