Page 53 - 《橡塑技术与装备》2020年16期（8月下半月）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS) 测试与分析 康永·润滑剂对木塑复合材料性能的影响

酞酸酯 作为偶联剂，能够加强木粉和塑料之间界 青睐。以下详细的介绍了不同挤出造粒机的优缺点。 合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制 表 1 配方一
面的结合性，还能够降低木粉的吸水性，提高木粉与 （1）木塑单螺杆挤出机特点 品。同时。供给予模具足够的锁模力，以抵抗熔融塑 药品 PP 木粉 聚乙烯蜡 Zn-St 钛酸酯 DOP
份数 100 30 变量 20 1 5
塑料的分散性和相容性 ； 首先，在材料的预先处理方面，进入挤出机的物 料进入模腔产生的模腔压力，防止模具开缝，造成制
硬脂酸锌 热稳定剂 ； 料必须是颗粒状 ；其次，挤出机对物料的熔化机理用 品的不良现状。合模系统的组成 ：合模系统主要由合 在配方一中采用聚乙烯蜡为变量，分别为 1， 2， 3，
聚乙烯蜡 作为润滑剂，能够改善熔体的流动性和 的是机筒加热和螺杆剪切 ；最后是加料方式，一般采 模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动 4 份。以此来从测定聚乙烯蜡的用量对 WPC 力学性能
挤出制品的表面质量 ； 用重量加料。 模板、合模油缸和安全保护机构组成。 和流动性的影响，从而得出 WPC 力学性能和流动性
硬脂酸 作为润滑剂，能够改善熔体的流动性和挤 单螺杆挤出机的主要优点首先是在应用技术方面 （3）液压系统 最佳时聚乙烯蜡的份数。
出制品的表面质量，同时能起到很好的热稳定作用。 比较成熟，其次在成本方面相对来说比较低。而缺点 主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成， 表 2 配方二
药品 PP 木粉 硬脂酸 Zn-St 钛酸酯 DOP
1.2 实验设备的选择 是产量较低，原材料的成本比较高，在加工过程中螺 液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求 份数 100 30 变量 20 1 5
分析天平，上海天平仪器厂 ；高速混合机，广东 杆的转速受到挤出机的限制，在低温高压下物料的挤 的各种动作提供动力。
在配方二中采用硬脂酸为变量，分别为 1，2，3，
湛江电机厂 ； KS-20 同向双螺杆挤出机，昆山科信橡 出成型比较困难。 （4）电气控制系统
4 份。以此来从测定硬脂酸的用量对 WPC 力学性能和
塑机械有限公司 ； FT-90 塑料注射成型机，浙江申达 （2）异向旋转双螺杆挤出机特点 可实现注射机的工艺过程要求（压力、温度、速度、
流动性的影响，从而得出 WPC 力学性能和流动性最
塑料机械公司 ； DHG 型电热干燥箱，RG3020 微机控 首先，在材料的预处理方面，木粉和聚合物的粒 时间）。主要由电器、电子元件、仪表、加热器、传感
佳时硬脂酸的份数。
制全数字化电子万能试验机，深圳市瑞格尔仪器有限 径相同 ；需要预混合、干燥 ；其次，挤出机对物料的 器等组成。
通过两次实验的对比得出使用两种润滑剂（聚乙
公司 ；电子简支梁冲击机，河北承德金建检测仪器公 熔化机理用的是机筒加热和螺杆混合塑化 ；最后有的 （5）加热 / 冷却系统
烯蜡、硬脂酸）中的一种份数为多少时 WPC 力学性
司。 加料方式一般是强制式加料 ；排气方式为真空排气。 装置在料筒的外部，加热系统是用来加热料筒及
能和流动性最佳。
1.2.1 电热烘干箱 异向旋转双螺杆挤出机的主要优点是技术成熟， 注射喷嘴的注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置。
1.4 木粉的干燥试验
电热烘干箱一般具有箱内温度均匀、操作简单、 低转速、低剪切。而缺点是需要干燥系统、较高的设 冷却系统主要是用来冷却油温，油温过高会引起多种
在木塑复合材料制作的前期选料中，木质纤维的
使用寿命长等优点。在本次试验中，木粉的烘干和注 备成本、需要预混合、木粉含水量控制在较低的水平， 故障出现所以油温必须加以控制。
来源对产品的加工性和制品的力学性能的影响不大，
塑成型前的物料都需要电热烘干箱来进行烘干以脱去 才能保证较高的产量。 （6）润滑系统
但是木粉中的含有的水分和其他一些易挥发的组分如
水分。 （3）同向旋转双螺杆挤出机特点 以便减少能耗和提高零件寿命，润滑系统是注塑
果不能尽可能除去的话，会对所得制品的力学性能产
1.2.2 高速混合机 首先，在材料的预处理方面，含水量可大些（8%） 机的动模板、调模装置、连杆机铰等处有相对运动的
生很大的影响，因此在前期对木粉必须进行十分严格
高速混合机的结构简单、占地面积小，动力消耗 木粉和塑料颗粒大小不受限制 ；其次，挤出机对物料 部位提供润滑条件的回路。润滑可以是定期的手动润
的干燥处理。如果在干燥过程中的清除不合格而使得
低，是木塑复合材料的加工中必不可少的设备之一。 的熔融机理为机筒加热，高螺杆转速与高剪切可排气 滑，也可以是自动电动润滑 ；
木粉中仍然残留着水分和其他的一些易挥发性组分，
:
:
在 PP 木塑复合材料的加工实验中，高速混合机 双螺杆长径比 40 1，单螺杆 10 1 即可 ；最后的加料 （7）平安维护与监测系统
会严重影响整个物料的挤出成型过程，使在成型的过
的作用是能够让各种原料更好的混合，并且使加热、 方式一般为重量加料与侧喂料。 1.2.5 电子万能试验机
程中型材内部出现泡孔而形成气泡、表面出现水迹 ,
冷却等功能更加轻松的实现。 同向旋转双螺杆挤出机的优点是无需预干燥与预 相对于液压万能试验机，电子万能试验机由于不
形成不稳定的分解产物而影响制品的外观质量 , 这些
1.2.3 挤出造粒机组 混合、塑料与木粉混合效果好。而缺点是需要较好的 需要油源，所以更加的清洁使用维护方面也更加方便，
制品内部产生的气泡会严重影响制品的应力集中，从
塑料挤出造粒机组由塑料挤出机与塑料造粒机共 加料系统，成本高、螺杆转速高，木粉易烧焦、低温 在木塑复合材料力学性能的测试方面具有非常大的应
而最终导致制品的力学性能受到影响。因此 , 实验前
同组建而成。主要用于生产 PP、PVC、PE 等各种热 高压挤出困难。 用前景。本次实验就需要电子万能试验机来测试制品
对木粉进行预处理和干燥是整个木塑复合材料的加工
塑性塑料的造粒。部分的热固性塑料也可以用挤出造 1.2.4 注塑成型机的结构和性能 的拉伸、弯曲、断裂伸长率的等力学性能。在测试过
中必不可少的一部分。下面对本次实验过程中木粉的
粒机组完成造粒工作。 注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传达动 程中，为了避免产生误差，必须要保证主机部分和测
干燥处理做一下简单介绍。
塑料挤出造粒机组中主机塑化混合均匀，结构紧 系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、 力计部分的安装符合要求。
本次实验室中对木粉的预处理采用的是电热干燥
凑、辅机采用风送集料，振动分离冷却，电磁调速电 平安监测系统等组成，下面对这些系统进行逐一的介 1.2.6 电子简支梁冲击机
箱来对木粉进行干燥，这种方法能够使木质纤维表面
机控制器调速切粒具有自动化程度高，生产效率高等 绍： 是一种结构简单、操作方便、测试精度高的仪器，
羟基含量降低 , 有利于其与聚合物基体的粘结。在对
优点。 （1）注射系统 在本次试验中用来测试制品的冲击强度。
木粉的烘干试验中，烘箱内的干燥温度是整个干燥实
木塑复合材料的挤出设备主要有单螺杆挤出机和 在整个的注塑成型机组件中，注射系统是最主要 1.3 原料配方设计
验中的关键。国内的专业人士也对木塑复合材料的研
双螺杆挤出机两种。其中，单螺杆挤出机造价低，能 的组成部分之一。目前应用最广泛的是螺杆式。其作 对木塑复合材料等来讲，一个良好的配方能够使
究前期木粉的干燥温度进行了深入的研究。结果发现，
耗低，速度慢，适用于生产规模小的企业。而双螺杆 用是通过螺杆在在一定的压力和挤出速度下将熔融塑 产品获得更好的加工性能和力学性能，并且能够降低
当烘箱内的温度过高 ( 高于 120 ℃ ) 时，木粉颜色会
挤出机又分为异向旋转双螺杆挤出机和同向旋转双螺 料注入模具型腔中，注射结束后，对注射到模具型腔 成本，因此配方的设计至关重要。下面对本次实验的
变黄 , 并随时间的延长逐渐加深，有时会转变成褐色 ,
杆挤出机。双螺杆挤出机由于自身所带的自洁能力和 中的熔料保持定型。 配方进行下简单介绍 ：
甚至炭化 ; 当温度小于 110 ℃时 , 木粉中水分等挥发
强力输送能力，因此，受到了许多大中型企业单位的 （2）合模系统
·34· 第 46 卷 第 16 期 2020 第 46 卷 ·35·
年