聚合物成型加工課程設計目錄14248第一章緒論 334271.1設計題目 3134481.2PE管概述 3177361.4PE-RT管材國內研究進展 4171341.4PE-RT管材研究前景 413048第二章高強PE-RT管材原料的選擇與配方的設計 5322122.1主要原料的選擇 526912.1.1PE-RT的分子結構特征 587342.1.2PE-RT與非耐熱聚乙烯 5209972.1.3PE-RT樹脂的化學性質與基本物理參數 638662.1.3PE-RT成型加工特性 778532.2各助劑性能分析 7214832.2.1補強填充劑——表面預處理的納米CaCO3[2][3] 779362.2.2著色劑（光穩定劑）——鈦白粉TiO2 8310452.2.3阻交聯劑——二甲基亞砜 910482.2.4抗氧劑——抗氧劑1010 10292302.2.5表面活性劑——QAMPS[4] 11107322.2.6分散劑（潤滑劑）——低分子聚乙烯蠟 11132142.3配方的設計 1279212.4高強耐熱聚乙烯體系綜合性能測試 1212846第三章物料的相關計算 14280413.1總物料衡算 14159283.2開車時間計算 14240883.3產量計算 14148783.4各組分量的計算 1524264第四章生產設備的選型和計算 18172914.1設備選型的原則 18261594.2儲料罐的選擇 18286474.2中間儲料倉的選取 1842254.3稱的選擇 19320954.3.1PE-RT樹脂的稱量 19294264.3.2納米CaCO3稱量 1995124.3.3TiO2、低分子聚乙烯蠟稱量 20162324.3.4抗氧劑1010的稱量 20248124.3.5QAMPS、二甲基亞砜的稱量 20252864.4上料機的選擇 20175314.5高速攪拌機的選擇 21231024.6料位監測系統 21220794.7干燥機及除塵設備的選擇 2283404.8單螺桿擠出機的選取 22255954.9機頭的選擇 23231084.10冷卻定型套的計算及選型 24324794.11冷卻水槽的計算及選型 25245354.12牽引裝置計算及選型 26248354.13切割機的計算及選型 2632757第五章生產高強PE-RT工藝流程設計 27204015.1工藝流程概述 27243085.2工藝流程圖 27269365.3工藝流程分析 28184205.3.1原料混配 285375.3.2擠出塑化 2891635.3.3真空定型 2953215.3.4冷卻 29113325.3.5牽引 2982905.3.6切割 29262515.3.7檢驗 29301975.3.8保壓 2914635.3.9包裝 2912640設計總結 307882參考文獻： 31

第一章緒論1.1設計題目年產1000噸高強耐熱聚乙烯管材生產工藝設計1.2PE管概述聚乙烯具有較高的強度，能承受一定的應變；具有良好的柔韌性和耐低溫性；對酸性和堿性物質具有優越的抗腐蝕性；重量輕，易加工成型，且便于安裝，目前已被廣泛應用于城市供水、排水、城市燃氣供應以及農用灌溉等領域。隨著社會的發展，人們對聚乙烯管材的性能提出了更高的要求，單純的聚乙烯材料已不能完全滿足社會的需要。但是聚乙烯屬于非極性聚合物，與無機物、極性高分子相容性弱，現有的聚乙烯管材其強度仍不是很理想，且耐熱性和耐老化性欠佳，在使用的過程中不能長期暴露于空氣中，從而限制了聚乙烯管材的應用。耐熱聚乙烯（polyethyleneofraisedtemperatureresistance?PE-RT）管是一種可以用于運輸熱水的非交聯的聚乙烯管。為了突出其非交聯的特性，人們又稱之為“耐高溫非交聯聚乙烯管”。PE-RT管是目前唯一不需交聯便能在高溫高壓下呈現優異的耐長期靜液壓性能的塑料管。由于PE-RT管具有非交聯、易加工、可回收、可焊接、柔韌性好、熱傳導性優良等特點而逐漸成為理想的地板采暖熱水管材料。1.3PE-RT管材國外研究進展PE-RT管因其特有的耐熱耐壓性能而受到市場的熱捧。國外大的石化公司投入了大量資源進行PE-RT專用料的開發。首先進行PE-RT專用料開發的是美國陶氏化學公司（Dow），該公司于20世紀90年代便在市場上投放其第一個PE-RT專用料，牌號為Dowlex2344E。由于市場對產品的綜合性能提出了更高要求，在2002年，陶氏化學公司推出了其第二個PE-RT專用料Dowlex2388。Dowlex2388較Dowlex2344E的綜合性能更為優良，具有更好的耐熱耐長期靜液壓等性能。隨著PE-RT市場的不斷擴大，國際上眾多知名石化公司也相繼開發出了各自牌號的PE-RT專用料。例如，2003年，韓國SK能源公司開發了牌號為YuclairDX800的PE-RT管專用料，2007年后，韓國LG化學公司推出了牌號為SP980的PE-RT管專用料。隨后，韓國大林產業公司（Daelim）也研究開發出牌號為XP9000的PE-RT專用料?并進入中國市場。最近，有報道稱，總部位于荷蘭的利安德巴塞爾工業公司（LyondellBasellIndustries）開發了牌號為Hostalen4731B的一款新型耐熱聚乙烯樹脂（PE-RT），用以完善其用于鉛管制造和地板采暖材料的產品線。1.4PE-RT管材國內研究進展由于PE-RT管具有柔韌性好、強度高、抗沖擊性強和耐熱性能好等優點?加之國內地面采暖產業的大規模發展。近年來，PE-RT管在國內的發展勢頭強勁。據不完全統計，國內地面輻射采暖管道材料中PE-RT管道約占30％，生產企業達100多家。主要的知名企業有沈陽金德管業集團有限公司、浙江偉星新型建材股份有限公司、武漢金牛經濟發展有限公司等。在PE-RT專用料的開發上，國內科技人員進行了大量的研究工作。目前，揚子石化的PE1802在性能上已經可以替代進口料，并已在一些PE-RT管生產廠家使用，市場反饋較好，但在綜合性能上，與進口料仍有差距。1.4PE-RT管材研究前景PE-RT管因具有良好的耐溫性能和長期的耐壓性能，在耐熱型承壓領域，特別是在地面輻射工程應用上具有獨特的優勢。PE-RT管用于地暖管道具有諸多優勢，如其具有良好的穩定性和長期的耐壓性能，具有良好的抗熱蠕變性能而易于彎曲方便施工，以及抗沖擊性能好等優點。目前，PE-RT管存在著加工成型性能、抗金屬老化性能、耐溫性能以及耐慢速裂紋增長性能較差的缺點。本設計的目的在于針對現有技術的不足，提供一種具有良好力學性能、耐環境應力開裂性能的PE-RT地暖管材料。

第二章高強PE-RT管材原料的選擇與配方的設計2.1主要原料的選擇2.1.1PE-RT的分子結構特征耐熱聚乙烯屬于中密度聚乙烯，英文名稱縮寫為PE-RT（PolyethylenewithRaisedTemperatureresistance），它是由乙烯單體和1-辛烯單體共聚而成的，很顯然辛烯與乙烯單體共聚時具有能形成較長支鏈的烯類單體，支鏈上含有六個碳原子（C），其聚合反應如下：一個和幾個共聚單元上帶有的6C長支鏈，使得這種半結晶材料的結晶也有足夠的“鏈段”數目，分子鏈之間無需引入活性交聯分子，晶格間支鏈化程度非常高。分子鏈之間以及長支鏈之間互相無序纏繞，形成了“立體網狀結構”，這種特殊結構的形成使材料的力學性能及抵抗外應力作用的蠕變性能大大提高，提高了其熱穩定性、長期靜液壓強度、抗慢速裂紋增長（SCG）和快速裂紋擴張（RCP）性能。2.1.2PE-RT與非耐熱聚乙烯通過分子設計技術，并采用茂金屬催化劑的新型合成工藝是合成PE80級以上承壓管道材料的先進工業技術特征之一。PE-RT也屬于PE80級，其工作溫度范圍可提高到80℃以上，并能保證50年的使用壽命，當然其必須通過國際權威獨立試驗室進行認證的，滿足德國標準DIN4721和DIN16883的要求。PE-RT耐熱性的提高主要得益于所用的共聚單體是1-辛烯而不是1-丁烯、1-己烯等，這樣優化了支鏈的密度和微觀晶體結構，達到了與交聯聚乙烯同樣的耐溫性能。2.1.3PE-RT樹脂的化學性質與基本物理參數PE-RT由于特殊的分子結構，具備很多優良的化學性質：1、良好的熱穩定性和長期靜液壓性能PE-RT的均質性好，抗蠕變性能優異，可以保證長期在較高溫度、壓力下使用的安全性；2、抗沖擊性好PE-RT是具有較高分子量的乙烯和辛烯共聚樹脂，它特有的線性乙烯主鏈和辛烯短支鏈分支，使之具有優異的抗沖擊性能；3、低溫性能突出PE-RT的低溫脆裂溫度達到-70℃，可以在較低的溫度下施工、運輸，同時即使在低溫狀態下，PE-RT仍舊具有很好的柔韌性。4、衛生安全可回收PE-RT無毒無味，衛生性能好。同時產品具有可回收性，不會造成環境污染。生產工藝易掌握和控制，產品性能穩定。屬性單位數據物理屬性密度23℃g/cm30.935邵氏硬度--56熔融指數190℃/2.16kgg/10min0.60熱物理屬性熔點℃128.25結晶溫度℃113.55線膨脹系數m/(m·K)1.4×10-4導熱系數W/（m·K）0.4維卡軟化溫度℃123機械屬性拉伸屈服強度MPa18.6拉伸斷裂強度MPa34.3拉伸斷裂伸長率%800彈性(彎曲)模量MPa549Table2.1LGPE-RTSP980的基本物理參數2.1.3PE-RT成型加工特性PE-RT屬中密度聚乙烯，作為耐熱聚乙烯，它在生產加工過程中無需交聯，克服了交聯聚乙烯生產工藝的復雜性、交聯度控制不穩定性，使得整個管材絕對的均質，質量穩定。但PE-RT的加工溫度范圍不是很寬，其熔體溫度一般控制在190℃左右，管材生產時若溫度過高，其熔體強度低，會影響其成型的穩定性。管件的注塑成型一樣應采取低溫低壓機理，要求冷卻必須均勻。因其熱傳導系數是聚丙烯、聚丁烯的2倍，成型收縮率及成型后收縮率都比聚丙烯大。交聯聚乙烯交聯度的大小決定了交聯聚乙烯的長期靜液壓強度，即其使用壽命。一般交聯聚乙烯的交聯度必須達到65％以上，這樣交聯結構的形成是通過交聯劑（過氧化物、乙烯基三甲氧硅烷）在一定的溫度和壓力下發生化學反應，實現聚乙烯支鏈的相互交聯而成，其加工的難度大且可變因素多，交聯度不易控制。PE-RT對加工設備的適用性較強，一般聚烯烴單螺桿擠出機均可完成PE-RT的成型加工，根據PE-RT的材料特性進行工藝參數的設定和調整即可。2.2各助劑性能分析2.2.1補強填充劑——表面預處理的納米CaCO3[2][3]2.2.1.1納米納米CaCO3碳酸鈣是高分子復合材料中廣泛使用的無機填料，并且價格低廉，用其填充聚合物可大大降低制品的成本，并且在一定條件下可提高聚合物的性能。在橡膠、塑料制品中添加碳酸鈣等無機填料，可提高制品的耐熱性、耐磨性、尺寸穩性及剛度等，并可降低制品成本。納米材料由于尺寸小、比表面積大而產生量子效應和表面效應,具有許多特殊的優異性能。由納米粒子帶來的納米效應和納米粒子與基體間強的界面相互作用，能夠使基料PE-RT的材料力學性能得到提高，遮光性得到改善。2.2.1.2表面處理的必要性根據無機剛性粒子增韌理論,無機剛性粒子增韌的一個必要條件是分散粒子與樹脂界面結合良好。CaCO3填料表面極性較強,而PE-RT是非極性聚合物,二者相容性差。另一方面,由于納米級CaCO3表面能高,自身易團聚,在非極性聚合物熔體中更難均勻分散。因此,對于納米CaCO3填充PE-RT體系,CaCO3必須經適當的表面處理,才能起到增韌作用。經表面處理劑處理后,CaCO3粒子表面能降低,主要是極化分量降幅較大,處理后的CaCO3粒子表面能已接近PE-RT基體表面能,有利于CaCO3粒子在PE-RT中的分散。產品名稱碳酸鈣氫氧化鈣生產廠家供應納米級碳酸鈣生產廠家浙江天石納米科技有限公司價格面議規格參數類別ty-1平均粒徑（nm）60≤80﹪粒徑分布（um）≤0.40≤20﹪粒徑分布（um）≤0.15白度≥95.0比表面積（m2/g）26吸油值（gDOP/100gCaCO3）<40.0水分（﹪）＜0.5PH值8.5～10.5CaCO3主含量（﹪）95MgCO3（﹪）＜0.5鹽酸不溶物（﹪）＜0.1表面處理脂肪酸密度2.71g/cm3公司地址浙江建德市下涯鎮下涯村溪上自然村聯系電話057164741498able2.2納米CaCO3產品的基本信息2.2.2著色劑（光穩定劑）——鈦白粉TiO2耐熱聚乙烯制品多數暴露在陽光和其它各種光線下，根據制品應用環境添加一定量的光穩定劑可防止和延緩其分解和老化，延制品使用壽命。為了產品的美觀，因此常在PVC制品中加入適當的著色劑，使其色澤能滿足人們的審美需求。本實驗中光穩定劑和著色劑均為鈦白粉，用量為8份。管材用鈦白粉的化學名稱為二氧化鈦，分子式為：TiO2，晶型為銳鈦型，呈白色粉狀，是一種重要的無機化工原料，無毒，具有良好的光學性質和顏料性質，是重要的白色顏料。在塑料中加入鈦白粉，可以提高塑料制品的耐熱性、耐光性、耐候性，使塑料制品的物理化學性能得到改善，增強制品的機械強度，延長使用壽命。產品名稱管材用鈦白粉（銳鈦型）生產廠家深圳市華爾信化工原料有限公司價格25KG/袋規格參數品牌/型號華爾信/BA-5D顏料(與標樣比)不低于105度揮發物%≦0.25水溶物%≦0.25白度≧%93篩佘物(45um篩孔)%≦0.3吸油值g/100g≦23.9水懸浮液PH值7.3密度3.8遮蓋力g\㎡40公司地址深圳市龍崗區平湖鎮華南城M14（101）號聯系電13902475231Table2.3鈦白粉TiO2產品的基本信息2.2.3阻交聯劑——二甲基亞砜阻交聯劑的加入杜絕了高溫、高剪切速率情況下PE-RT材料熔體系帶鏈的破壞或催化劑殘余物及其它助劑釋放的金屬離子造成的催化反應而產生交聯物，保證管材擠出生產正常，保證了PE-RT管材的力學性能不降低而有所提高。二甲基亞砜(DMSO)是一種含硫有機化合物，分子式為(CH3)2SO，常溫下為無色無臭的透明液體，是一種吸濕性的可燃液體。具有高極性、高沸點、熱穩定性好、非質子、與水混溶的特性，能溶于乙醇、丙醇、苯和氯仿等大多數有機物。產品名稱二甲基亞砜湖北興發原裝批發生產廠家山東金悅源新材料有限公司價格28000元/噸規格參數簡稱DMSO分子式C2H6OS相對分子質量78.13物理狀態無色黏稠透明油狀液體或結晶體有效物質含量99.50%相對密度（20/4℃）1.100g/mL熔點18.45℃沸點189℃CAS67-68-5公司地址山東省濟南市天橋區濟南新材料交易中心聯系電able2.4DMSO產品的基本信息2.2.4抗氧劑——抗氧劑1010抗氧劑是一類抑制或延緩聚合物降解，從而延長其使用壽命和價值的一類物質。按其結構可分為胺類、酚類、含磷化合物、含硫化合物、有機金屬鹽類等。抗氧劑在聚合物中的用量較少，一般在1～3份之間最佳。抗氧劑1010化學名為：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯，為白色結晶粉末，化學性狀穩定。其為一種多元受阻酚型抗氧劑，與大多數聚合物具有很好的相容性。有良好的防止光和熱引起的變色作用。產品名稱原裝進口巴斯夫抗氧劑1010生產廠家廣州市潤展化工有限公司價格46元/公斤規格參數商品名Irganox1010分子式C73H108O12相對分子質量1177.65物理狀態白色結晶粉末；不溶于水有效物質含量≥98％揮發份≤0.5％熔點110~125℃灰份≤0.1％密度1.15CAS6683-19-8公司地址廣州市天河區圃興路51.53.55號長航商務中心聯系電able2.5抗氧劑1010產品的基本信息2.2.5表面活性劑——QAMPS[4]表面活性劑一般是低分子量分散劑。表面活性劑分子具有改性作用，特別是降低顏料和樹脂溶液間表面張力。聚硅氧烷(有機硅)表面活性劑是20世紀50年代問世的一種新型表面活性劑。與通常的烴類表面活性劑相比，聚硅氧烷表面活性劑由于主鏈是聚甲基硅氧烷，因而具有較高的表面活性、鋪展性、耐高低溫性、耐候性，且無毒、無腐蝕。而與一般的乳化硅油相比，季銨陽離子聚硅氧烷的調理功能更全面，具有較高的親水性和配伍性，還可以降低脂肪族離子表面活性劑的脫脂作用。故采用季銨鹽改性聚硅氧烷（QAMPS）為表面活性劑。聚(甲基氫)硅氧烷(PMHS)與烯丙基縮水甘油醚(AGE)的硅氫化反應，與二乙胺的加成反應和與芐氯的季銨化反應.產品名稱聚(甲基(γ-(2-羥基-3-N,N-二甲基-N-芐基氯化銨))-丙基)硅氧烷規格參數商品名QAMPS結構特征每個重復單元均含一個季銨陽離子玻璃化轉變溫度(Tg)-68.7℃物理狀態常溫下是液體粘流溫度(Tf)-2.5℃臨界膠束濃度(CMC)56.6mg/L密度0.963最小表面張力31.5mN/m-1Table2.6QAMPS產品的基本信息2.2.6分散劑（潤滑劑）——低分子聚乙烯蠟分散劑的作用是減少完成分散過程所需要的時間和能量，穩定所分散的顏料分散體等固體顆粒，提高流動性和成型加工性。本設計選用低分子聚乙烯蠟。聚乙烯蠟為低分子量聚乙烯。其特點是軟化點較高（100℃），接近于高分子量聚乙烯，而熔融粘度和硬度則接近于石蠟。聚乙烯蠟還可作為潤滑劑，其外潤滑作用很強，由于分子中無極性基團，熔點高，揮發性低，即使在很高的加工溫度和剪切速率下也有明顯的潤滑作用。與其他的外部潤滑劑相比，聚乙烯蠟具有更強一些的內部潤滑作用。產品名稱聚乙烯蠟（低分子量聚乙烯）CH-3生產廠家汪陰市顧山東風合成化工有限公司價格10元/公斤規格參數型號CH-3相對分子質量3000化學結構－[ch2－ch2]n酸值（mgkoh/g）≤0.50密度0.95軟化點105－107℃公司地址中國江蘇江陰市江蘇省江陰市顧山鎮聯系電able2.7低分子聚乙烯蠟產品的基本信息2.3配方的設計組分質量百分數配方/%基體樹脂PE-RTSP98070%補強填充劑表面預處理的納米CaCO315%著色劑鈦白粉TiO210%阻交聯劑二甲基亞砜0.3%抗氧劑抗氧劑10100.5%表面活性劑QAMPS[4]1.2%分散劑低分子聚乙烯蠟3%Table2.8配方的設計2.4高強耐熱聚乙烯體系綜合性能測試對上述配方制得的管材采用下列測試方法檢測;熔體指數采用GB/T3682一2000規定的方法測定;拉伸性能按GB/T1040-92規定的方法測定，拉伸速度為50mm/min;耐溫性能采用維卡軟化點表示，測試采用GB/T1633-2000;熱穩定性及老化性能測試方法如下:將未改性的PE-RT聚乙烯以及制備的專用料壓片，用金屬銅板夾緊，置于110℃烘箱中，老化3000小時，然后測定氧化誘導期，氧化誘導期采用塑料管材熱穩定性測試標準GB/T17391-1998規定的方法。彎曲性能按GB/T9431-2000規定的方法測定，預測的各項性能參數應達標準見下表7。性能參數預測熔體指數（230,5kg）0.59拉伸強度（MPa）18維卡軟化點（℃）131氧化誘導期（200℃）（min）及保留率未老化前150老化后123保留率（%）83.8Table2.9預測所制管材應達性能參數

第三章物料的相關計算3.1總物料衡算由設計要求，為年產1000噸的高強耐熱聚乙烯管材，考慮其生產過程中的損失料、散失料、機頭料、廢品等，物料的損失率為1.4％。X（1-1.4％）=1000噸得：X=1014.2噸所以要滿足年產1000噸的高強耐熱聚乙烯管材，考慮其物料損失率，年投料應為1014.2噸，方能滿足設計要求3.2開車時間計算工作日衡算：（1）年工作日：365—10（法定節假日）=355天=8520小時（2）設備大修：14天/年=336小時/年（3）特殊情況停車：5天/年=120小時（4）實際開車實際：336天=8064小時3.3產量計算日產量：==3.0185t/d每小時產量：==0.125769t/h=125.769Kg/h每次預料量為供5小時生產的料：=125.769×5=628.845Kg/h3.4各組分量的計算組分以混合料質量為100份的表示法/％PE-RTSP98070%表面預處理的納米CaCO315%鈦白粉TiO210%二甲基亞砜0.3%抗氧劑10100.5%QAMPS[4]1.2%低分子聚乙烯蠟3%總計100Table3.1配方中各組分的含量表計算PE-RT的質量：M=628.845QUOTE×70%=440.1915Kg計算PE-RT的體積：V=440.1915÷0.935÷1000=0.4708納米CaCO3：M=628.845QUOTEQUOTE×15%=94.3268KgV=94.3268÷2.71÷1000=0.03481TiO2：M=628.845QUOTEQUOTE×10%=62.8845KgV=62.8845÷3.8÷1000=0.01655二甲基亞砜：M=628.845QUOTEQUOTE×0.3%=1.8865KgV=1.8865÷1.1÷1000=0.001715抗氧劑1010：M=628.845QUOTEQUOTE×0.5%=3.1442KgV=3.1442÷1.15÷1000=0.002734QAMPS：M=628.845QUOTEQUOTE×1.2%=7.5461KgV=7.5461÷0.963÷1000=0.007836低分子聚乙烯蠟：M=628.845QUOTEQUOTE×3%=18.8654KgV=18.8654÷0.95÷1000=0.01986組分百分含量（%）質量（kg）密度(g/cm3)V(m3)PE-RTSP98070%440.19150.9350.4708表面預處理的納米CaCO315%94.32682.710.03481鈦白粉TiO210%62.88453.80.01655二甲基亞砜0.3%1.88651.1000.001715抗氧劑10100.5%3.14421.150.002734QAMPS[4]1.2%7.54610.9630.007836低分子聚乙烯蠟3%18.86540.950.01986總計100628.845--Table3.2各組分的百分含量、質量、密度、體積關系表（5小時）PE-RT樹脂用量較多，采用5天購買物料一次的方式，納米CaCO3和TiO2采用十天購買一次物料的方式，二甲基亞砜、抗氧劑1010、QAMPS、低分子聚乙烯蠟用量很少，采用20天購買物料一次的方式。PE-RT樹脂：M=一天所需質量QUOTE×5=10.5646t（440.1915QUOTE×24÷5QUOTE×5）V=一天所需體積QUOTEQUOTE×5=11.2992納米CaCO3：M=一天所需質量QUOTE×10=4.5277tV=一天所需體積QUOTEQUOTE×10=1.6709TiO2：M=一天所需質量QUOTE×10=3.01846tV=一天所需體積QUOTEQUOTE×10=0.7944二甲基亞砜：M=一天所需質量QUOTE×20=0.1811tV=一天所需體積QUOTEQUOTE×20=0.1646抗氧劑1010：M=一天所需質量QUOTE×20=0.3018tV=一天所需體積QUOTEQUOTE×20=0.2625QAMPS：M=一天所需質量QUOTE×20=0.7244tV=一天所需體積QUOTEQUOTE×20=0.7523低分子聚乙烯蠟：M=一天所需質量QUOTE×20=1.8111tV=一天所需體積QUOTEQUOTE×20=1.9066

第四章生產設備的選型和計算4.1設備選型的原則（1）設備簡單易操作；（2）投入小，成本低；（3）生產效率高，自動化程度高；（4）易于控制及維修。4.2儲料罐的選擇根據所加物料種類，共需七個儲料罐物質V(m3)PE-RTSP98012表面預處理的納米CaCO32鈦白粉TiO21二甲基亞砜1抗氧劑10101QAMPS[4]1低分子聚乙烯蠟2Table4.1七個儲料罐的體積表4.2中間儲料倉的選取為了節約廠房占地，我們采用小型的高速攪拌機。為了滿足能夠一次性加入一個小時的擠出用料，我們采用多次攪混，一次投料的方式進行加工。每個小時投放一次料，投料量為400L，所以我們需要有個中間儲料倉來儲備高攪機攪拌的混合料。然后用正壓輸送裝置傳送到中間料斗。公稱容積罐體總高筒體高度筒體直徑儲料口高度500L1725800Φ850350Table4.2中間儲料倉的相關參數4.3稱的選擇4.3.1PE-RT樹脂的稱量T38斜料斗顆粒失重喂料機型號：SKTS38產品用途：物料計量喂料及輸送電動機功率：1.5KW外形尺寸：1026×530×1088（mm）工藝技術原理：由喂料機稱臺上面的稱重傳感器將連續喂料的重量信號傳輸給稱重終端，稱重終端將計算值反饋給PLC，由PLC將計算數據轉換為指令控制變頻器的頻率大小，從而達到精確控制動力馬達，實現失重喂料。詳細流程請參照公司網站“生產線示意圖”。特點:①增強在產品更換時的方便性、適應能力。=2\*GB3②提高清潔方便度及全面性。③提高最終產品的質量。國內生產廠無錫斯庫派斯機械設備有限公司4.3.2納米CaCO3稱量 杭州萬特衡器有限公司商品名稱：ACS-100-ZE01電子計重稱商品編號：C01承重秤臺面規格：300mm×400mm最大稱量：100kg最小稱量：0.4kg分度值：20g承重秤臺材質：不銹鋼板、花紋鋼板4.3.3TiO2、低分子聚乙烯蠟稱量杭州萬特衡器有限公司ACS-6-ZE01電子計重稱規格:6kg/0.2g包裝數量:5pcs毛重/凈重:21/19kg外箱尺寸:600×360×390mm4.3.4抗氧劑1010的稱量杭州萬特衡器有限公司型號：ACS-50-ZE01臺面尺（mm）300×400最大稱量:50kg精確度:2g4.3.5QAMPS、二甲基亞砜的稱量蘇州倍達儀器儀表科技有限公司轉子流量計型號：LZD-50高：250mm4.4上料機的選擇型號：PA-1000A生產廠家：慈溪市拓泰塑料機械有限公司型號PA-1000A電動機功率（kw）1.1輸送能力kg/h1000輸送管直徑（mm）60揚程（m）2.6Table4.3PA-1000A上料機參數表4.5高速攪拌機的選擇每小時所攪拌物料的體積為0.5543÷5×1000=110.86L選用每三個小時攪拌一次的方式，體積為110.86×3=332.58L選取SHR-500C型高速攪拌機，其參數如表4.2技術參數總容積/L500有效容積/L330加熱方式電加熱主軸轉速/r/min500排料方式氣動空氣閥電動機功率/kw83Table4.4SHR-500C型高速攪拌機參數表4.6料位監測系統根據需要，我們選擇射頻導納物位計射頻導納物位計是一種從電容式物位測量技術發展起來的，防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的物位控制技術，射頻導納中的導納的含義為電學中阻抗的倒數，它由電阻性成分、電容性成分、電感性成分綜合而成。而射頻即發射高頻無線電波，所以射頻導納物位控制技術是通過用高頻無線電波測量被測介質導納來實現物位測量。射頻導納技術與電容式技術最重要的區別在于測量量的多樣化和三電極技術。射頻導納測量量的多樣化在于不止是測電容量，還有電阻和電感量，是測量更加準確。三電極技術包括電子單元和傳感器，在測量電極和地極之間加入屏蔽電極，將測量電極保護起來，不受掛料影響。生產廠家：上海軒華測控設備公司型號：YE.XX1413U技術參數：1.接線盒：鋁/IP66，2.感應棒材質：SUS304/PTFE，3.電源：18..30VDC4.輸出：4.20mA環境溫度：-40.70℃，6.操作溫度：-40..230℃，7.工作壓力：常壓4.7干燥機及除塵設備的選擇設備型號：GLW10生產廠家：杭州錢江干燥設備有限公司流化面積1.0脫水量100風機功率22Table4.5GLW10干燥機參數表4.8單螺桿擠出機的選取擠出機是管材生產線的核心，與普通HDPE管材一樣，PE-RT多用單螺桿擠出機來生產。塑化的均勻性和熔體輸送的穩定性對最終產品質量和設備生產效率的影響是決定性的。所以PE-RT管材擠出機應該配置30:1以上長徑比的屏障型螺桿以使物料的塑化質量得到保證，同時原料供應商提供的PE-RT原料加工指南中提出螺桿的壓縮比應在2.2-2.5之間。螺筒應該是在進料段開溝槽的螺筒以獲得較高且穩定的擠出量。在這樣的螺桿螺筒搭配中應注意到一點，那就是要把螺桿螺筒的磨損降到最低限度，尤其應關注螺筒開槽段的壓力，因為此處的壓力大則整條螺桿流道內的壓力都會大，這會直接加大這兩個關鍵零件的磨損。有效的設計是將螺桿在喂料區的螺距減小或將螺桿擠出區的螺距加大或二個措施同時實施(但螺桿的加工難度加大)。這種設計在國內擠出機中還不多見。==0.125769t/h=125.769Kg/h所以每小時產量為125.769Kg/h，因此選用如下SJ90/30單螺桿擠出機品牌震雄機械型號SJ90/30螺桿直徑90(mm)電動機功率55(kw)加熱功率32kw產量150kg/h長徑比30:01:00外形尺寸4500*1200*1650(mm)價格88000元/臺Table4.6單螺桿擠出機技術參數表4.9機頭的選擇用于PE管材生產的最傳統的機頭是支架式機頭，但現在它僅在PE-Xa生產設備中被使用了，原因是雖然這種機頭需要有較大的壓縮比以消除管材的熔接痕，但在結構上它會使管材制品存在密度和力學上的薄弱部分。一些新的機頭結構可以改善這方面的缺陷，如篩板式機頭、籃式機頭、螺旋機頭等。其中螺旋機頭和籃式機頭以及將這兩種結構結合起來使用的機頭已經普遍地用來生產PE管材，其優點在于能更好地焊合熔體，明顯地降低機頭壓力，管坯在機頭的流動過程中所的流動取向很低，從而能在較低的熔體溫度和小管徑下實現很高的生產速度。需要引起注意的是，在原料供應商提供的PE-RT管材加工指南中提到：口模間隔應等于管材壁厚的1.7倍。采用張友新[5]所設計機頭，該機頭為消除因支架分流筋產生的熔接痕和減輕模具質量，設計了混合器和網格支架板集成的混合器支架，使熔料通過機頭內流道時，經多個交錯菱形螺旋條的鏤空式混合器剪切、混合、緩沖，使料流混合均勻，消除了熔接痕。帶混合器支架的擠出機頭主要由中空分流器、網格支架板、菱形螺旋條、混合器支架、中空芯棒連接套等組成。Fig.4.1帶混合器支架的擠出機頭機頭連接器2.中空分流器3.網格支架板4.混合器支架5.菱形螺旋條6.中空芯棒連接套7.機頭連接體8.芯棒9.口模10.壓環套11.替換芯棒4.10冷卻定型套的計算及選型冷卻定型套起著冷卻定型的作用。真空定徑是指管外抽真空，使管材外表面吸附在定徑套內壁而冷卻定型外徑尺寸的方法。由于定型裝置中不用阻住管內的壓縮空氣，無需氣塞，操作相對簡單。由于PE-RT管徑較小，放置氣塞難度大，且PE-RT熔體狀態時黏度較低、冷卻后比較堅硬，故選擇真空定徑方式。Fig.4.2真空定徑示意圖碟片式定徑套用于高速牽引和原料粘稠情況，可減少管材和定徑套的接觸面積，從而降低摩擦力和阻力，防止原料在入口處粘結。故采用碟片式真空定型套，該定型套采用強冷卻設計（進口技術），大大提高了管材的冷卻定型速度，提高生產效率，且冷卻的管材表面光滑。具體參數見表4.7品牌巴斯特貨號A-定徑套-01管材外徑D/mm10—32mm定型套內徑d/mm（1.00-1.04）D定型套長度L/mmL~10D價格面議Table4.7碟片式定型套技術參數表4.11冷卻水槽的計算及選型冷卻水槽與真空定型套共同起著冷卻定型的作用，由于所設計PE-RT管材管徑較小，選擇LQX-16/75-A型冷卻定型箱與ZKX-16/75-A真空定型箱配套使用,該噴淋箱采用不銹鋼噴淋系統，ABS霧化噴頭，保證對管材制品的強力快速冷卻。箱體底部帶有數個可調節的托輪機構，以保證管材制品在箱體內的平穩移動。中心高可根據整條生產線的需要來調節。具體參數見表4.8品牌翔春型號zk-3000適用管徑范圍Φ16-Φ75外形尺寸3000*800*700mm電動機功率2.5kw價格1000.00元/臺Table4.8zk-3000型冷卻水槽技術參數表Fig.4.3浸泡式水槽1—進水管2—排水管3—輪子4—隔板5—槽體6—支架7—螺釘撐桿4.12牽引裝置計算及選型本次設計選用滾輪式牽引機作為牽引裝置。LY系列DY-1型滾輪式牽引機.其主要用于牽引各種裝飾線條、細管、密封條等，主要和塑料擠出機配合使用范圍廣且方便，其特點結構緊湊，外形美觀。品牌歐耐斯型號DY-1牽引功率1.5(kw)重量500(kg)外形尺寸1250*650*1600(mm)價格2200.00元/臺Table4.9DY-1型滾輪式牽引機技術參數表4.13切割機的計算及選型本次設計PE-RT管材由于管徑較小，不適合用行星式切割機，而圓盤鋸切制機噪音太大，影響太大，因此選擇無屑切割機（WXQ）,本此型號的切割機釆用智能化控制，刀片無屑環形切割的方式，適合于切割中小型加料管材，切口斷而平幣、光滑，完全可以滿足高速切割要求，而且刀具切割壽命長，噪音小，安全無污染。具體參數見表4.7。品牌中云科技型號WXQ-16/75-A適用管徑范圍Φ16-Φ75最大切割壁厚10移動架行程500切割中心高1000電機功率2.2kw價格16800.00元/臺Table4.8WXQ-16/75-A型無屑切割機技術參數表第五章生產高強PE-RT工藝流程設計5.1工藝流程概述各種擠出制品的生產工藝流程大體相同，一般包括原料的準備、預熱、干燥、擠出成型、擠出物的定型和冷卻、制品的牽引與卷取（或切割），有些制品成型后還需要經過后處理。擠出過程可分成兩個階段：第一階段是使固態塑料塑化并在加壓下使其通過特殊形狀的口模而形成截面與口模形狀相仿的連續體；第二階段是用適當的方法使擠出的連續體失去塑性狀態而變成固體，即得到需要制品。5.2工藝流程圖Fig.5.1高強PE-RT工藝流程圖5.3工藝流程分析如上圖所示，高強耐熱聚乙烯PE-RT管的制備方法，包括如下步驟:所述高強耐熱聚乙烯PE-RT