塑料材料利用

1、材料工程材料工程122122班班徐黎明徐黎明PE-g-MAH馬來酸酐節(jié)枝聚乙烯的生產(chǎn)項(xiàng)目任務(wù)項(xiàng)目任務(wù)u認(rèn)識PE-g-MAHu了解反應(yīng)共擠工藝，認(rèn)識反應(yīng)共擠的工藝流程u了解雙螺桿擠出機(jī)用于反應(yīng)共擠，了解工藝過程中的關(guān)鍵u了解其他制品用雙螺桿擠出機(jī)1-1認(rèn)識馬來酸酐接枝聚乙烯 通過化學(xué)反應(yīng)的手段在聚乙烯分子鏈上接技數(shù)個(gè)馬來酸酐分子，使產(chǎn)品既具有聚乙烯的良好加工性和其它優(yōu)異性能，又具有馬來酸酐極性分子的可再反應(yīng)性和強(qiáng)極性，利于作為偶聯(lián)劑和再反應(yīng)改性劑使用，在塑料領(lǐng)域具有廣泛的用途。通過真空排氣一反應(yīng)式擠出機(jī)組進(jìn)行反應(yīng)性擠出制得(反應(yīng)共擠），一次性就可得到純凈、無雜質(zhì)的產(chǎn)品，基本上不存在游離態(tài)單體。1

2、-2馬來酸酐接枝聚乙烯的應(yīng)用(1)可以用于聚丙烯、高密度聚乙烯的填充、玻纖增強(qiáng)的偶聯(lián)劑(2)色母粒的載體樹脂(3)工程塑料的增韌改性劑、塑料共混物的增容劑、防霧地膜的延長防霧期改性劑等。2-1反應(yīng)共擠的發(fā)展反應(yīng)擠出工藝是20 世紀(jì)60 年代后才興起的一種新技術(shù), 是連續(xù)地將單體聚合并對現(xiàn)有聚合物進(jìn)行改性的一種方法, 因可以使聚合物性能多樣化、功能化且生產(chǎn)連續(xù)、工藝操作簡單和經(jīng)濟(jì)適用而普遍受到重視。2-2反應(yīng)共擠的定義 是把擠出機(jī)作為連續(xù)化的微背混式柱塞流反應(yīng)器，使欲反應(yīng)的混合物在熔融擠出過程中同時(shí)完成指定的化學(xué)反應(yīng)。 它具有利用擠出機(jī)處理高粘度聚合物的獨(dú)特功能，對擠出機(jī)螺桿料筒上的各個(gè)區(qū)域進(jìn)行

3、獨(dú)立的溫度控制、物料停留時(shí)間控制和剪切強(qiáng)度控制，使物料在各個(gè)區(qū)域傳輸過程中完成固體輸送、增壓熔融、物料混合、熔體加壓、化學(xué)反應(yīng)、排除副產(chǎn)物和未反應(yīng)單體、熔體輸送和泵出成型等一系列化工基本單元操作，因此它是理想的高粘度聚合物熔融態(tài)反應(yīng)方法。2-3反應(yīng)擠出的工藝原理 反應(yīng)擠出是以螺桿和料筒組成的塑化擠壓系統(tǒng)作為連續(xù)反應(yīng)器，將欲反應(yīng)的各種原料組分，如單體、引發(fā)劑、聚合物、助劑等一次或分次由相同的或不同的加料口加入到螺桿中，在螺桿轉(zhuǎn)動下實(shí)現(xiàn)各原料之間的混合、輸送、塑化、反應(yīng)和從口模擠出的過程。 2-4擠出共擠的特點(diǎn)p反應(yīng)擠出機(jī)是反應(yīng)擠出的主要設(shè)備，一般有較長的長徑比、多個(gè)加料口和特殊的螺桿結(jié)構(gòu)。p反應(yīng)

4、擠出可以在高粘度下實(shí)現(xiàn)聚合反應(yīng)p熔融進(jìn)料預(yù)處理容易p 混合分散性和分布性優(yōu)異p 溫度控制穩(wěn)定p 可控制整個(gè)停留時(shí)間分布p可連續(xù)加工p未反應(yīng)單體和副產(chǎn)品可以除去p 具有對后反應(yīng)的限制能力p可進(jìn)行粘流熔融輸送p可連續(xù)制造異型制品。2-5.1反應(yīng)擠出設(shè)備一：單螺桿擠出機(jī)單螺桿擠出機(jī)的混煉效果及容量不及雙螺桿擠出機(jī)，但其設(shè)備價(jià)格低、投資小，因此應(yīng)用極為廣泛。普通的3段式單螺桿擠出機(jī)螺桿分為加料段、熔融段和均化段，不能滿足反應(yīng)擠出的需要，在螺桿上加設(shè)反應(yīng)段，反應(yīng)段螺槽比均化段要深，這樣就增加了熔體的停留時(shí)問，提高了原料的反應(yīng)程度。2-5.2反應(yīng)擠出設(shè)備 雙螺桿擠出機(jī)具有兩大功能： 一是以混煉、塑化、改性

5、為主; 二是用于反應(yīng)擠出。雙螺桿反應(yīng)擠出機(jī)作為一種連續(xù)加工的反應(yīng)器，初始物料從料斗加入，在螺桿的作用下輸送、混合、剪切、反應(yīng)、傳熱、脫揮、造粒或模塑成型。雙螺桿反應(yīng)擠出機(jī)由于料筒上的2個(gè)孔相通，物料相互竄流而具有非常優(yōu)異的分布混合特性。雙螺桿反應(yīng)擠出機(jī)雙螺桿反應(yīng)過程3-1.1認(rèn)識組合式雙螺桿擠出機(jī)定義： 組合式嚙合同向雙螺桿由多種類型和不同數(shù)量的螺桿元件以小積木塊的方式組成完成整個(gè)擠出過程. 3-1.2認(rèn)識組合式雙螺桿擠出機(jī)3-2熔體在組合螺桿的過程4-2反應(yīng)擠出中的關(guān)鍵（擠出機(jī)）4-2.1窄的停留時(shí)間分布反應(yīng)性擠出加工中, 通常采用提高溫度和增加引發(fā)劑的方法來獲得所需的狀態(tài)變化和選擇能力 。

6、 寬的停留時(shí)間分布將使產(chǎn)品受熱時(shí)間過長和有降解的后果 。 在接枝反應(yīng)過程中, 由于單體聚集在聚合物主鏈上，故選擇能力急劇下降 。 4-2反應(yīng)擠出中的關(guān)鍵(擠出機(jī)）4-2.2強(qiáng)制輸送單體和助劑這類稀液體和必須同粘性基質(zhì)聚合物一起有效地輸送到混合/ 反應(yīng)區(qū)間,物料中液體含量可高達(dá) 50% ，像石英玻璃( 熔融硅石) 這種低密度填充料也必須強(qiáng)制輸送 。4-2反應(yīng)擠出中的關(guān)鍵（擠出機(jī)）4-2.3多段擠壓加工區(qū)在該區(qū)，反應(yīng)性擠出通常需要 3 4 個(gè)獨(dú)立的進(jìn)料段來進(jìn)行反應(yīng)和/ 或排氣 。 擠出機(jī)內(nèi)的這些進(jìn)料段間必須具有密封，能夠承受幾百 P S i g 。料筒長度內(nèi)每根螺桿直徑上動態(tài)產(chǎn)生的壓力降可達(dá)到 5

7、00P S i g 。4-2反應(yīng)擠出中的關(guān)鍵（擠出機(jī)）4-2.4 單位體積的高扭矩對許多反應(yīng)擠出加工的停留時(shí)間要求機(jī)器在最低的螺桿轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)和有最大的填充量， 擠出機(jī)必須產(chǎn)生能滿足熔融和混合物料的動力 。 假如擠出機(jī)的扭矩太低，某些加工將不得不采用高的螺桿轉(zhuǎn)速來輸送功率 。 這將提高物料溫度 、 增加停留時(shí)間分布曲線的寬度 。4-2反應(yīng)擠出中的關(guān)鍵（擠出機(jī)）4-2.5有效排氣包括產(chǎn)品質(zhì)量 ( 據(jù) FDA ) 和一般產(chǎn)品處理的發(fā)展趨勢 ( 據(jù)O SHA 和DO T ) 是限制產(chǎn)品中殘留的單體和催化劑的含量 。 為了適應(yīng)某些物料嚴(yán)格的生產(chǎn)技術(shù)條件要求, 可能要求采用多級真空段水噴射技術(shù) 。4-3反應(yīng)擠出中的關(guān)鍵（優(yōu)勢）( 1) 為了保證所希望的選擇能力， 單體 、引發(fā)劑和晶核聚合物的混合， 必需嚴(yán)格控制 。由于大多數(shù)單體是稀液體， 因此需要一個(gè)強(qiáng)制輸送系統(tǒng) 。 ( 2) 由于許多晶核聚合物具有高的粘性與彈性， 通常需要高單位體積扭矩的擠出機(jī) 。 ( 3) 假如需要多段排氣, 需要完全相互嚙合的螺桿設(shè)計(jì)