短玻璃纖維增強聚丙烯板材總成型工藝分析綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u11088短玻璃纖維增強聚丙烯板材總成型工藝分析綜述 1317941.1總工藝流程圖 135221.2總工藝流程說明 1327351.3造粒前準備 2232461.1.1干燥 213081.1.2過篩 3102571.1.3稱量輸送 581971.1.4初混 61.1總工藝流程圖圖1.1總工藝流程圖1.2總工藝流程說明聚丙烯樹脂和配方助劑先進行干燥，保證進入設備的物料沒有過多的水分，然后進行過篩，將運輸、裝卸過程中可能混入的雜質(zhì)剔除。聚丙烯樹脂和助劑經(jīng)過初混，得到具有一定均勻性的混合物料。將混合后的物料經(jīng)過計量加料裝置加入到雙螺桿擠出機中，在外加熱器和物料與物料、機筒、螺桿的剪切摩擦作用下熔融塑化，在物料已基本熔融的區(qū)域設置第二加料口，玻璃纖維由第二加料口加入，并與熔融聚合物混合。由于樹脂已充分塑化，對玻璃纖維提供了潤滑保護作用，大大減輕了對螺桿、機筒的磨損。物料以條狀擠出后，立即送入水中被高速旋轉的切刀切成粒子，由循環(huán)水泵輸送到離心干燥機中脫水、干燥。將單螺桿擠出機加熱到預定的溫度，然后開動螺桿并同時加入制備好的粒料，在螺桿的旋轉剪切作用下，將粒料進行輸送并壓實。粒料從加料段進入熔融段，沿著螺槽繼續(xù)向前，進一步熔融，并最終全部轉變?yōu)轲ち鲬B(tài)。從熔融段進入計量段的熔融粒料在機頭口模阻力造成的回壓作用下進一步混合均勻，并定量定壓地從機頭口模中擠出。擠出物離開口模后仍處于高溫熔融狀態(tài)，具有很大的塑性變形能力，為防止板材產(chǎn)生內(nèi)應力而翹曲，使其緩慢冷卻，將擠出的板材通過三輥壓光機，調(diào)整板坯各點速度一致，保證板材的平直。經(jīng)三輥壓光機定型后的板材溫度仍比較高，故用冷卻輸送裝置輸送板材，使其緩慢冷卻、自然散熱。由壓光機壓光后的板材在導輥的引導下進入牽引機中，牽引機的牽引速度稍低于三輥壓光機，保證在生產(chǎn)過程中板材具有適當?shù)膹埩?。?jīng)牽引機送來的板材通過鋸切設備裁切成規(guī)定的長度。1.3造粒前準備塑料在成型加工過程中，原材料的質(zhì)量對其成型加工及產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，因此在成型前必須嚴把原料的質(zhì)量關。由于原材料在生產(chǎn)、包裝、運輸?shù)冗^程中易受污染、潮濕環(huán)境的影響，因此在成型前應對原料進行預處理，包括原料的干燥、固體物料的過篩、液體物料的過濾，有些原料（如穩(wěn)定劑等）還需進行研磨等處理。1.1.1干燥生產(chǎn)原料中若含有過多的水分或揮發(fā)分，會給塑料產(chǎn)品的表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量造成影響，甚至導致加工困難。例如塑料產(chǎn)品的各項性能指標不合格：產(chǎn)品氣泡、毛疵、銀絲、斑紋增多以及透明度下降等。因此對于易吸濕的、單體等揮發(fā)分含量大的以及在運輸或儲存過程中淋濕的物料，成型前必須進行干燥處理。塑料原料干燥的方法較多，常見的有真空干燥、熱風干燥、遠紅外線干燥、循環(huán)氣流干燥等。1.1.1.1熱風干燥熱風干燥是應用較為廣泛的一種干燥方法。這種干燥方法是由電熱器加熱氣流，形成熱風循環(huán)，熱風通過物料時，使物料中的濕分汽化，并被氣流帶走，從而使物料干燥。熱風干燥常用的是干燥烘箱，干燥熱塑性物料，烘箱溫度根據(jù)物料性質(zhì)控制在60~110℃范圍，時間為1~3h；對于熱固性物料，溫度50~120℃或更高（根據(jù)物料而定）。熱風干燥箱結構簡單，多用于小批量塑料或助劑的干燥。1.1.1.2真空干燥真空干燥將需干燥的物料置于減壓的環(huán)境中進行干燥處理，此方法有利于將附著在物料表面的水分揮發(fā)以達到干燥的目的。真空干燥時由于機器內(nèi)空氣被抽出，而減少干燥環(huán)境中的含氧量，可避免物料干燥時的高溫氧化現(xiàn)象。真空干燥主要用于在加熱過程中易氧化的物料，如PC、PA等。靜置真空干燥箱和回轉真空干燥器設備投資大，能耗高（加熱耗能、真空耗能、回轉耗電），干燥效率提高不多，所以塑料加工企業(yè)應用不多。1.1.1.3遠紅外線干燥遠紅外線預熱干燥一般先通過加熱器對基體進行加熱，然后熱能由基體傳遞給輻射遠紅外線的涂層，再經(jīng)涂層將熱能轉變?yōu)檩椛淠?，使之輻射出遠紅外線。由于預熱干燥的物料對遠紅外線具有吸收率高的特點，當物料吸收了遠紅外線干燥裝置發(fā)射的特定波長的遠紅外線時，便使其分子產(chǎn)生激烈的共振，從而使物料內(nèi)部迅速地升高溫度，達到干燥的目的。遠紅外干燥器造價較低、結構簡單、維修方便，此外干燥效率高、控溫方便迅速、產(chǎn)品均勻清凈，但紅外干燥器一般用于薄層物料干燥，主要適用于大批量物料的干燥。1.1.1.4循環(huán)氣流干燥循環(huán)氣流干燥是利用蒸汽、電、熱風爐、煙氣爐的余熱做熱源來進行干燥。循環(huán)氣流干燥的特點是：干燥時間短，物料脫水速率快，一般為0.5~3秒。主要適用于大批量的各種粉料、粒料、糊狀料等物料的干燥。氣流干燥器的結構簡單，占地面積小且熱效率高（可達60%左右）。通過對比本設計選用氣流干燥器作為物料干燥設備。1.1.2過篩過篩是塑料原料成型前的一種預處理工序。過篩是按不同粒度要求對固體物料進行分級，除去物料中混入的雜質(zhì)，去除粒徑較大的物料，使之達到均勻度和細度方面的要求，以確保塑料制品成型設備的安全，保證物料具有優(yōu)良的加工性能，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。其中細度是指物料顆粒直徑毫米數(shù)（mm），常用通過篩網(wǎng)的目數(shù)（網(wǎng)孔數(shù)/英寸）來表征，一般目數(shù)越大，顆粒越細；物料的均勻度是指是顆粒間直徑大小的差數(shù)，通常用粒徑分布情況來控制，物料粒徑分布越窄，顆粒越均勻。常用的過篩方法主要有轉動篩析、振動篩析和平動篩析三種類型。過篩主要用于粉狀著色劑、樹脂或填料、穩(wěn)定劑等添加劑的篩分，如粉狀顏料、粉狀PVC樹脂、碳酸鈣填料等。過篩常用的設備主要有轉動篩、振動篩和平動篩三種類型。1.1.2.1轉動篩轉動篩主要由篩網(wǎng)和篩骨架組成，常見的主要有圓筒型轉動篩，圓筒型轉動篩通常又稱為滾筒篩，主要由減速機、電機、滾筒篩體、機架、護罩、進出料口等組成。滾筒篩體安裝在機架上（為傾斜狀），將電動機通過減速機與滾筒裝置連接在一起，驅(qū)動滾筒繞其軸線轉動。轉動篩工作時，電動機通過聯(lián)軸器驅(qū)動滾筒旋轉，物料從加料口進入滾筒內(nèi)后，由于滾筒裝置的傾斜與轉動，滾筒篩內(nèi)的物料也隨之滾動與翻轉，使粒徑小于篩網(wǎng)孔徑的物料經(jīng)滾筒的篩孔落下，從出口排出，不合格的物料經(jīng)滾筒末端排出。由于物料在滾筒內(nèi)不斷地滾動、翻轉，因而可將卡在篩孔中的物料彈出，防止篩孔堵塞。轉動篩為敞開式，有利于篩網(wǎng)的維修和更換，且結構簡單、操作方便，但篩選物料的效率低。在篩網(wǎng)總面積中，使用面積只占到1/6~1/8，而且由于篩體為敞開式，在篩選物料時易使粉塵飛揚，衛(wèi)生性差。轉動過篩適合于篩選密度較大的粉狀填料，如滑石粉、碳酸鈣、陶土等。1.1.2.2振動篩振動過篩的設備是振動篩。振動篩根據(jù)動力來源可分為電磁振動篩和機械振動篩兩種類型，篩體的形狀有圓筒形和長方形。機械振動篩的工作原理是利用偏心輪裝置作為激振器，電動機經(jīng)三角皮帶，帶動激振器主軸回轉，由于激振器上不平衡重物的離心慣性力作用，使篩體在工作過程中沿單一方向發(fā)生變速往復運動而產(chǎn)生振動，從而達到篩選的目的。一般來說改變激振器的偏心重，可以獲得不同的振幅。機械振動篩由于篩箱的強烈振動，減少了篩孔堵塞現(xiàn)象，使篩子具有較高的生產(chǎn)率和篩分效率；篩體構造簡單、方便拆換篩面；節(jié)約能耗，篩分每噸物料所需的電能少。電磁振動篩的特點是篩面高頻振動，可以達到8~10倍重力加速度，是一般振動篩振動強度的2~3倍。因而不堵塞篩孔，整個篩網(wǎng)都能得到利用，篩面自清洗能力強，處理能力大，篩分效率高。適用于細顆粒和粉體物料的脫水、篩分。1.1.2.3平動篩平動過篩的設備是平動篩，主要由篩體、偏心軸、偏心輪等組成。根據(jù)篩體數(shù)目，平動篩可分為單篩體式和雙篩體式兩種類型。雙篩體式有兩個篩體，其四角用鋼絲繩懸吊在上面的支撐部件上，而中間的偏心軸具有傳動作用，為了保證平動篩運動平穩(wěn)，偏心輪在設計時通常采用平衡塊（鉛塊）來實現(xiàn)其質(zhì)量平衡。偏心軸在轉動時，篩體依靠平衡塊做平面圓周變速運動而達到篩選物料的目的。篩網(wǎng)通常為合金絲網(wǎng)、銅絲網(wǎng)和其他金屬絲網(wǎng)等。工作時將需篩析的物料放置于回轉的篩網(wǎng)上，通過驅(qū)動裝置帶動圓筒型篩網(wǎng)轉動而實現(xiàn)物料的篩析。根據(jù)物料的特點以及經(jīng)濟成本、衛(wèi)生條件等因素的考慮，本論文設計選用機械振動篩設備過篩物料。1.1.3稱量輸送1.1.1.1物料稱量投入混合機進行混合的原料，首先應按物料損耗系數(shù)和設備容積計算出投料量，然后根據(jù)設計好的配方計算每種原料的投料量。根據(jù)得出的投料量精確稱重，為防止產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，稱量必須準確無誤。稱量器和自動計量裝置應定期檢查與校正，防止因計量錯誤造成生產(chǎn)產(chǎn)品不合格或質(zhì)量不穩(wěn)定。稱量操作過程如下：（1）原料檢查按配方中的要求，將所用的原料集中放在一起，并且原料的放置位置也是需要考慮的。如樹脂用量較多，就要放在靠近磅秤的附近；顏料用量較少，要放在靠近架盤天平附近；將暫時不用的物料先放在另一處，以免在稱料時出錯。一般來說，未開封的包裝，內(nèi)容物和標注的名稱、規(guī)格是一致的；而已開封的包裝，很有可能會摻雜進其他雜質(zhì)，導致內(nèi)容物和標注不一致。因此對已開封的包裝，使用之前一定要對其組分進行確認。（2）稱量器具的調(diào)零在實際生產(chǎn)中，用磅秤或臺秤之前必須調(diào)零，并按時對磅秤進行計量檢驗。自動計量裝置也應及時定期檢查與校正，防止因計量錯誤造成生產(chǎn)產(chǎn)品不合格或質(zhì)量不穩(wěn)定。（3）稱量誤差在稱量過程中，如果容器的質(zhì)量和被稱物相比，占有很大的比例，一般情況下，容器的質(zhì)量是不會被忽略的。如果容器的質(zhì)量很輕，其質(zhì)量往往被忽略。手工進行配料時，相對誤差不超過2%。（4）稱量順序如果稱量操作是邊稱量邊加料，則稱量順序就是加料順序，此時稱量順序就很重要。如果是在所有物料稱量完后再加料，則此時可不考慮稱量順序，只要加料順序正確就可以。（5）稱量后的檢查如果是初次配料，所有物料稱完后應對照配方再檢查一次稱量情況。首先，要檢查被稱量物料的種類，做到不錯不漏，準確無誤；其次，要抽樣檢查所稱量物料的量，核實是否和稱量的數(shù)值相符。1.1.1.2物料輸送對固體原料（如樹脂等）常用風機輸送到高位的料倉中，使用時再向下放出，進行稱量；對液態(tài)原料（如各種增塑劑等）常用泵通過管道輸送到高位槽進行貯存，使用時再定量放出，這有利于密閉式連續(xù)化生產(chǎn)。1.1.4初混在塑料制品生產(chǎn)中，只有少數(shù)合成樹脂可單獨用來加工，絕大多數(shù)合成樹脂都需要加入多種添加劑方可成型滿意的制品。而多組分的塑料在成型前都需要進行混合，以使各組分分散均勻，促進組分間的相互滲透、吸收，同時還能使物料初步塑化，以改善物料成型加工性能。物料的混合是憑借設備的振動、翻滾、攪拌、推拉等作用，使加入的物料中各組分位置發(fā)生更換，達到各組分分布均勻的目的。物料混合設備主要有Branetali混合機、低速混合機、連續(xù)混合設備、高速混合機等。1.1.4.1捏合機捏合機可兼用于非潤性和潤性物料的混合，主要用于高黏度物料的混合分散。如粉狀顏料、色母料等。物料在可塑狀態(tài)下，沿捏合機內(nèi)混合室的側壁上翻而在混合室的中間下落，承受重復強烈的剪切擠壓，使物料破碎、細化、混合分散。捏合機能形成較為強烈的橫混和縱混，從而表現(xiàn)出良好的研磨和分散能力。1.1.4.2Branetali混合機不同黏度乳液的混合和分散主要采用Branetali混合機，混合機中一般都配備溫控裝置。還有一對同軸不同轉速，且軸心位于混合室中心的框型板，工作時憑借框型板與混合室內(nèi)壁對物料產(chǎn)生的摩擦、剪切、擠壓等作用，使物料間相互碰撞、交叉混合，以使其均勻分布?；旌蠙C的工作容量范圍較寬，可以是總容量的25%~80%，混合室拆裝方便，換料換色容易。但框型板對物料在重力方向的作用較弱，故對超高黏度的乳液混合分散效果不佳。1.1.4.3高速混合機高速混合機也稱為高攪機，是目前廣泛使用的間歇式混合設備，適用于配料、混色、制備母粒和共混材料的預混合，如ABS的混合、顏料與分散劑及樹脂的混合、PVC樹脂與其他助劑的混合等。由于槳葉運動速度很高，物料間及物料與所接觸的各部件相互碰撞、摩擦頻率很高，使得團塊物料破碎。加上折流板的進一步攪拌，使物料形成無規(guī)的旋渦狀流動狀態(tài)而導致快速的重復折疊和剪切