Page 36 - 《橡塑智造与节能环保》2025年7期
P. 36
综述与专论
图 6 无压缩低剪切波浪螺杆塑化熔融机理图
设计和工艺条件的优化，制品的力学性能可以接近 （4）塑化输运过程历程缩短，引入了强制挤压
GMT制品。另外还有成型周期短、制品没有边角废 作用，避免了强剪切作用，大大减弱了物料的降解速
料、回收方便等优点。 率，物料的有效可循环利用次数增多，节约了高分子
[22]
在线配混要求高分子物料在完全熔融的状态中配 材料 。
混入硬材料玻璃纤维，对于纤维的分散性有较高的要 （5）波浪状螺杆具有的强制挤压作用不仅能够
求。传统的螺杆不能胜任，要用专用设计的波浪状螺 大大缩短高分子材料加工的热机械历程，节能降耗，
杆。波浪螺杆的设计采用无压缩、低剪切流变原理， 而且这种加工过程对不相容塑料具有强制增容作用。
前后螺槽容积不变，实现前后螺槽熔体的等压，避免 实验证明，用传统螺杆加工设备不好加工的多相
传统螺杆因前后螺槽压力变化导致玻纤剧烈折损。 多组份体系，经强制挤压加工后制品性能大为改善，
原理要求螺杆结构分段构型+波浪状分散设计， 说明新设备对不同种类材料具有优异的相容性能。同
引入强制挤压原理，利用波浪状形成体积脉动捏合作 时，由于避免了强剪切作用，在降低了高分子材料多
用，更快更好的传质传热，实现聚合物的可控降解， 次循环加工过程中的降解程度的同时，还可大大减轻
从而少用或不用增容剂的情况下提高聚合物/长玻纤界 增强纤维被剪断的几率，保持纤维的长径比，从而提
面相容性，以改善熔体和玻纤的分散性 [21] ，提升塑化 高制品的力学性能。
熔体与长玻纤的混合效果，这在在线配混连续注射成 1.4 实际产品案例
型加工塑化和分散方面是一个创新，如下图6所示。 利用在线配混注射成型方法加工长玻纤增强聚丙
相比于传统的高分子材料加工成型原理都是基于 烯复合材料，制得的叶片如下图7所示。该注塑叶片添
剪切形变支配的塑化输运机理，波浪螺杆具有的强制 加了20%的玻纤，通过与不加玻纤的纯聚丙烯进行比
挤压作用，使得在线配混注射成型技术在节能减排、 较，制品的拉伸强度增长了17.1%，拉伸模量增长了
节约资源方面也有其突出的特点，主要表现为： 182.2%。制品的冲击强度相对于纯聚丙烯制品，足足
（1）引入强制挤压作用，结合外加热系统，可 增长了182.8%。可以看见，长玻纤注塑成型制品力学
以使得物料能较快的达到熔融状态，缩短塑化输运的 强度有很大的提升，在某些场合可以以塑代钢，节约
热史和应力史，降低塑化输运能耗。 宝贵的金属材料。
（2）物料在塑化输运过程依靠强制挤压推进，
具有完全正应力特性，物料速度方向与受力方向一 2 长玻纤增强热塑性复合材料在线配混成型
致，效率提高。 技术的应用价值
（3）塑化输运过程历程缩短，减少了长径比， 2.1 长玻纤在线配混注塑成型技术的创新与产业
相应的塑化输运设备体积缩小，可节约钢材。 化进展
6 橡塑智造与节能环保
