木塑复合材料的配混技术和加工工艺

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-16 15:22:47点击率：

世界塑木制品生产和应用的大国家是美国，其大制品是铺板，生产工艺为挤出成型，可以先配混成中间塑木粒料，然后再经挤出机加工成制品，也可越过造粒阶段，配混（包括脱挥）、挤出型材（板材）在一个设备或一组设备内连续完成。
　　塑木材料（包括制品）的制备过程对其性能影响很大，研究表明：不合适的加工会引起不良的纤维分散和浸润，而过分的配混则会使纤维严重破损，两者都会降低塑木材料的力学性能。另外，要防止过分剪切或高温产生糊料、烧焦等问题，一步法连续工艺若脱挥（主要脱水）不佳将影响工艺的连续性，并使产品因有气泡而性能大幅降低。目前，主要的加工设备为双螺杆挤出机，可分为同向平行双螺杆挤出机和导向锥型双螺杆挤出机。
　　同向平行双螺杆挤出机
　　塑木材料加工业称同向平行双螺杆挤出机为高速、高能耗“配混”型设备，一般为组合式螺杆，可调节螺杆长径比和构型（捏合块角度及其块数、不同捏合块组合方法），灵活设置脱气口，可以直接加工木粉或植物纤维，完成木粉干燥后与熔融的树脂混合再连续挤出，即木粉干燥和树脂熔融分开进行，因此往往是由双阶挤出机组成。但一般要求废木屑含水量为4％～7％。这种工艺要求有大量符合水含量要求的木粉，并在严格条件下运输和贮存，这种双阶挤出机称之为“木材用挤出机”。与此相类似的方法还有用含水6％～8％木粉加入挤出机主料口，挤出机前段作为脱水、脱挥装置，然后通过侧加料器加入塑料树脂、添加剂，因此挤出机相对长，长径比（L/D）可达44～48，其中2/3用于除水和脱挥。
　　美国Andex公司在塑术复合材料建筑和结构加工设备方面居地位，已经进行了近10年的工作，已在美国、加拿大、日本获得了8个专利许可证，并与18家以上欧洲的潜在用户洽谈技术转让许可事宜。意大利ICMA公司有其挤出三层板的专利技术，美国Davis－Standard、KruppW＆P等公司也生产塑木加工用同向双螺杆挤出机。
　　异向锥型双螺杆挤出机
　　与“配混”型设备比，异向锥型双螺杆机被称之为低速、低能耗“型材”型设备，非组合式螺杆。与一般锥型双螺杆机比，为适应热敏树脂加工需要，要求螺杆设计适应较宽的加工范围，对木纤维的切断作用少，树脂少时仍能均匀分散并与物料完全熔融。由于木粉、植物纤维比重小、填充量大，加料区体积比常规型号要大、要长。若木粉、植物纤维加入量大，熔融树脂刚性大，还要求耐高背压齿轮箱，采用压缩和熔融快、计量段短的螺杆，以确保木纤维停留时间短，防止其断裂和劣化。
　　这种设备的主要生产厂商为Cincinatti Milacron公司，包括在美国的Extion Tek Milacron公司，在德国的SMC公司Cincinatti分公司。据称，前者在塑术复合材料挤出机设计和工程化方面很有经验，实际投放使用的设备已超过100台，拥有世界大的机型，加工能力为770千克/小时；后者已公开展示其塑术复合材料用锥型双螺杆挤出机“Titan”系列产品。
　　另外，意大利Bano公司和ICMA San Gio公司在20世纪70年代便开始从事木粉填充塑料配混料加工设备工作，并用异向锥型双螺杆机生产50％木粉和50％PP的热成型板材。
　　除此之外，德国SMS塑料技术分公司Battenfeld公司曾在德国的K2001展览会上，展出了塑木材料加工用新的设备组合方法：组合两台行星滚轮式挤出机（或其中一台为双螺杆挤出机），即从一台行星滚轮式挤出机出料到下一台行星滚轮式挤出机（或双螺杆机），利用行星滚轮式挤出机有效地控制冷却作用.

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