高填充聚烯烃用阻燃母料的制备工艺优化设计
高填充聚烯烃用阻燃母料的制备工艺优化设计[20200412220413]
摘要
本文通过研究查阅文献资料，优化设计高填充聚烯烃用阻燃母料的生产工艺，并且深刻分析聚烯烃用阻燃母料的发展前景。同时，结合课堂所学的高分子材料成型加工原理，对生产设备密 炼机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机的各组成部分进行设计改进，使其能够生产更优质的高填充聚烯烃用阻燃母料。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:聚烯烃阻燃母料密炼机双螺杆挤出机单螺杆挤出机
目录
1前言 1
1.1引言 1
1.2阻燃母料的概述 2
1.2.1阻燃母料的简介 2
1.2.2阻燃母料的优点 2
1.2.3阻燃母料的发展前景 2
1.3阻燃母料的种类 2
1.3.1聚烯烃阻燃母料 2
1.3.2聚甲醛阻燃母料 3
1.3.3ABS阻燃母料 3
1.3.4聚酰胺阻燃母料 3
1.4聚烯烃阻燃母料的制备工艺流程 4
1.4.1主要工艺设备 4
1.4.2具体操作流程 4
1.4.3主要制备原料及其规格 5
1.4.4各组分混合比例 5
1.5阻燃母料的原料选择 5
1.5.1阻燃剂的选择 5
1.5.2分散剂的选择 6
1.5.3载体的选择 6
1.5.4其他助剂 6
2生产设备简介及改进优化设计 7
2.1密炼机的简介 7
2.1.1密炼机的工作原理 7
2.1.2密炼机的技术参数 8
2.2密炼机主机结构的优化设计 82.2.1转子的支承 8
2.2.2密炼室 9
2.2.3卸料装置 9
2.2.4液压上顶栓 9
2.3密炼机控制系统的优化设计 9
2.3.1拖动系统 9
2.3.2水温控制 9
2.3.3主机系统 10
2.4密炼机的发展趋势 10
2.5双螺杆挤出机的简介 11
2.5.1双螺杆挤出机的工作原理 11
2.5.2双螺杆挤出机的技术参数 12
2.5.3设备工艺条件 13
2.6双螺杆挤出机的优化设计 13
2.7单螺杆挤出机的简介 14
2.7.1单螺杆挤出机的工作原理 14
2.7.2单螺杆挤出机的优化设计 15
2.8单螺杆挤出机的发展趋势 15
2.9切粒机的使用 16
2.10生产设备图 16
3结论 17
参考文献 18
致谢 19
1前言
1.1引言
随着科技的发展，聚合物在电器、建筑、航空等领域的应用也变得愈广泛。为了使聚合物能更安全有效地作用于人们的生活，聚合物的阻燃母料技术研究必不可少。阻燃母料可以可以提高阻燃剂在树脂中的分散性，减少阻燃剂添加量，降低加工难度及加工成本，同时可以减小阻燃剂的加入对树脂的力学性能的影响，改善车间工作环境。(1)可见，阻燃母粒技术改善加工工艺已然成为行业内的发展趋势。
为了适应现代生产，在了解阻燃母料制备技术的基础上，本文将针对聚烯烃用阻燃母料生产工艺中使用到的密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等设备进行优化改进。
首先是密炼机，在学习国外技术的基础上，我国对密炼机优化设计进行了不断地创新和改进。除了优化本身的功能，也着眼于开发新技术，使密炼机的功能更多样化。同时，对密炼机加料装置结构的设计也趋向使用人性化。密炼机使用广泛，但是在生产中可能会有种种问题，对相关的制造工厂来说，噪声、粉尘量、生产效率不高等便是要克服的问题。针对这些局限性，本文将对此做出优化改进。还有便是双螺杆挤出机，目前在生产过程中，双螺杆挤出的长径比不再像以前那样受到种种条件的限制，可以尽可能的加大。双螺杆挤出机的加热系统也是重点研究的对象，如果能够控制好温度，不但可以节能，而且还能提高生产效率。
最后便是单螺杆挤出机，理解了单螺杆挤出机的挤出系统、冷却加热系统、控制系统等结构基础，并结合单螺杆挤出机的局限性，了解单螺杆挤出机的未来发展趋势。单螺杆挤出机在运作时，如果没有控制好压力，可能会出现逆流现象，因此其未来的研究方向之一就是解决这一问题，最终做到提高单螺杆挤出机的生产效率。单螺杆挤出机的另一问题就是排气效果不佳，这也将成为其未来的研究方向。
对聚烯烃用阻燃母料生产的整套工艺流程进行合理的统筹设计，优化结构，使这些机械设备的熔融、挤出、造粒等过程更流畅，操作简单易行，且提高效率。
1.2阻燃母料概述
1.2.1阻燃母料简介
阻燃母料即阻燃母粒，也称防火母粒。这类产品满足了橡胶、塑料等制品的防火要求，大大降低了可燃性。由于阻燃母料的性能明显优于阻燃剂粉末，目前，阻燃母料成功代替阻燃剂，成为了实现阻燃塑料制品防火要求的最优选择之一。
与阻燃剂不同的是，阻燃母料是在阻燃剂的基础上，通过多种阻燃成分的有机结合，再经由改性处理以及协作有效的作用于塑料制品，并由双螺杆挤出机经过混炼、挤出、造粒，从而制得的颗粒状产物。
1.2.2阻燃母料的优点
与阻燃剂相比之下，阻燃母料干净卫生，便于清洁，而且添加量也小，并且在添加之后，塑料制品不容易发生花纹、析出、分层等不良反应。更重要的是，阻燃母料更容易添加在塑料制品中，而且添加后不会过分的影响塑料制品的力学性能。另外，配方所得的阻燃母料，其阻燃效果和效率更是大大优于一般的阻燃剂。总之，阻燃母料集节省时间和物力、人力成本等众多优点于一身。
1.2.3阻燃母料的发展前景
当前，人们日益认识到，减少和防止火灾的重要措施之一便是使用阻燃性材料，实践也证明了这点。为了减少危害，必须对一些易燃制品进行阻燃处理。阻燃母料的研究还有很广阔的发展空间，不同的塑料制品，可以对其特定的性能，研制出质量更优、针对性更强的阻燃母料。但是对于这一新兴产业，困难还是一定存在的，和阻燃母料相关的问题有价格、生态、回收等方面，因此，研究阻燃母料需要付出不少代价。但是为了人类的生存发展安全以及保护环境的迫切要求，阻燃材料技术是最需要应用的。再看阻燃材料的实际情况，虽然他的发展趋势较好，但是，目前市场上的阻燃母料仍由于种类少、应用范围窄等缺点限制了其发展，考虑到这些，为了使该技术蓬勃发展起来，必须立足于现在，并且在充分理性的科学研究之下，积极投入开发，阻燃母料会有更好的发展空间。(2)
1.3阻燃母料的种类
1.3.1聚烯烃阻燃母料
因为聚烯烃阻燃母料具有使用方便，加工便捷，成本低，收益明显等优点，使得其用途越来越广泛。像板材、通讯设施、航空零件等装饰材料对其塑料制品的阻燃性能要求较高，因此聚烯烃阻燃母料具有较广阔的市场前景，对聚烯烃的阻燃化处理意义重大(3)。众所周知，聚烯烃阻燃母料对聚丙烯、高密度聚乙烯有明显的阻燃效果。其中，聚乙烯阻燃母粒提高了塑料制品的弯曲强度，并使其冲击强度下降，但却几乎不影响拉伸强度。
1.3.2.聚甲醛阻燃母料
众所周知，最难阻燃的高分子材料之一当属聚甲醛，可聚甲醛却具有很好的物理化学性能，在电器、机械仪器、建筑材料、电子电气等方面广泛应用。考虑到聚甲醛阻燃剂的条件要求苛刻，少量添加剂便可能另聚甲醛分解。因此聚甲醛阻燃母料制作较难。
但是，通过多次研究之后发现，把阻燃剂三聚氰尿酸盐或聚磷酸铵与热塑性聚氨酯按一定比进行混炼，制得阻燃母粒，并将两种母粒分别与聚甲醛及其他助剂混合，挤出造粒后注射成型(4)。应用这种技技术，可以明显提高阻燃性能，并达到预期的效果。
摘要
本文通过研究查阅文献资料，优化设计高填充聚烯烃用阻燃母料的生产工艺，并且深刻分析聚烯烃用阻燃母料的发展前景。同时，结合课堂所学的高分子材料成型加工原理，对生产设备密 炼机、双螺杆挤出机、单螺杆挤出机的各组成部分进行设计改进，使其能够生产更优质的高填充聚烯烃用阻燃母料。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:聚烯烃阻燃母料密炼机双螺杆挤出机单螺杆挤出机
目录
1前言 1
1.1引言 1
1.2阻燃母料的概述 2
1.2.1阻燃母料的简介 2
1.2.2阻燃母料的优点 2
1.2.3阻燃母料的发展前景 2
1.3阻燃母料的种类 2
1.3.1聚烯烃阻燃母料 2
1.3.2聚甲醛阻燃母料 3
1.3.3ABS阻燃母料 3
1.3.4聚酰胺阻燃母料 3
1.4聚烯烃阻燃母料的制备工艺流程 4
1.4.1主要工艺设备 4
1.4.2具体操作流程 4
1.4.3主要制备原料及其规格 5
1.4.4各组分混合比例 5
1.5阻燃母料的原料选择 5
1.5.1阻燃剂的选择 5
1.5.2分散剂的选择 6
1.5.3载体的选择 6
1.5.4其他助剂 6
2生产设备简介及改进优化设计 7
2.1密炼机的简介 7
2.1.1密炼机的工作原理 7
2.1.2密炼机的技术参数 8
2.2密炼机主机结构的优化设计 82.2.1转子的支承 8
2.2.2密炼室 9
2.2.3卸料装置 9
2.2.4液压上顶栓 9
2.3密炼机控制系统的优化设计 9
2.3.1拖动系统 9
2.3.2水温控制 9
2.3.3主机系统 10
2.4密炼机的发展趋势 10
2.5双螺杆挤出机的简介 11
2.5.1双螺杆挤出机的工作原理 11
2.5.2双螺杆挤出机的技术参数 12
2.5.3设备工艺条件 13
2.6双螺杆挤出机的优化设计 13
2.7单螺杆挤出机的简介 14
2.7.1单螺杆挤出机的工作原理 14
2.7.2单螺杆挤出机的优化设计 15
2.8单螺杆挤出机的发展趋势 15
2.9切粒机的使用 16
2.10生产设备图 16
3结论 17
参考文献 18
致谢 19
1前言
1.1引言
随着科技的发展，聚合物在电器、建筑、航空等领域的应用也变得愈广泛。为了使聚合物能更安全有效地作用于人们的生活，聚合物的阻燃母料技术研究必不可少。阻燃母料可以可以提高阻燃剂在树脂中的分散性，减少阻燃剂添加量，降低加工难度及加工成本，同时可以减小阻燃剂的加入对树脂的力学性能的影响，改善车间工作环境。(1)可见，阻燃母粒技术改善加工工艺已然成为行业内的发展趋势。
为了适应现代生产，在了解阻燃母料制备技术的基础上，本文将针对聚烯烃用阻燃母料生产工艺中使用到的密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等设备进行优化改进。
首先是密炼机，在学习国外技术的基础上，我国对密炼机优化设计进行了不断地创新和改进。除了优化本身的功能，也着眼于开发新技术，使密炼机的功能更多样化。同时，对密炼机加料装置结构的设计也趋向使用人性化。密炼机使用广泛，但是在生产中可能会有种种问题，对相关的制造工厂来说，噪声、粉尘量、生产效率不高等便是要克服的问题。针对这些局限性，本文将对此做出优化改进。还有便是双螺杆挤出机，目前在生产过程中，双螺杆挤出的长径比不再像以前那样受到种种条件的限制，可以尽可能的加大。双螺杆挤出机的加热系统也是重点研究的对象，如果能够控制好温度，不但可以节能，而且还能提高生产效率。
最后便是单螺杆挤出机，理解了单螺杆挤出机的挤出系统、冷却加热系统、控制系统等结构基础，并结合单螺杆挤出机的局限性，了解单螺杆挤出机的未来发展趋势。单螺杆挤出机在运作时，如果没有控制好压力，可能会出现逆流现象，因此其未来的研究方向之一就是解决这一问题，最终做到提高单螺杆挤出机的生产效率。单螺杆挤出机的另一问题就是排气效果不佳，这也将成为其未来的研究方向。
对聚烯烃用阻燃母料生产的整套工艺流程进行合理的统筹设计，优化结构，使这些机械设备的熔融、挤出、造粒等过程更流畅，操作简单易行，且提高效率。
1.2阻燃母料概述
1.2.1阻燃母料简介
阻燃母料即阻燃母粒，也称防火母粒。这类产品满足了橡胶、塑料等制品的防火要求，大大降低了可燃性。由于阻燃母料的性能明显优于阻燃剂粉末，目前，阻燃母料成功代替阻燃剂，成为了实现阻燃塑料制品防火要求的最优选择之一。
与阻燃剂不同的是，阻燃母料是在阻燃剂的基础上，通过多种阻燃成分的有机结合，再经由改性处理以及协作有效的作用于塑料制品，并由双螺杆挤出机经过混炼、挤出、造粒，从而制得的颗粒状产物。
1.2.2阻燃母料的优点
与阻燃剂相比之下，阻燃母料干净卫生，便于清洁，而且添加量也小，并且在添加之后，塑料制品不容易发生花纹、析出、分层等不良反应。更重要的是，阻燃母料更容易添加在塑料制品中，而且添加后不会过分的影响塑料制品的力学性能。另外，配方所得的阻燃母料，其阻燃效果和效率更是大大优于一般的阻燃剂。总之，阻燃母料集节省时间和物力、人力成本等众多优点于一身。
1.2.3阻燃母料的发展前景
当前，人们日益认识到，减少和防止火灾的重要措施之一便是使用阻燃性材料，实践也证明了这点。为了减少危害，必须对一些易燃制品进行阻燃处理。阻燃母料的研究还有很广阔的发展空间，不同的塑料制品，可以对其特定的性能，研制出质量更优、针对性更强的阻燃母料。但是对于这一新兴产业，困难还是一定存在的，和阻燃母料相关的问题有价格、生态、回收等方面，因此，研究阻燃母料需要付出不少代价。但是为了人类的生存发展安全以及保护环境的迫切要求，阻燃材料技术是最需要应用的。再看阻燃材料的实际情况，虽然他的发展趋势较好，但是，目前市场上的阻燃母料仍由于种类少、应用范围窄等缺点限制了其发展，考虑到这些，为了使该技术蓬勃发展起来，必须立足于现在，并且在充分理性的科学研究之下，积极投入开发，阻燃母料会有更好的发展空间。(2)
1.3阻燃母料的种类
1.3.1聚烯烃阻燃母料
因为聚烯烃阻燃母料具有使用方便，加工便捷，成本低，收益明显等优点，使得其用途越来越广泛。像板材、通讯设施、航空零件等装饰材料对其塑料制品的阻燃性能要求较高，因此聚烯烃阻燃母料具有较广阔的市场前景，对聚烯烃的阻燃化处理意义重大(3)。众所周知，聚烯烃阻燃母料对聚丙烯、高密度聚乙烯有明显的阻燃效果。其中，聚乙烯阻燃母粒提高了塑料制品的弯曲强度，并使其冲击强度下降，但却几乎不影响拉伸强度。
1.3.2.聚甲醛阻燃母料
众所周知，最难阻燃的高分子材料之一当属聚甲醛，可聚甲醛却具有很好的物理化学性能，在电器、机械仪器、建筑材料、电子电气等方面广泛应用。考虑到聚甲醛阻燃剂的条件要求苛刻，少量添加剂便可能另聚甲醛分解。因此聚甲醛阻燃母料制作较难。
但是，通过多次研究之后发现，把阻燃剂三聚氰尿酸盐或聚磷酸铵与热塑性聚氨酯按一定比进行混炼，制得阻燃母粒，并将两种母粒分别与聚甲醛及其他助剂混合，挤出造粒后注射成型(4)。应用这种技技术，可以明显提高阻燃性能，并达到预期的效果。
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