PPR管材挤出

课题名称：PP-R管材挤出工艺系别：专业：高分子材料应用技术班级：学生姓名：指导教师：目录一、前言………………………………………………………………………4二、聚丙烯……………………………………………………………………42.1PP的发展形势及其应用………………………………………………42.1.1PP及其管材简介……………………………………………………52.1.2PP的加工特性及现状………………………………………………52.1.3PP的性质及应用……………………………………………………6四．挤出成型工艺流程………………………………………………………64.1挤出成型原理………………………………………………………………64.2挤出成型工艺的生产过程………………………………………………74.3挤出成型工艺参数…………………………………………………………7五、结束语………………………………………………………………………8六、参考文献……………………………………………………………………9摘要PP-R管又叫三型聚丙烯管。是欧洲90年代初开发应用的新型塑料管道产品。采用无规共聚聚丙烯经挤出成为管材，本文主要设计了PP-R管材挤出生产工艺。根据当今PP-R管材行业的发展前景和应用，结合实际，详细说明了PP-R管材的配方设计、挤出生产工艺流程等方面。关键词：PP-R管材挤出成型工艺、配方设计、挤出生产工艺流程、后处理AbstractPp-rpipeandthreetypepolypropylenepipe.IsEuropeintheearly90sdevelopmentandapplicationofnewplasticpipeproducts.Withrandomcopolymerizationpolypropyleneextrusionaspipematerial,thispaperdesignedthepp-rpipeextrusionproductionprocess.Accordingtotoday'sprospectsfordevelopmentandapplicationofpp-rpipeindustry,combinedwiththeactual,detailingthepp-rpipematerialformulationdesign,productionprocessflowandparametersdeterminationofdevolatilizationandwaste.Toselecttheextrusionmachine,madeclearcalculation.Workshopproductionorganizationandmanagement,andtheeconomicestimateofthisprojectplanning.Finallydeterminedtheannualoutputof20000tofpp-rpipeextrusionmoldingprocess,theformuladesignisfeasibleandworkshopmanagementandproductionorganizationisperfect.Keywords：Pp-rpipematerialextrusionmoldingprocessformulationdesignproductionprocessandpost-processingPP-R管材的挤出成型一、前言挤出成型是塑料成型加工的重要成型方法之一。大部分热塑性塑料都能用此法进行加工。用挤出成型生产出来的产品广泛应用于人民生活以及农业，建筑业,石油化工机械制造,国防等工业部门。挤出成型在挤出机上进行，挤出机是塑料成型加工机械的重要机台之一。2003年全国塑料管材总产量突破180万t，同比增长23%。早期，PP管材主要用作农用输水管，但是由于早期产品性能还存在一些问题（抗冲击强度、耐老化性能较差），市场未能打开。随着上海塑料建材厂首家引进国外先进技术，采用进口PP-R料生产的输送冷、热水用的管材得到市场认可后，目前已有不少厂家建设PP-R管材生产线，价格也由投产初期的2万~3万元/t不断回落，但PP-R管材在塑料管材市场上的占有率仍然很低。据反映，目前国产PP-R料与进口料比较还有一定差距，质量有待改进和提高。塑料管材是我国化学建材推广应用的重点产品之一，建设部曾于2001年发出“关于加强共聚聚丙烯（PP-R、PP-B）管材生产管理和推广应用工作的通知”，要求有关部门共同做好从原料、加工、质量以至管材使用、安装等工作，要严格把好PP管材质量关，以利更好地做好我国PP管材的生产、应用、推广工作。[5]二.聚丙烯2.1PP的发展形势及应用2.1.1PP及管材的简介甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。共聚物型的PP材料有较低的热变形温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。PP的熔体质量流动速率（MFR）通常在1~100。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.6~2.0%。PPR管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。近几年，随着建筑业、市政工程、水利工程、农业和工业等行业市场需求的不断加大，中国PPR管材行业呈现出了高速发展态势。2009年塑料管道生产量为580.4万吨，同比增长18.9%，据前瞻网调查，2010年1-9月塑料管道生产量552.8万吨，同比增长28.23%。同时，随着消费者对产品环保、健康、耐用等方面的品质要求不断提高，我国塑料管道在产量增加的同时，产品质量水平不断提高，行业的技术进步不断加快，品牌规模企业不断增多，新材料、新结构品种不断涌现，先进的系统设计理念层出不穷，产品的功能性更加明显、应用领域得到进一步拓宽。分析认为，中国塑料管道市场占有率2013年在所有管道中的比例已经超过30%。2.1.2PP加工特性及现状PP的吸水率低，在水中浸泡一天，吸水率低于0.01%，因此加工前不必干燥处理。虽然PP在惰性气体中的热稳定性很好，分解温度在300℃以上，但在受热状态下，热氧会引发其降解反应，因此需要加入抗氧剂（如主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168）。PP的熔体接近非牛顿流体，粘度对温度的敏感性小，而取决于剪切速率的大小。PP的收缩率和方向选择性都大，这对制品的精度影响较大，在具体设计模具和确定工艺条件时要注意。PP在加工中容易产生取向，并造成不同方向上的性能差异，在成型时要引起注意。PP制品对缺口比较敏感，制品设计时应当避免出现尖角和缺口，以免引起应力集中。PP熔体与铜接触会导致降解，应避免与铜接触或加入抗铜剂。PP在冷却凝固速度快时，容易产生内应力。对制品进行退火处理后，能消除残留的内应力，并改善冲击强度。PP如需加入金属嵌件，必须对金属嵌件进行热处理，并且嵌件周围塑料的厚度不应小于嵌件直径。现状：世界各大公司为了提高聚丙烯产品在市场中的竞争力，都在致力于新生产工艺、新型催化剂和新产品的研究开发。未来聚丙烯技术的发展将更多地采用新的生产工艺和催化剂，多区循环反应器（MZCR）技术和双峰聚丙烯技术将成为的主要生产工艺，Z-N催化剂将不断向系列化、高性能化方向发展，茂金属-单活性中心催化剂（SCC）的应用将进一步得到发展，非茂单活性中心催化剂的开发将成为研究开发的热点。同时，新产品的开发将使其应用途径越来越广泛。近年来，尽管我国聚丙烯工业发展迅速，但是产量仍不能满足实际生产的需求，每年都得大量进口，因此，我们应积极跟踪世界聚丙烯生产新工艺和新型催化剂的发展方向，加大符合我国国情聚丙烯生产新工艺和新型催化剂的研究开发力度，同时积极开发生产新产品，以促进我国聚丙烯产业的快速发展.[4]2.1.3PP的应用及性质PP—R管适用于建筑物室内冷热水供应系统，也广泛适用于采暖系统。欧洲在建筑物冷热水供应系统中，使用PP—R较为普遍，己上升为主导产品。聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90--0.91g/rm，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.O1%，分子量约8万一15万。成型性好，但因收缩率大(为1%~2.5%）.厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，还难于达到要求，制品表面光泽好，易于着色。聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定；但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。三．选料与配方设计3.1原料的选择Pp管材用树脂一般熔体流动速率≤1.5g/10min，过高则影响其力学性能和耐环境应力开裂性能。在PP管材树脂中加入适量填充剂可以降低尺寸收缩率；添加阻燃剂可降低可燃性；与橡胶相聚合物共混可以改进管材冲击及低温性能。3.2配方设计1、PP树脂为了保证管材的质量，减少次品率，树脂的来源要稳定。2、稳定剂目前国内采用的主要热稳定剂为：三碱式硫酸铅与二碱式铅盐,金属皂类并用、复合铅盐稳定剂、稀土复合稳定剂、有机锡稳定剂含重金属的稳定剂（如含Pb，Ba，Cd）对人体健康有害，这些稳定剂在给水管配方中的用量有限制.。单螺杆挤出流程，物料受热历史较双螺杆挤出流程要长，稳定剂用量前者较后者要增加25％以上。双壁波纹管的机头温度较高，物料在机头内停留时间较长，配方中稳定剂的用量比普通管配方要多。3、填料填料的作用是可降低成本。尽量采用超细活性的填料,(价格较高).管材用量比型材大.填料用量过大会造成抗冲击性降低和管耐压性下降，所以，在化工用管和给水管中，填料用量在10份以内。排水管，冷弯穿线套管中填料用量可多些，同时加大CPE的用量来改变冲击性能的下降。对管材性能要求较低的管材，和落雨管，填料量可很大，但是对双螺杆挤出机磨损较严重。4.改性剂（1）、加工改性剂：普通管材可以少用或不用；波纹管和薄壁管多用.（2）、冲击改性剂：比型材用量少,两方面原因:1.性能,耐低温,拉伸强度2.成本（3）、其他助剂：颜色：钛白用量,型材作为耐老化剂来使用,必须用.硬PVC管的配方中主要是色素，主要是钛白粉或炭黑，可依管材外观要求选用。5、外润滑剂与稳定剂的匹配设计（1）、根据稳定剂选择与之匹配的外润滑剂a.有机锡稳定剂。有机锡稳定剂与PVC树脂有较好的相容性，有严重的粘附金属壁的倾向，与之匹配的最便宜的外润滑剂是以石蜡为主的石蜡-硬脂酸钙体系。b.铅盐稳定剂。铅盐稳定剂与PVC树脂相容性差，仅附在PVC粒子表面，阻碍了PVC粒子间的融合，通常采用硬脂酸铅-硬脂酸钙外润滑剂与之匹配。（2）、外润滑剂的用量。如果调整外润滑剂用量仍不能满足物料加工的要求，则可以考虑添加少量的内润滑剂。6、增韧剂当使用抗冲击增韧改性剂时，由于熔体粘度大，粘附到金属表面的可能性就大，往往需要增加外润滑剂的用量；用同一种设备挤出的薄壁管比同一规格的厚壁管所需的外