Innovation in der Extrudertechnologie

Chinas konventionelle Extruder und Produktionslinien erfreuen sich aufgrund ihrer hervorragenden Kosteneffizienz auf dem internationalen Markt zunehmender Beliebtheit. Gleichzeitig hat China im Bereich der fortschrittlichen Extrusionstechnologie kontinuierlich Innovationen hervorgebracht und eine Vielzahl neuer Extrusionsprodukte entwickelt. Die Präzisionsextrusionstechnologie erfüllt die Anforderungen einer hochpräzisen Verarbeitung
Schmelze-Zahnradpumpe
Durch Präzisionsextrusionsformen können nachfolgende Verarbeitungsmethoden überflüssig gemacht und die Anforderungen der Produktanwendung besser erfüllt werden. Gleichzeitig können die Materialkosten gesenkt und die Produktqualität verbessert werden. Um den Anforderungen der präzisen Direktextrusion von Kunststoffprodukten gerecht zu werden, wurden heutzutage verschiedene ausgereifte Technologien auf den Markt gebracht, und Polymerschmelzzahnradpumpen sind eines der wichtigsten Mittel. Diese Technologie wird häufig in Produktionslinien wie Chemiefasern, Filmen, Profilen, Rohren, Platten, Kabeln, Verbundextrusion und Granulierung eingesetzt.
Nach Jahren systematischer Forschung an Schmelzzahnradpumpen hat das Forschungsinstitut für Gummi- und Kunststoffmaschinen der Chemisch-Technischen Universität Peking die Serienentwicklung und -forschung an Kunststoffschmelzzahnradpumpen erfolgreich abgeschlossen. Es ist nun in der Lage, Kunststoffschmelzzahnradpumpenprodukte wie 28/28 (Achsabstand/Zahnbreite), 56/56, 70/70, 90/90 usw. zu entwerfen und herzustellen. Der maximale Eingangs- und Ausgangsdruckunterschied kann 30 MPa erreichen, was den Anforderungen verschiedener Produktionsmengen gerecht wird und in der Praxis mit guten Ergebnissen angewendet wurde. Das Forschungsinstitut für Gummi- und Kunststoffmaschinen der Chemisch-Technischen Universität Peking hat durch eingehende Forschung an integrierten Zahnradpumpenextrudern den integrierten Zahnradpumpenextruder 115 entworfen und entwickelt.
Zahnradpumpen sind auch für die Präzisionsformung in der Gummiindustrie von großem Nutzen. Um die Inlandsnachfrage nach Zahnradpumpen für Gummischmelzen zu decken, hat die Beijing University of Chemical Technology außerdem mit dem Beijing Institute of Aeronautical Manufacturing Engineering und Hangzhou Chaoyang Rubber Co., Ltd. zusammengearbeitet, um gemeinsam zwei Typen von Zahnradpumpen-Extrudereinheiten für Gummischmelzen zu entwickeln, XCP150/100 und XCP120/90. Diese Einheit hat ideale Arbeitseigenschaften und stellt sicher, dass das Extrusionsvolumen linear mit der Geschwindigkeit der Zahnradpumpe zusammenhängt, wodurch eine präzise Steuerung der Ausgabe erreicht und die Maßgenauigkeit des Produkts verbessert werden kann.
Die Mehrschicht-Coextrusionstechnologie reift und entwickelt sich
Bei der Mehrschichtverbundtechnologie werden Materialien mit mittleren und hohen Barriereeigenschaften mit anderen Verpackungsmaterialien kombiniert. Dabei werden die hohen Barriereeigenschaften von Barrierematerialien mit den günstigen oder speziellen mechanischen, thermischen und anderen Eigenschaften anderer Materialien kombiniert, um bestimmte Funktionsanforderungen zu erfüllen. Das strukturelle Design von coextrudierten Verbundfolien erfordert schrittweise, dass der ideale Zustand der Integration von Funktionen, Technologien, Kosten, Umweltschutz, Sicherheit und Sekundärverarbeitung systematisch erreicht werden kann, um die Möglichkeiten von Verbundschichten zu maximieren und zu einer der von den Lieferanten verfolgten Technologien zu werden. Die Coextrusionsblasformtechnologie für siebenschichtige Verbundfolien von Guangdong Jinming Plastic Equipment Co., Ltd. kann als typisches Beispiel für Chinas Entwicklung auf diesem Gebiet angesehen werden.
Zu den wichtigsten Technologien, die in der Coextrusionsblasformeinheit für siebenschichtige Verbundfolien zum Einsatz kommen, gehören: Plastifizierungsextrusionssystem mit zwei kurzen und einer langen Schnecke mit variabler Steigung, technische Analysesoftware zur Optimierung des Designs der vibrationsinduzierten Plastifizierungsvorrichtung, Additionsdüsenkopf mit flachem Ventil und Additionsdüsenkopf mit geneigtem Ventil, interne Kühltechnologie und Unterdruckkühlungstechnologie mit doppeltem Lufteinlass, schwerelose Mehrkomponenten-Dosierzufuhr, Online-Präzisionskontrollsystem für die Foliendicke, computergesteuertes zentrales automatisches Kontrollsystem und Bussteuerungstechnologie (CANOPEN) usw. [2]
Mit der zunehmenden Anzahl von Schichten ist auch die Produktionstechnologie für Folien, die sich an spezielle Funktionen anpassen, einer der Brennpunkte der Marktentwicklung. Die Guangdong Shicheng Company hat eine 3150 mm breite Produktionslinie für umweltfreundliche PP-Holzfaserfolien entwickelt und hergestellt. Die Produktionskapazität dieser Produktionslinie übersteigt 800 kg/h. Die Schnecke ist als Hochgeschwindigkeits-Scher-, Misch- und hocheffiziente Plastifizierschnecke konzipiert. Kunden können hochgefülltes Calciumcarbonatpulver und anorganische Pigmenttoner direkt verwenden und so teure Rohstoffkosten sparen. Neben der Herstellung umweltfreundlicher PP-Holzfaserfolien kann die gesamte Linie auch flexibel auf die Herstellung anderer Produkte umgestellt werden, um die Produktpalette des Kunden zu erweitern. Während des Probeproduktionsprozesses der Shicheng Company wurden nicht nur schöne PP-Holzfaserfolien, sondern auch CPP-Folien, PP-Briefpapierfolien und PP-Briefpapierblätter hergestellt.
Innovative Drei-Schnecken-Compoundiertechnologie
Parallele, gleichläufige Doppelschneckenextruder werden für Misch- und Granulierungsproduktionslinien verwendet. Nach mehr als 20 Jahren rasanter Entwicklung ist die Technologie ziemlich ausgereift. Andererseits erfüllen herkömmliche ineinandergreifende Scheiben- und Kolbenschneckenextruder die Anforderungen an Mischen mit hoher Füllung, und der Grad der Industrialisierung verbessert sich weiter.
Chaotisches Mischen von Hochleistungs-Polymer-Verpackungsmaterialien
Das gemeinsam von der Huilong Company und der South China University of Technology durchgeführte Projekt „Schlüsselausrüstung und Technologieforschung und -entwicklung für Hochleistungspolymerverpackungsmaterialien auf Basis chaotischer Mischung“ hat die wissenschaftliche und technologische Leistungsbewertung des Wissenschafts- und Technologieministeriums der Provinz Guangdong bestanden und den nationalen „Zweiten Preis für wissenschaftlichen und technologischen Fortschritt in 2007“ gewonnen [Zertifikatsnummer: 2007-257]. Das Projekt „Extruder mit niedrigem Energieverbrauch und chaotischer Mischung und mehrseitiger Schneckennut-Konvektionsschnecke“ hat ein Nennleistungsverhältnis von 0,17 kW/kg/h, was nur der Hälfte des nationalen Standards von 0,32 kW/kg/h entspricht, und bietet eine erhebliche Energieeinsparung. Die Gesamttechnologie und die Produkte haben das internationale Spitzenniveau erreicht.
1Mithilfe der rheologischen Modellierungsmethode und deren Kombination mit dem mikrorheologischen Modell, das die morphologische Entwicklung von Polymermaterialien steuert, werden das Strömungsfeld bei der Extrusionsverarbeitung von Polymermaterialien und die morphologische Entwicklung von Mischungen und Nanokompositen modelliert, simuliert und analysiert. Insbesondere die theoretische Untersuchung von Schmelzen, Mischen und Schmelzfluss im Extruder zeigt den Mechanismus auf, wie die Schmelz- und Mischleistung verbessert und der Energieverbrauch gesenkt werden kann.
2 Basierend auf der obigen theoretischen Forschung unterscheidet sich der entwickelte Extruder mit chaotischem Mischen und geringem Energieverbrauch im Prinzip erheblich von den im In- und Ausland üblicherweise verwendeten Extrudern: Letzterer durchläuft den klassischen Maddock-Schmelzprozess und Schermischen und seine Schmelz- und Mischeffekte sind schlecht; ersterer erzeugt ein dispergiertes Schmelzen und chaotisches Mischen und die vom Material erzeugte Scherwärme ist geringer als die zum Schmelzen erforderliche Wärmeenergie, wodurch eine Überhitzung des Materials und Energieverschwendung während des Schmelz- und Mischprozesses verhindert werden kann und ein erheblicher Energiespareffekt erzielt wird. Die Vor-Ort-Inspektion durch die Qualitätsüberwachungs- und Inspektionsstation für mechanische Produkte der Technischen Aufsicht der Provinz Guangdong zeigt, dass die nominale spezifische Leistung (dh der Einheitsverbrauch) des Extruders 0,17 kW/kg/h beträgt, was 0,15 kW/kg/h unter dem angegebenen Wert [0,32 kW/kg/h] des nationalen Standards für die mechanische Industrie JB/T 8061-96 liegt. Ein Vergleich mit den Extrudern zweier ausländischer Unternehmen (Davis Standard Company aus den USA und Sumitomo Heavy Industries Modern Company aus Japan), die heute weltweit das höchste Niveau der Extrusionsmischung repräsentieren, zeigt, dass der in dieser Errungenschaft entwickelte Extruder die höchste Extrusionsleistung hat und mit der geringsten Motorleistung ausgestattet ist. Der Extruder hat außerdem die Vorteile einer niedrigen Extrusionsschmelztemperatur (10-20 Grad niedriger) und einer starken Materialanpassungsfähigkeit.
⑶ Basierend auf der oben beschriebenen makroskopischen Strömungsfeldsimulation und der theoretischen Forschung zur mikroskopischen morphologischen Entwicklung wurden in Kombination mit dem entwickelten chaotischen Mischextruder mit niedrigem Energieverbrauch die morphologische Entwicklung, der Dispersionszustand und die makroskopischen Eigenschaften von Polymermischungen (insbesondere solchen mit einem Viskositätsverhältnis weit über 1) und Nanokompositen (insbesondere solchen mit unpolaren Materialien wie Polyolefinen als Matrix) systematisch untersucht. Dies hat gezeigt, dass der chaotische Mischextruder die Verarbeitungsleistung verbessern und den Verarbeitungsenergieverbrauch senken kann. Insbesondere die von ihm bereitgestellten Dehnungs- und Falteffekte fördern die Bildung von hochdispersen, dünnen, interkalierten oder geschälten Morphologien, wodurch das Problem der leichten Agglomeration von Nanopartikeln bei der Verarbeitung von Polymermaterialien bis zu einem gewissen Grad gelöst und die Barriere- und mechanischen Eigenschaften von Verpackungsprodukten erheblich verbessert werden.
(4) Die vorbeschichtete EVA-Folie wird durch Extrusion mit einem chaotischen Mischextruder mit geringem Energieverbrauch hergestellt. Im Vergleich zur herkömmlichen Methode, bei der EVA in giftigen Lösungsmitteln gelöst und auf das Substrat aufgetragen wird, wird die Emission giftiger organischer Lösungsmittel und deren Verschmutzung der Umwelt und Schädigung des menschlichen Körpers vermieden. Darüber hinaus wird die Haftungsleistung zwischen der extrudierten Folie und dem Verbundsubstrat erheblich verbessert, wodurch ein „grüner Verbundprozess ohne Haftvermittler“ realisiert wird.