超高分子量聚乙烯管材单螺杆挤出机筒成型法

摘要

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管材单螺杆挤出机筒成型法及成型设备，利用超高分子量聚乙烯在高弹态下具有可挤压、压延特性，当处于高弹态下的超高分子量聚乙烯在一定挤压力的作用下，充满由光杆螺杆与机筒间所形成型腔时，实现超高分子量聚乙烯管材的初步成型，在挤出压力的继续作用下，初步成型的管材通过定型芯棒和定型套来实现温度和几何尺寸的均化过程，再通过冷却套时，管材迅速完成冷却定型过程。该发明解决了在熔融状态下几乎不存在粘流态的超高分子量聚乙烯进行单螺杆挤出成型加工的技术难题，在完好保持超高分子量聚乙烯优异性能的前提下，实现了超高分子量聚乙烯管材连续生产的目标。

主权项

1、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管材单螺杆挤出机筒成型法，按以下顺序进行：将超高分子量聚乙烯粉末从料斗座进料，原料从压缩段末端以粉末固体床形式进入进料压缩段，原料很快被压实；被压实的原料以固体塞形式被推向前移，固体塞继续通过螺棱渐变段，当逐步形成固定直径的固体塞到达螺杆前端无螺棱的成型段时，UHMWPE材料充满机筒与螺杆间所形成的空间也就是管材型胚，此时的超高分子量聚乙烯管材型胚在摩擦热、机筒外热和加热螺杆的共同作用下，逐渐变成高弹态，然后在挤出压力的继续作用下，处于高弹态下的超高分子量聚乙烯管材通过定型芯棒和定型套来实现温度和几何尺寸的均化过程，再通过冷却套完成冷却定型过程，最后在牵引装置、计量装置和切割装置共同协调工作下，实现超高分子量聚乙烯管材单螺杆挤出机筒的连续成型；超高分子量聚乙烯管材单螺杆挤出机筒成型设备包括料斗座(1)、机筒、螺杆(4)、定型芯棒(6)、定型套(7)和冷却套(8)，机筒通过法兰与料斗座(1)连接，机筒由前端机筒(5)和后端机筒(3)组成，且在后端机筒内衔有增压内衬(2)，螺杆(4)放置在机筒内且一端固定在料斗座上，螺杆(4)另一端与定型芯棒(6)连接，前端机筒(5)依次与定型套(7)和冷却套(8)连接成整体；所述螺杆(4)结构划分为：进料压缩段、固体塞段、螺棱渐变段和成型段四个部分，其中在进料压缩段的结构为：等螺距变螺槽深度、变螺距变螺槽深度或变螺距等螺槽深度，固体塞段的结构为：等螺距等螺槽深度或变螺距变螺槽深度，其特征在于：在螺棱渐变段：螺杆的螺棱高度从螺槽的深度，线性变小直至为零；在成型段：螺杆无螺棱而呈光杆。