论文部分内容阅读
摘 要：讲述了开孔EPP及其生产线。通过对切粒机整体结构、切刀和压辊材料的合适选择以及增加防静电装置等改进，不仅满足了生产的需要，而且大大提高了生产效率和成品率。
关键词：开孔EPP 切粒机 设备改进 发泡材料
中图分类号：TQ323.41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013） 05（b）-0022-01
发泡聚丙烯（Expanded Polypr opylene，EPP）是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料。开孔EPP材料对水和湿气有更高的吸收能力，而且对液体和气体具有更高的渗透性，对热或电有更低的绝缘性，有更大的比表面积，还有更好的吸收和阻尼声音的能力，因此，广泛应用于水处理、隔音、吸油、过滤以及吸收大气污染物的各个领域中。
1 开孔EPP生产线简介
如图1所示，开孔EPP是将PP加入挤出机，在机筒注入超临界CO2，经充分混合、溶解后形成均相溶液。在一定的温度和压力下通过挤出机头，经过物理发泡而制得。制备出的开孔EPP料条经过冷却定型后，利用切粒机切成长径比为0.8～1.2之间的粒子。
2 切粒机的改进
2.1 切粒机简介
拉条式塑料切粒机由机身、电动机、传动系统、压辊、转动刀、定刀和控制系統等组成。制品粒径在3至4 mm之间，主要用于PP、PE、PS等塑料的造粒生产线中。
2.2 开孔EPP的特性
与未发泡的塑料相比，开孔EPP更软、更轻、柔韧且刚度和抗压强度低等特点。塑料是电的不良导体，发泡塑料有气体使得电导率更低，从而会产生大量静电，因此，会产生以下问题：1）切出的发泡粒子无法脱离切粒机；2）开孔粒径要求在3～12 mm；3）切出的粒子会粘着于压辊、切刀及机身，从而使粒子压瘪且产生大量碎屑。
合格的粒子要求完整、饱满、碎屑量不大于10%，所以，普通切粒机很难满足要求，大量粒子粘附于切粒机零部件后会导致无法正常工作。为了实现开孔EPP粒子的生产就必须对普通切粒机进行改进。
2.3 切粒机的改进设计
2.3.1 结构改进
如图2所示在结构上做以下改进：
1）增加辅助下料机构。在切粒机的前面板上开一个向切刀位置的斜槽，并在斜槽外侧固定一个风斗。将压缩空气通过风斗输送到切粒机内部，利用风力将切出的粒子主动输出切粒机，解决切粒机堵塞的问题。
2）增加转动刀与定刀之间的调距机构。为了适应不同粒径，将压辊的上压辊轴与定刀轴处的左右侧板上均铣一个15mm的腰槽以使定刀能上下活动，从而改变两刀间距。
3）将压紧气缸改为行程可调式气缸。按照所生产的粒径来改变可调式气缸的行程以达到与刀间距匹配。
2.3.2 切刀与压辊的改进
1）将压辊改为胶辊，用尼龙棒料作为轴以增加强度。普通切粒机的压辊采用钢辊，钢辊无回弹性且钢与钢比橡 胶与橡胶的动摩擦系数小得多。增大动摩擦系数可以大大减小正压力，增大回弹性，使得开孔EPP不易被压瘪，而且保证切割时所需的阻力。
2）动刀用高速钢制造以增加刀的锋利程度。因开孔EPP柔软，锋利的切刀易切断料条。
3）将定刀改为尼龙材质。从而增大动刀与定刀间的摩擦力而制备粒子。
2.3.3 防静电装置
在切粒过程中，由于摩擦而产生大量静电，导致粒子堵塞切粒机使得生产无法正常进行，因此，必须在切粒机上安装防静电装置以消除静电。
如图3所示，防静电装置由离子发生器、风机、过渡风管和连接风管组成，离子发生器、风机、过渡风管和连接风管用螺钉、弹簧垫圈、垫圈及螺母固定，为了使连接处不漏风而损失离子，在接合面加石棉垫进行密封。在机身的上面板上加工出一个斜向于定刀与滚刀的斜槽，以使风机输入的风吹向切刀。
离子风机可以产生大量的正、负离子，利用风机的风力将正、负离子吹到切刀上以中和静电。风机的压力和流量小于压缩空气，因此，不会改变粒子的流动方向。因离子风机的大量正、负离子中和粒子所带静电，从而不会使粒子粘着于切粒机上而顺利输出切粒机。
3 改进后的切粒机在生产中的使用
将改进后的切粒机在以下生产设备中验证效果。生产设备配置为：主机用SH65-90/30-32专用发泡挤出机；自行设计的专用开孔EPP发泡机头；自行设计的专用风冷装置；改进后的开孔EPP切粒机。
利用以上生产设备配合合适的生产工艺，生产出的开孔EPP粒子形状完整，碎屑不大于5%，长径比在1左右，粒子圆润饱满完全符合使用要求。
4 结语
通过对普通拉条切粒机进行一系列适应性改进并用于开孔EPP珠粒的生产中，开孔EPP切粒机不仅能满足开孔EPP粒子的生产，大大提高了生产效率，并且提高了开孔EPP粒子的合格率与成品率。
参考文献
[1] 郭喆，揣成智，刘卉.聚丙烯发泡的研究进展[J].塑料制造：2009（4）：88.
[2] 何继敏.新型聚合物发泡材料及技术[M].化学工业出版社.
[3] 钱敏伟，信春玲，郭奕崇，等.超临界CO2发泡挤出工艺研究[J].工程塑料应用：2007，35（3）：23.
[4] 何顺伦，徐天艺.一种用于挤出法生产开孔EPP的装置[P].
[5] JB/T10464-2004.拉条式塑料切粒机[S].
关键词：开孔EPP 切粒机 设备改进 发泡材料
中图分类号：TQ323.41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013） 05（b）-0022-01
发泡聚丙烯（Expanded Polypr opylene，EPP）是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料。开孔EPP材料对水和湿气有更高的吸收能力，而且对液体和气体具有更高的渗透性，对热或电有更低的绝缘性，有更大的比表面积，还有更好的吸收和阻尼声音的能力，因此，广泛应用于水处理、隔音、吸油、过滤以及吸收大气污染物的各个领域中。
1 开孔EPP生产线简介
如图1所示，开孔EPP是将PP加入挤出机，在机筒注入超临界CO2，经充分混合、溶解后形成均相溶液。在一定的温度和压力下通过挤出机头，经过物理发泡而制得。制备出的开孔EPP料条经过冷却定型后，利用切粒机切成长径比为0.8～1.2之间的粒子。
2 切粒机的改进
2.1 切粒机简介
拉条式塑料切粒机由机身、电动机、传动系统、压辊、转动刀、定刀和控制系統等组成。制品粒径在3至4 mm之间，主要用于PP、PE、PS等塑料的造粒生产线中。
2.2 开孔EPP的特性
与未发泡的塑料相比，开孔EPP更软、更轻、柔韧且刚度和抗压强度低等特点。塑料是电的不良导体，发泡塑料有气体使得电导率更低，从而会产生大量静电，因此，会产生以下问题：1）切出的发泡粒子无法脱离切粒机；2）开孔粒径要求在3～12 mm；3）切出的粒子会粘着于压辊、切刀及机身，从而使粒子压瘪且产生大量碎屑。
合格的粒子要求完整、饱满、碎屑量不大于10%，所以，普通切粒机很难满足要求，大量粒子粘附于切粒机零部件后会导致无法正常工作。为了实现开孔EPP粒子的生产就必须对普通切粒机进行改进。
2.3 切粒机的改进设计
2.3.1 结构改进
如图2所示在结构上做以下改进：
1）增加辅助下料机构。在切粒机的前面板上开一个向切刀位置的斜槽，并在斜槽外侧固定一个风斗。将压缩空气通过风斗输送到切粒机内部，利用风力将切出的粒子主动输出切粒机，解决切粒机堵塞的问题。
2）增加转动刀与定刀之间的调距机构。为了适应不同粒径，将压辊的上压辊轴与定刀轴处的左右侧板上均铣一个15mm的腰槽以使定刀能上下活动，从而改变两刀间距。
3）将压紧气缸改为行程可调式气缸。按照所生产的粒径来改变可调式气缸的行程以达到与刀间距匹配。
2.3.2 切刀与压辊的改进
1）将压辊改为胶辊，用尼龙棒料作为轴以增加强度。普通切粒机的压辊采用钢辊，钢辊无回弹性且钢与钢比橡 胶与橡胶的动摩擦系数小得多。增大动摩擦系数可以大大减小正压力，增大回弹性，使得开孔EPP不易被压瘪，而且保证切割时所需的阻力。
2）动刀用高速钢制造以增加刀的锋利程度。因开孔EPP柔软，锋利的切刀易切断料条。
3）将定刀改为尼龙材质。从而增大动刀与定刀间的摩擦力而制备粒子。
2.3.3 防静电装置
在切粒过程中，由于摩擦而产生大量静电，导致粒子堵塞切粒机使得生产无法正常进行，因此，必须在切粒机上安装防静电装置以消除静电。
如图3所示，防静电装置由离子发生器、风机、过渡风管和连接风管组成，离子发生器、风机、过渡风管和连接风管用螺钉、弹簧垫圈、垫圈及螺母固定，为了使连接处不漏风而损失离子，在接合面加石棉垫进行密封。在机身的上面板上加工出一个斜向于定刀与滚刀的斜槽，以使风机输入的风吹向切刀。
离子风机可以产生大量的正、负离子，利用风机的风力将正、负离子吹到切刀上以中和静电。风机的压力和流量小于压缩空气，因此，不会改变粒子的流动方向。因离子风机的大量正、负离子中和粒子所带静电，从而不会使粒子粘着于切粒机上而顺利输出切粒机。
3 改进后的切粒机在生产中的使用
将改进后的切粒机在以下生产设备中验证效果。生产设备配置为：主机用SH65-90/30-32专用发泡挤出机；自行设计的专用开孔EPP发泡机头；自行设计的专用风冷装置；改进后的开孔EPP切粒机。
利用以上生产设备配合合适的生产工艺，生产出的开孔EPP粒子形状完整，碎屑不大于5%，长径比在1左右，粒子圆润饱满完全符合使用要求。
4 结语
通过对普通拉条切粒机进行一系列适应性改进并用于开孔EPP珠粒的生产中，开孔EPP切粒机不仅能满足开孔EPP粒子的生产，大大提高了生产效率，并且提高了开孔EPP粒子的合格率与成品率。
参考文献
[1] 郭喆，揣成智，刘卉.聚丙烯发泡的研究进展[J].塑料制造：2009（4）：88.
[2] 何继敏.新型聚合物发泡材料及技术[M].化学工业出版社.
[3] 钱敏伟，信春玲，郭奕崇，等.超临界CO2发泡挤出工艺研究[J].工程塑料应用：2007，35（3）：23.
[4] 何顺伦，徐天艺.一种用于挤出法生产开孔EPP的装置[P].
[5] JB/T10464-2004.拉条式塑料切粒机[S].