一种粘度-温度非线性聚合物一步法直挤成型工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子加工技术领域，具体涉及一种粘度-温度非线性聚合物一步法直挤成型工艺。
【背景技术】
[0002]挤出成型是高分子聚合物重要的成形方法之一。传统挤出成型主要通过挤出和定型两步法实现，首先熔体通过挤出机头获得机头流道的截面形状，然后经过定型模具把已获得的形状固定下来，成形为具有一定截面形状和尺寸精度的挤出制品，传统挤出工艺流程图如图1所示。粘度与温度显著非线性聚合物进入挤出流动状态后，其极低的熔体强度难于保持口模特定的截面形状，挤出口模的熔体一方面在重力作用下扭曲变形，另一方面由于温度下降引起熔体的结晶，无法通过传统的定型方式精准其形状和尺寸。如果降低熔体的成形温度以提高熔体强度，由于粘度与温度之间的显著非线性，熔体粘度急剧增大，其挤出流动性能降低，甚至引起结晶堵塞流道。因此，传统挤出成型方法不适用于粘度-温度显著非线性结晶型聚合物的成形。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种适用于粘度-温度非线性聚合物加工成型的一步法直挤成型工艺。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是:
[0005]提供一种粘度-温度非线性聚合物一步法直挤成型工艺，采用单螺杆挤出机对粘度-温度非线性聚合物挤出成型，所述单螺杆挤出机包括加热系统、主机和挤出口模，其中主机分为加料段、压缩段和均化段，其特征在于所述一步法直挤成型工艺包括以下步骤:
[0006]I)将粘度-温度非线性聚合物进行干燥处理，使其含水量不超过0.5% ;
[0007]2)采用差示扫描量热法对粘度-温度非线性聚合物的熔融结晶行为进行测试，确定聚合物的熔体结晶峰值温度；
[0008]3)将挤出口模温度设定为聚合物的熔体结晶峰值温度，加料段温度设为聚合物的熔体结晶峰值温度-10°c，压缩段和均化段的温度设为聚合物的熔体结晶峰值温度+5°C，开启挤出机加热系统，达到设定温度后恒温20min，然后开启主机，将步骤I)干燥处理后的聚合物缓慢加入单螺杆挤出机，通过挤出机挤出成型得到截面形状和尺寸精准的制品。
[0009]本发明通过设定挤出口模温度与聚合物的熔体结晶峰值温度一致，开启主机后缓慢加入物料(粘度-温度非线性聚合物)，物料熔融进入挤出模具，挤出模具挤出的熔体由于自然冷却引起温度的下降，能够以最快的结晶速率结晶，快速结晶使挤出制品获得模具流道的截面形状，从而实现挤出制品的定型。然后通过牵引工序对挤出型材的牵引，实现连续挤出成形。
[0010]本发明的有益效果在于:传统挤出成型需要定型模具提高挤出制品的形状和尺寸精度，而本发明通过一步法直挤成型利用材料自身的冷却结晶以实现定型，工艺简单，通过协调挤出温度和结晶定型的动态平衡成型粘度-温度非线性聚合物制品，与传统工艺相比，省去了定型和冷却工序，不需要配备专门的定型模具，具有成本低、效率高、周期短的特点。
【附图说明】
[0011]图1为传统挤出工艺流程图；
[0012]图2为本发明实施例1 一步法直挤成型工艺流程图；
[0013]图3为实施例1所用物料的熔融曲线图；
[0014]图4为实施例1所用的挤出模具；
[0015]图5为实施例1所得制品的外形图(a)及截面图(b)。
【具体实施方式】
[0016]为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0017]实施例1
[0018]本实施例所用物料为粘度一温度非线性聚合物GF/PA66，其玻璃纤维含量为25wt%，材料密度为1.390g/cm3o采用单螺杆挤出机对该聚合物挤出成型，所述单螺杆挤出机包括加热系统、主机和挤出模具，其中主机分为加料段、压缩段和均化段，采用一步法直挤成型工艺对其进行加工成型，步骤如下:
[0019]I)将GF/PA66物料放入真空烘箱进行干燥处理，干燥温度为90°C，干燥时间为2h，干燥后含水量小于0.5% ;
[0020]2)采用差示扫描量热法(DSC)对物料的熔融结晶行为进行测试，确定该聚合物的熔体结晶峰值温度，熔融曲线图如图3所示，GF/PA66的熔体结晶峰值温度为263 °C，结晶起始温度为248°C，结晶终止温度为278°C ；
[0021]3)将单螺杆挤出机的加料段、压缩段、均化段温度分别设置为253°C、268°C和268°C，挤出模具温度依据结晶峰值温度设定为263°C，挤出模具如图4所示，开启挤出机加热系统，达到设定温度后恒温20min，然后开启主机，将步骤I)干燥处理后的物料缓慢加入挤出机，通过挤出机挤出成型得到截面形状和尺寸精准的制品，所得制品的外形图及截面图如图5所示。本实施例一步法直挤成型工艺流程图如图2所示。
【主权项】
1.一种粘度-温度非线性聚合物一步法直挤成型工艺，采用单螺杆挤出机对粘度-温度非线性聚合物挤出成型，所述单螺杆挤出机包括加热系统、主机和挤出模具，其中主机分为加料段、压缩段和均化段，其特征在于所述一步法直挤成型工艺包括以下步骤: 1)将粘度-温度非线性聚合物进行干燥处理，使其含水量不超过0.5% ; 2)采用差示扫描量热法对粘度-温度非线性聚合物的熔融结晶行为进行测试，确定聚合物的熔体结晶峰值温度； 3)将挤出模具温度设定为聚合物的熔体结晶峰值温度，加料段温度设为聚合物的熔体结晶峰值温度_10°C，压缩段和均化段的温度设为聚合物的熔体结晶峰值温度+5°C，开启挤出机加热系统，达到设定温度后恒温20min，然后开启主机，将步骤I)干燥处理后的聚合物缓慢加入单螺杆挤出机，通过挤出机挤出成型得到截面形状和尺寸精准的制品。
【专利摘要】本发明涉及一种粘度-温度非线性聚合物一步法直挤成型工艺，所述一步法直挤成型工艺包括以下步骤：1)将粘度-温度非线性聚合物进行干燥处理，使其含水量不超过0.5％；2)采用差示扫描量热法对粘度-温度非线性聚合物的熔融结晶行为进行测试，确定聚合物的熔体结晶峰值温度；3)将挤出机的挤出口模温度设定为熔体结晶峰值温度，开启挤出机加热系统，达到设定温度后恒温20min，然后开启主机，将干燥处理后的聚合物缓慢加入挤出机，通过挤出机挤出成型得到截面形状和尺寸精准的制品。本发明通过一步法直挤成型利用材料自身的冷却结晶以实现定型，工艺简单，不需要配备专门的定型模具，具有成本低、效率高、周期短的特点。
【IPC分类】B29C47/38, B29C47/78
【公开号】CN104985791
【申请号】CN201510435611
【发明人】付秀娟, 李建敏
【申请人】武汉工程大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月22日