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杜邦Hytrel擠壓成形系列產品指南熱塑聚酯彈性體簡介這份指南旨在提供Hytrel熱塑聚酯彈性樹脂的最新信息。杜邦公司一直致力於爲Hytrel用戶提供最即時的產品數據，處理方法及技術方面的資料。本指南中所提到的材料均是結合杜邦公司的研究室技術經驗和實踐知識研發的。Hytrel是杜邦公司熱塑聚酯彈性體系列產品的注冊商標。Hytrel系列產品同時具有高性能橡膠和軟質塑料的許多理想特性。★強韌性和彈性★防變形，防衝擊，抗挠曲性★低溫彈性★高溫下性能保持★抗烴類化合物，烴類油，烴類溶劑杜邦――科學創造奇蹟！目錄Hytrel熱塑聚酯彈性體擠壓成型應用和產品等級選擇熔體屬性擠壓成型的基本設備擠壓機的大體設計擠壓機桶螺杆設計篩子和斷路噐板適配噐,頂部結構和模具熔制泵儀器擠壓機操作樹脂處理概括介紹安全防範吸水和乾燥處理乾燥啟動,停止和淨化步驟設備清洗添加濃縮劑和色素廢料回收擠壓成型加工過程概要剖面擠壓成型單絲線材坯熔體鑄造管道自由擠壓成型管道真空較準熱塑聚酯彈性體熱塑聚酯彈性體是嵌段共聚物，包含結晶的聚丁烯对苯二酸盐(或酯)和非結晶的長鏈乙二醇兩種結構。其屬性由這兩種結構的比例及其化學組成共同決定。除了滿足一些特殊應用的要求，大多數Hytrel產品都不含有也無需使用添加劑來提高其性能。如有此需要，則可以使用一些專門的化合物或是濃縮劑。Hytrel系列產品可分爲如下四類：1.一般使用級，通用的加工特性，通常成本較低，適用於多種擠壓成形運用。2.高性能級，能提供更多機械性能以滿足更高需求。3.特別級，具備一些特性或是加工特點.4.含相對較高濃度的特定的提高性能的添加劑的母料或濃縮劑,需與其它Hytrel等級產品混合。不能直接使用，需先降低其濃度。成品Hytrel熱塑聚酯彈性體通常是呈圓柱狀包裝的，其密度大概是700kg/m3。產品用多層防潮牛皮紙包裝以每包25kg的規格包裝並堆放成垛，每垛有40包，即1000kg.再用薄膜包好堆放在一次性的木制貨盤上。大多Hytrel產品都可以用含防潮層的包裝層成批包裝。詳細情況請咨詢杜邦區域代表。擠壓成型應用和產品等級選擇Hytrel系列產品的卓越性能及加工特點使其能滿足許多應用的要求。這些特性包括:機械強度，耐用性，動態彎曲性，抗腐蝕性，使用溫度範圍廣。這些特性在許多方面都得到了廣泛的應用，如：管道系統/傳送帶/擠制葉型/水管心軸/绳索及電纜包層/薄膜/電線電纜等。很多Hytrel系列產品都適合用擠壓成型進行加工。就屬性和適用性而言，在選擇最適合的產品類型以滿足特定的應用要求時應參考Hytrel產品資料及擠壓成型應用工程聚合物，詳情請咨詢杜邦工程應用聚合物區域代表,也可登錄公司網站plastics.dupont.com或hytrel.com.加工處理時應考慮到如下方面：★質地較軟的產品更適合用於固體自由擠壓成型。Hytrel系列有多種產品,硬度可以達到肖氏硬度55D(含),特別是那些熔體流動率較低的產品.★雖然對於某些質地較硬的或是熔體流動率較低的一些中空的塑料葉型產品來說,使用真空較準模具也能達到一定的效果.但是,對於Hytrel產品,其複雜的塑形擠壓成型使用真空標準模具一般是不可能的.★管道系統的真空較準最好用硬度最高的產品級別.肖氏硬度在45D及以上的產品級別就能達到理想的較準效果.★在適當的加工條件下,產品的中間屬性可以通過在擠壓成形前混合Hytrel產品原料來達成.但是,操作之前請咨詢您的杜邦區域代表以得到專業合理的建議.熔體屬性通過擠壓成型方法加工Hytrel產品,其加工能力很大程度上取決於熔體的特性.而熔體又是由所選Hytrel產品級別以及擠壓機內的加工環境共同決定的.在Hytrel產品擠壓成形過程中需要考慮到一些大體的熔體屬性:★所有級別的產品都有一個相對精確的熔點,並且這個熔點會隨着硬度和結晶率的增加而升高.★熔融粘度則取決於熔化溫度.但是產品硬度越高,所需溫度也越高.★結晶率通常會隨硬度的升高而升高.因此,對於未結晶的熔體,其過度冷卻能力會隨硬度的升高而下降.在Hytrel擠壓成型產品中,熔融粘度在剪切速率和溫度方面的作用如圖1和圖2所示.Hytrel聚合物具有相對穩定的粘性與剪切速率比曲線,特別是在擠壓成形中典型的較低的剪切速率下.這就是說,例如:高速剪切螺杆和模具設計不會像其它聚合物一樣降低產品的熔融粘度,但是也許會引起溫度不必要的升高(參見第三頁螺杆設計分段).從圖2可以看出熔化溫度相對較小的波動就能引起熔融粘度很大的變化.因此,在允許範圍內適當降低熔化溫度可以保證更高的熔化強度,從而使壓出膠材的性能更爲穩定.同時也說明了在Hytrel樹脂的擠壓成形過程中,對熔化溫度的適當控制是一個很重要的因素.擠壓成型的基本設備擠壓機的大體設計經驗表明,最好的Hytrel產品是在單螺杆擠壓機設計下得到的.雙螺杆擠壓機往往會產生過高的剪切率,因此不推薦使用.因爲Hytrel產品在其加工過程不會產生明顯的揮發性物質,所以也不需要通風設備.Hytrel產品製造過程中可能會用到熔制泵,具體操作將會在後面介紹(詳見第五頁).需要特別注意所制熔體的的均一性和質量.恒溫下持續的純淨熔體的傳送能力和在一定螺杆速度範圍內理想對熔制溫度的保持能力是達到良好的擠壓成型目標的前提.擠壓機發動機應當能在較寬的速度範疇內提供良好的速度控制和調節.發動機要有一個自動的電流限制以防止過度轉力矩引起螺杆損壞.安全設施除了自動電流控制器,擠壓機發動機中還應配備如下的保護設施以防止人員傷亡或是機器設備的損壞.★壓力傳感噐,安裝在流體通道的螺杆之後,斷路噐板之前的位置.壓力指示噐應有一個高壓強報警裝置,同時還應有一個斷流噐裝置以在任何可能損壞擠壓機的行爲發生之前切斷整個設備的電源.★爲進一步安全考慮,應在上述傳感位噐位置安裝一個高壓斷開盤,用於當壓力指示噐上的壓強高於報警設定置和斷流噐設定值時斷開電路.★安培計,用來讀取發動機的電流,能有效幫助監控噐啟動和運行螺杆轉力矩.發動機上異常的偏高電流通常表示擠壓機內局部溫度偏低,低電流或是波動電流則可能意味着出現進料問題甚至錯誤的螺杆設計.建築材料Hytrel熱塑聚脂彈性體在熔化狀態下對金屬是不具腐蝕性的.螺杆表層應固化(氮化),但是無需使用具防腐性能的合金材料.送料斗和進料口單螺杆擠壓機上常用的高架的或是切線型的進料口就能滿足Hytrel產品的加工要求.建議用水冷卻進料口以防止樹脂在進入螺杆時溫度過高,這樣既能保障物料的運送,同時還能保護動力軸承.乾燥裝置如後文所述(詳見擠壓機操作,第六頁),加工處理Hytrel產品時必須保持乾燥環境,我們建議的環境濕度爲0.08%(或低於該值)以確保沒有明顯的聚合物水解現象發生或是出現擠壓成型過程中的粘度損失.可以通過乾燥處理聚合物來達到該濕度.擠壓機內可以安裝一個尺寸合理的除濕進料斗,或是一個小型的密封進料斗,這樣就可以從一個單獨的乾燥裝置直接連續的送料.如果沒有乾燥裝置,那就需要特別注意確保Hytrel材料在打開包裝後暴露在空氣中不得超過幾分鐘(詳見擠壓機操作).擠壓機桶適用於如尼龍,氯綸織物和聚烯烴材料等的普通熱塑性塑料加工,通常也適用於Hytrel系列產品的加工生產.長度和直徑比應爲24:1或是高於此值能爲良好擠壓成型提供最佳的熔制效果.在螺杆各段和擠壓機桶壁之間的小間隔對於防止熔化的樹脂回流和可能的擠壓機輸出時的波動非常有效.對於螺杆直徑在50毫米以內的擠壓機,建議的最佳間隔距離爲0.08毫米到0.10毫米,更大型的擠壓機最佳間隔距離則應保持在0.10毫米到0.16毫米之間.應對間隔距離進行定期檢查,並且在需要的時候對螺杆和擠壓機桶進行清理整修.現代擠壓機中通常會有一個集中冷卻桶進料區,該區中有軸線狀的凹槽以保證能有效的進料.研究發現,有一些帶槽的擠壓桶設計在熔制或壓縮階段會造成過度的剪切,同時還會引起溫度的急驟上升和發動機電流升高.在軟質地Hytrel產品的製造過程中,由於原料顆粒熔化不充分或粘度不夠,擠壓桶內也可能出現一些其它問題,這樣的擠壓桶因此也就不適合加工製造Hytrel系列產品.擠壓桶內至少應設有四個熱控制區(小型擠壓機3個即可),每個控制區的溫度均由一個單獨的溫差電偶和相應的控制噐來控制.通過鼓風機或是水來保證各區的充分冷卻,並且能對各區進行獨立操控.螺杆設計擠壓機中最重要的結構就是螺杆,其設計直接決定了熱塑性塑料加工的成敗與否,這對Hytrel產品也不例外.對於大多Hytrel擠壓成型產品來說,簡單的三區螺杆就能滿足需要.這三個區長度大致相當,分別是進料區,壓縮過渡區和測定區.理想的長度與直徑比應爲24:1或是更高,這樣可以保證壓出膠材的良好的保持性(如最低溫度和氣壓的變化).定距螺杆的壓縮比應介於2.5:1到3.5:1之間,具體則取決於進料槽深度除以測量槽的深度所得值(表觀壓縮比率)的大小.進料槽和測量槽的深度很重要,如果進料槽過深卻不夠長,就會引起進料不足以及硬質地Hytrel產品的異常產出,在螺杆直徑較大的擠壓機中尤是如此.如果測量槽過深,就會引起熔化體溫度的不一致;而測量槽過窄的話,由於過度剪切,則會引起熔體過熱.螺杆應有一個圓形尖或是圓錐形尖以避免在螺杆前端出現“盲點”發生聚合物降解現象.用於Hytrel產品加工分級加工模式的典型的三區螺杆具體如圖3所示.Hytrel系列產品的加工生產並不推薦使用含有高速剪切區,物料混合設備,減壓區等複雜裝置的設計結構.這些設計由於剪切過於強烈,可能會引起局部溫度過高,而且常常會很難達到理想的熔化溫度和產生較高的發動機驅動轉力矩.然而,一些附帶“屏障”的螺杆設計在Hytrel產品生產應用中非常成功,特別是在臨界擠壓操作(如高速管道擠壓成型)的保持恒定熔體特性方面.這些螺杆設計可用於區分物料是處於固體還是熔化階段,同時還能給壓縮區提供相對較慢且控制得當的剪切速率.雖然螺杆的進料區有限冷卻在排除大型擠壓機的非正常進料故障(輸出減少)時確實行之有效,但是Hytrel系列產品的加工通常不用進行內部螺杆冷卻.如需了解螺杆設計的更多信息,請咨詢您的杜邦銷售代表.篩子和斷路噐板流線型設計的斷路噐板(如兩面打孔)通常會夾緊固定在擠壓機桶的末端和頂端之間.其作用是將物料從螺杆轉換至線性流動,同時在螺杆上產生背壓並支撐由幾層細絲網組成的篩子組.篩子組的用途主要有兩個:過濾雜質或熔體流中的未熔化物料;確保螺杆末端有充足的背壓來形成均一的熔體及恒定的輸出壓強.篩子組應當包括兩個80目篩或是更細的篩子,並且另外還有一個40目篩在下游緊靠斷路噐板處做爲支撐.對於要求熔體極度純淨的臨界操作,則需使用更細的篩子(如120目篩或是150目篩).爲了避免熔體在穿過篩子時出現壓強降低過多進而造成熔體的損失,對篩子進行常規替換非常必要的.當使用更細的篩子時,應當每12到24小時進行一次更換.機器長期的停止運作後或要加工一種新的聚合物類型也應更換篩子.良好的外部供熱對於擠壓機的斷路噐板區來說是必不可少的.啟動正常加工狀態時應當供給充足的熱能以迅速升高該區的溫度,從而保證所有殘留的聚合物都能徹底熔化.因爲斷路噐板區通常會散失大量熱量給周圍的空氣,因此該區的加熱噐設計非常關鍵.適配噐,頂部結構和模具適配噐和頂部結構都必須是流線型設計的.流體通路不包括橫截面的突躍處和斷面處(如由裝配接合誤配或是設備損壞造成的斷面),或是其它可能引起“盲點”的位置.這些流體停滯的小區域會使局部聚合物降解度升高,進而將降解的樹脂混入到熔體流中去.如果由於流體通路橫截面過大從而使流體速度減慢,也有可能引發類似的問題.因爲適配噐的加熱噐通常衹是一片很重的金屬,所以加熱噐應是充分涂膠的.由於適配噐和頂部結構的型號和能量需求常常會有所不同,因而能單獨控制各部分的溫度尤爲重要.模具結構延伸到了擠壓機頂部結構以外,但是仍然應有其相應的熱電偶和溫度控制噐.用於特殊的擠壓成型加工的頂部結構和模具,如管道系統擠壓成型,請參考本指南中的擠壓成型加工合理步驟.熔制泵在諸如高速管道系統擠壓成型的加工處理中,熔制泵能有效提供非常恒定的輸出率.熔制泵通常會在擠壓機