一種粘度-溫度非線性聚合物一步法直擠成型工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子加工技術領域，具體涉及一種粘度-溫度非線性聚合物一步法直擠成型工藝。
【背景技術】
[0002]擠出成型是高分子聚合物重要的成形方法之一。傳統(tǒng)擠出成型主要通過擠出和定型兩步法實現，首先熔體通過擠出機頭獲得機頭流道的截面形狀，然后經過定型模具把已獲得的形狀固定下來，成形為具有一定截面形狀和尺寸精度的擠出制品，傳統(tǒng)擠出工藝流程圖如圖1所示。粘度與溫度顯著非線性聚合物進入擠出流動狀態(tài)后，其極低的熔體強度難于保持口模特定的截面形狀，擠出口模的熔體一方面在重力作用下扭曲變形，另一方面由于溫度下降引起熔體的結晶，無法通過傳統(tǒng)的定型方式精準其形狀和尺寸。如果降低熔體的成形溫度以提高熔體強度，由于粘度與溫度之間的顯著非線性，熔體粘度急劇增大，其擠出流動性能降低，甚至引起結晶堵塞流道。因此，傳統(tǒng)擠出成型方法不適用于粘度-溫度顯著非線性結晶型聚合物的成形。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種適用于粘度-溫度非線性聚合物加工成型的一步法直擠成型工藝。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是:
[0005]提供一種粘度-溫度非線性聚合物一步法直擠成型工藝，采用單螺桿擠出機對粘度-溫度非線性聚合物擠出成型，所述單螺桿擠出機包括加熱系統(tǒng)、主機和擠出口模，其中主機分為加料段、壓縮段和均化段，其特征在于所述一步法直擠成型工藝包括以下步驟:
[0006]I)將粘度-溫度非線性聚合物進行干燥處理，使其含水量不超過0.5% ;
[0007]2)采用差示掃描量熱法對粘度-溫度非線性聚合物的熔融結晶行為進行測試，確定聚合物的熔體結晶峰值溫度；
[0008]3)將擠出口模溫度設定為聚合物的熔體結晶峰值溫度，加料段溫度設為聚合物的熔體結晶峰值溫度-10°c，壓縮段和均化段的溫度設為聚合物的熔體結晶峰值溫度+5°C，開啟擠出機加熱系統(tǒng)，達到設定溫度后恒溫20min，然后開啟主機，將步驟I)干燥處理后的聚合物緩慢加入單螺桿擠出機，通過擠出機擠出成型得到截面形狀和尺寸精準的制品。
[0009]本發(fā)明通過設定擠出口模溫度與聚合物的熔體結晶峰值溫度一致，開啟主機后緩慢加入物料(粘度-溫度非線性聚合物)，物料熔融進入擠出模具，擠出模具擠出的熔體由于自然冷卻引起溫度的下降，能夠以最快的結晶速率結晶，快速結晶使擠出制品獲得模具流道的截面形狀，從而實現擠出制品的定型。然后通過牽引工序對擠出型材的牽引，實現連續(xù)擠出成形。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:傳統(tǒng)擠出成型需要定型模具提高擠出制品的形狀和尺寸精度，而本發(fā)明通過一步法直擠成型利用材料自身的冷卻結晶以實現定型，工藝簡單，通過協調擠出溫度和結晶定型的動態(tài)平衡成型粘度-溫度非線性聚合物制品，與傳統(tǒng)工藝相比，省去了定型和冷卻工序，不需要配備專門的定型模具，具有成本低、效率高、周期短的特點。
【附圖說明】
[0011]圖1為傳統(tǒng)擠出工藝流程圖；
[0012]圖2為本發(fā)明實施例1 一步法直擠成型工藝流程圖；
[0013]圖3為實施例1所用物料的熔融曲線圖；
[0014]圖4為實施例1所用的擠出模具；
[0015]圖5為實施例1所得制品的外形圖(a)及截面圖(b)。
【具體實施方式】
[0016]為使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0017]實施例1
[0018]本實施例所用物料為粘度一溫度非線性聚合物GF/PA66，其玻璃纖維含量為25wt%，材料密度為1.390g/cm3o采用單螺桿擠出機對該聚合物擠出成型，所述單螺桿擠出機包括加熱系統(tǒng)、主機和擠出模具，其中主機分為加料段、壓縮段和均化段，采用一步法直擠成型工藝對其進行加工成型，步驟如下:
[0019]I)將GF/PA66物料放入真空烘箱進行干燥處理，干燥溫度為90°C，干燥時間為2h，干燥后含水量小于0.5% ;
[0020]2)采用差示掃描量熱法(DSC)對物料的熔融結晶行為進行測試，確定該聚合物的熔體結晶峰值溫度，熔融曲線圖如圖3所示，GF/PA66的熔體結晶峰值溫度為263 °C，結晶起始溫度為248°C，結晶終止溫度為278°C ；
[0021]3)將單螺桿擠出機的加料段、壓縮段、均化段溫度分別設置為253°C、268°C和268°C，擠出模具溫度依據結晶峰值溫度設定為263°C，擠出模具如圖4所示，開啟擠出機加熱系統(tǒng)，達到設定溫度后恒溫20min，然后開啟主機，將步驟I)干燥處理后的物料緩慢加入擠出機，通過擠出機擠出成型得到截面形狀和尺寸精準的制品，所得制品的外形圖及截面圖如圖5所示。本實施例一步法直擠成型工藝流程圖如圖2所示。
【主權項】
1.一種粘度-溫度非線性聚合物一步法直擠成型工藝，采用單螺桿擠出機對粘度-溫度非線性聚合物擠出成型，所述單螺桿擠出機包括加熱系統(tǒng)、主機和擠出模具，其中主機分為加料段、壓縮段和均化段，其特征在于所述一步法直擠成型工藝包括以下步驟: 1)將粘度-溫度非線性聚合物進行干燥處理，使其含水量不超過0.5% ; 2)采用差示掃描量熱法對粘度-溫度非線性聚合物的熔融結晶行為進行測試，確定聚合物的熔體結晶峰值溫度； 3)將擠出模具溫度設定為聚合物的熔體結晶峰值溫度，加料段溫度設為聚合物的熔體結晶峰值溫度_10°C，壓縮段和均化段的溫度設為聚合物的熔體結晶峰值溫度+5°C，開啟擠出機加熱系統(tǒng)，達到設定溫度后恒溫20min，然后開啟主機，將步驟I)干燥處理后的聚合物緩慢加入單螺桿擠出機，通過擠出機擠出成型得到截面形狀和尺寸精準的制品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種粘度-溫度非線性聚合物一步法直擠成型工藝，所述一步法直擠成型工藝包括以下步驟：1)將粘度-溫度非線性聚合物進行干燥處理，使其含水量不超過0.5％；2)采用差示掃描量熱法對粘度-溫度非線性聚合物的熔融結晶行為進行測試，確定聚合物的熔體結晶峰值溫度；3)將擠出機的擠出口模溫度設定為熔體結晶峰值溫度，開啟擠出機加熱系統(tǒng)，達到設定溫度后恒溫20min，然后開啟主機，將干燥處理后的聚合物緩慢加入擠出機，通過擠出機擠出成型得到截面形狀和尺寸精準的制品。本發(fā)明通過一步法直擠成型利用材料自身的冷卻結晶以實現定型，工藝簡單，不需要配備專門的定型模具，具有成本低、效率高、周期短的特點。
【IPC分類】B29C47/38, B29C47/78
【公開號】CN104985791
【申請?zhí)枴緾N201510435611
【發(fā)明人】付秀娟, 李建敏
【申請人】武漢工程大學
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月22日