CN101249719A - 超高分子量聚乙烯近熔点挤出方法 - Google Patents

超高分子量聚乙烯近熔点挤出方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可使挤出的物料的分子量基本保持不变的超高分子量聚乙烯近熔点挤出方法，其步骤为：将分子量≥200万的超高分子量聚乙烯原料送入挤出机中，依次经过输送、压实和加热之后，由挤出机挤出，在加热过程中，对原料的温度实行控制，使原料的温度低于所述原料的熔点、而高于所述原料熔点的90％，使得所述原料以固相形式在挤出机中流动，在挤出过程中不会降解，这样就保证了挤出的物料的分子量基本不变，从而可使物料在模具中经熔融、成型，并经冷却制成制品后，仍维持超高分子量聚乙烯的耐冲击性、耐压力性、抗冻性等优良特性。

Description

超高分子量聚乙烯近熔点挤出方法
技术领域
本发明涉及到一种用超高分子量聚乙烯作为原料生产各种管材、板材、异型材等塑料制品的超高分子量聚乙烯的挤出方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种分子量极高的热塑性塑料，与众多聚合物材料相比，具有摩擦系数小、磨耗低、耐化学药品性、耐冲击性、耐压力性、抗冻性、保温性、自润滑性、抗结垢性、耐应力开裂性、卫生性好等突出特点。这些优良特性使UHMWPE管材的摩擦系数非常小，呈现出极高的自润滑性和抗垢性，可以显著地节省管道输送能耗，其抗磨耗性居塑料之冠，是耐磨输送管道的理想材料。目前，在将超高分子量聚乙烯作为原料生产各种管材、板材、异型材等塑料制品时，通常采用了熔融挤出法和模具成型法，所谓的熔融挤出法是指：进入挤出机螺筒的原料在螺杆的作用下实现输送、压实、熔融塑化后挤出，挤出的物料再进入模具中成型。众所周知，UHMWPE分子量高达数百万，超常分子链之间为无序缠结，其分子链段对热运动反应迟缓，表现为熔体粘度高达108Pa·s。正因为UHMWPE的分子量很大，几乎没有流动性，使用常规的熔融挤出法，容易发生熔体破裂，挤出过程中的放热及蓄热很难控制，导致大分子降解，使得制品的分子量不足百万，导致超高分子量聚乙烯的种种优良性能也随之减弱和消失。此外，处于熔融状态的超高分子量聚乙烯的流动性极差，为了增加其流动性，通常在超高分子量聚乙烯原料中加入大剂量的各种内外润滑剂、成核剂等加工助剂，甚至还有相对低分子量的聚乙烯。但是，这种搀杂也会大大降低超高分子量聚乙烯固有的优良特性，而且这些物质的加入在挤出过程中由于“溶剂化”的作用会导致聚乙烯超大分子沿挤出方向的流动取向，从挤出机挤出的超高分子量聚乙烯被送入模具，在模具中经过熔融、成型、冷却，形成最终产品，如果最终产品是管材，将会造成管材在轴向和环向的两向应力差非常明显，影响管材的质量，若加工板材或异型材，将会造成产品严重变形。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是：提供一种可使挤出的物料的分子量其
本保持不变或保持在壹百万以上的超高分子量聚乙烯近熔点挤出方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：超高分子量聚乙烯近熔点挤出方法，其步骤为：将分子量≥200万的超高分子量聚乙烯原料送入挤出机中，依次经过输送、压实和加热之后，由挤出机挤出，在加热过程中，对原料的温度实行控制，使原料的温度低于所述原料的熔点、而高于所述原料熔点的90％，使得所述原料以固相形式在挤出机中流动。
上述超高分子量聚乙烯的分子量≤800万。
本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种可增加超高分子量聚乙烯
流动性的超高分子量聚乙烯近熔点挤出方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：将所述的超高分子量聚乙烯原料与重量不超过超高分子量聚乙烯原料重量4％的加工助剂混合均匀后送入挤出机。
上述的加工助剂为各种内外润滑剂或成核剂。
上述的加工助剂为相对低分子量的聚乙烯。
本发明的有益效果是：本发明通过控制加热温度，将挤出机中的超高分子量聚乙烯加热至其熔点附近，这样超高分子量聚乙烯在挤出机中的流动过程就变成了输送、压实和近熔点的固相流动过程，使得其在挤出过程中不会发生降解，这样就保证了挤出的物料的分子量基本保持不变，从而可使物料进入模具后，经模具中经熔融、成型，并经冷却制成制品后仍维持超高分子量聚乙烯的优良特性；此外，小剂量的加工助剂一方面可以增加原料的流动性，另一方面又不至于使挤出的物料由于“溶剂化”的作用而导致聚乙烯超大分子沿挤出方向的流动取向，因而不会影响到最终制品的质量。
具体实施方式
本发明所述的超高分子量聚乙烯近熔点挤出方法，其步骤为：将分子量为250万左右的超高分子量聚乙烯的粉料或粒料作为原料与重量为超高分子量聚乙烯原料重量3％的加工助剂混合均匀后送入挤出机，依次经过输送、压实和加热之后，由挤出机挤出，在加热过程中，对原料的温度实行控制，使得原料的温度低于所述原料的熔点、而高于所述原料熔点的90％，这样就可以让所述原料以固相形式在挤出机中流动，实现超高分子量聚乙烯的近熔点挤出；挤出的物料进入模具，并在≥30MPa压力下，以≤120毫米/分钟的线速度，进行熔融塑化、成型，最后冷却得到成品。本实施例中，所述的加工助剂可以是各种内外润滑剂、成核剂等各种加工助剂。
本发明通过控制加热温度，将挤出机中的超高分子量聚乙烯加热至其熔点附近，这样超高分子量聚乙烯在挤出机中的流动过程就变成了输送、压实和近熔点的固相流动过程，使得其在挤出过程中不会发生降解，这样就保证了挤出的物料的分子量基本保持不变，从而可使物料进入模具后，经模具中经熔融、成型，并经冷却制成制品后仍维持超高分子量聚乙烯的优良特性；此外，小剂量的加工助剂一方面可以增加原料的流动性，另一方面又不至于使挤出的物料由于“溶剂化”的作用而导致聚乙烯超大分子沿挤出方向的流动取向，因而不会影响到最终制品的质量。

Claims (5)

1.超高分子量聚乙烯近熔点挤出方法，其步骤为：将分子量≥200万的超高分子量聚乙烯原料送入挤出机中，依次经过输送、压实和加热之后，由挤出机挤出，其特征在于：在加热过程中，对原料的温度实行控制，使原料的温度低于所述原料的熔点、而高于所述原料熔点的90％，使得所述原料以固相形式在挤出机中流动。
2.如权利要求1所述的近熔点挤出方法，其特征在于：所述聚乙烯的分子量≤800万。
3.如权利要求1或2所述的近熔点挤出方法，其特征在于：将所述的超高分子量聚乙烯原料与重量不超过超高分子量聚乙烯原料重量4％的加工助剂混合均匀后送入挤出机。
4.如权利要求3所述的近熔点挤出方法，其特征在于：所述的加工助剂为各种内外润滑剂或成核剂。
5.如权利要求3所述的近熔点挤出方法，其特征在于：所述的加工助剂为相对低分子量的聚乙烯。
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CN101804690A (zh) * 2010-04-13 2010-08-18 张家港联冠新材料有限公司 一种生产超高分子量聚乙烯500-2000mm幅宽板材的挤出模具
CN101486250B (zh) * 2009-02-13 2010-12-08 华南理工大学 超高分子量聚乙烯低温低压挤出方法
CN101693402B (zh) * 2009-10-19 2012-07-25 江苏联冠科技发展有限公司 一种超高分子量聚乙烯制品的生产方法
CN107186998A (zh) * 2017-06-12 2017-09-22 杭州宝乐事科技有限公司 一种多孔塑料滤芯挤出成型工艺

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