Page 81 - 《橡塑技术与装备》2023年3期

机械与模具 张友新 等·PE 管材用双轴取向拉伸装置

PE 管材用双轴取向拉伸装置

张友新，冯金茂，周庆国，曹世雄，王迪
( 浙江伟星新型建材股份有限公司，浙江 临海 317000)

摘要 ： 现有技术取向拉伸装置，对管胚的外冷却靠的是室内自然冷却，由于 PE 聚合物的导热性能较差，在连续生产时产生
的热量不能够及时被带走，不能有效控制对管胚的外表面冷却，使得拉伸后的管材存在壁厚不均匀，严重影响了管材的使用强度。
通常取向拉伸装置的设计只能生产一种规格，配备一个取向头，这给更换规格时带来了困难，针对现有技术的不足，提供了一种
PE 管材用双轴取向拉伸装置，在变径，冷却，取向装置的前后移动，温度控制等方面进行了优化改进，保证了对 PE 管材的径向
和轴向的均匀拉伸，从而提高了管材强度，实现了一个取向装置，生产不同规格的产品。
关键词 ： 风环 ；冷却 ；取向拉伸 ；变径 ；弧形扩胀头
中图分类号 ： TQ325.12 文章编号 ： 1009-797X(2023)03-0033-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.03.007

0 引言 前后移动，是取向装置和冷却装置 , 能够比较精确地
随着塑料管材的需求量大幅提高，塑料管材的应 控制管胚的各工艺参数 , 缩短了拉伸温度的控制时间，
用领域也不断拓宽。各国对塑料管材的性能也提出了 保证了对 PE 管材的径向和轴向的均匀拉伸，从而提
更高的要求，如节省材料，提高管材的各方面性能必 高了管材强度，实现了一个取向装置，生产不同规格
将是塑料管材研究的一个重要方向。取向拉伸增强技 的产品。通过大量实验证明，开发双轴取向拉伸 PE
术是近年发展的一种新的塑料管材生产技术 , 即在生 管材作为一种新型先进技术 , 在提高管材性能的同时，
产过程中将管材沿轴向和环向都进行拉伸取向 , 从而 可节约材料 , 具有非常好的竞争优势 [2] 。同时，双向
使管材轴向和环向的力学性能均得以增强。目前 , 能 拉伸在增强管材的强度、耐热性、模量以及抗冲击性
够进行取向的塑料制品都已采用取向拉伸技术 , 如双 等方面具有显著提高 , 使其具有广阔的开发应用前景。
向拉伸薄膜 ，拉伸中空容器，吹塑薄膜等 [1] ，塑料管
材的双向拉伸技术，其采用的生产方式是扩张法双向 1 取向拉伸的成型工艺分析
拉伸 , 经过不同的分段温控处理 , 使管材温度达到扩 在 PE 管材挤出成型取向拉伸过程中，最好在结
张温度 , 然后在牵引力的作用下通过一个与挤出机相 晶开始熔融、分子链能够运动的温度下进行拉伸。在
连的扩张装置 , 使管坯扩张而成型。但是，现有技术 这外力的作用下 ，分子从无序排列到有序排列的过程
的取向拉伸装置，对管胚的外冷却靠室内自然冷却， 分子链由于实现了有序排列 , 材料由各向同性转变为
由于 PE 聚合物的导热性能较差，在连续生产时产生 各向异性， 即材料沿分子取向方向的强度大幅增加。
的热量不能够及时被带走，不能有效控制对管胚的外 因此，对于取向拉伸温度的控制尤为重要，直接影响
表面进行冷却，冷却效果不佳，不能保证管材整体扩 到管材的质量，现有技术，对 PVC-O 管材的轴向拉
胀的均匀性，使得拉伸后的管材存在壁厚不均匀，严 伸是容易实现的。并且取向拉伸装置通常为一个取向
重影响了管材的使用强度。另外，取向拉伸装置通常 装置，一种产品规格尺寸对应一种取向装置，更换产
为一种规格，配备一个取向头，并且取向装置整体不 品规格，需要变换整体取向拉伸装置，生产效率比较
能前后移动，这就这给更换规格和取向拉伸在最佳的 低，而且，微调取向装置不能前后移动，冷却的最佳
温度下拉伸位置带来了困难。针对现有技术的不足， 位置难以确定。对于 PE 的取向拉伸时，由于 PE 聚合
改进提供了一种 PE 管材用取向拉伸装置，对管胚冷
作者简介 ：张友新（1958-），男，教授级高级工程师，主
却设置了可移动外冷却风环，在取向装置的移动方面，
要从事模具设计、塑料管材加工及塑料改性研发工作。
设有外螺纹套管，是取向装置能够在螺纹上旋转进行 收稿日期 ：2022-08-22

2023 第 49 卷 ·33·
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