超高分子量聚乙烯弯头管件挤出或压缩工艺研究

  弯头管件主要用于尾矿输送、化学水处理、生活水等输送管道系统的连接部位必不可缺少的部分，接口部分尺寸精度要求高，虽然在塑料制品中有80%是通过注塑进行成型加工的，但一般超高分子量聚乙烯其特殊的高分子性能，都是通过挤出工艺成型的，大部分注塑工艺难以满足弯头管件的尺寸精度要求。挤出压缩工艺是利用挤出机将挤压出的熔融塑料导入模具型腔，再借助外部压力将熔融塑料压制成型的一种新型超高分子量聚乙烯挤出工艺。在挤出压缩成型过程中，塑料熔体在较低的压力下注入模具型腔，而后在型腔中再受到压缩，熔体受到的剪切应力不大，加之压缩时作用到熔体上的压力又比较均匀，因此管件的精度重复性得到提高。成型过程中，管件取向度低，内应力小、各项的收缩也接近于相等。由于管件在模腔中一边冷却，一边压缩，使管件表层和芯层的塑料均匀能得到很好的补充，从而能够在很大程度上解决大变形的问题等缺陷。
国外的巴顿费尔公司、Summerer技术公司和Exatec公司首次在欧洲展示了三家公司合作开发的一种大型车窗生产法—IMPmore注射压缩成型工艺，生产的制品几乎没有内应力，然而国内外关于挤出工艺与压缩工艺结合的文献较少，为此，山东东方管业有限公司超高分子量聚乙烯弯头管件，设计制造了相应的挤出压缩模具，探讨了挤出压缩成型中重要参数工艺属与管件尺寸精度之间的关系，并与相同条件下的住宿工艺进行了对比。

重要工艺参数的选择
影响PE弯头管件尺寸精度的工艺参数较多，包括熔体温度、挤出速度、压缩压力、压缩时间。模腔温度等，由于超高分子量聚乙烯的熔融温度一般在260°C左右，并且在挤出压缩成型过程中比较重要的是压缩部分，因此对于熔体温度、挤出速度、压缩压力的要求并不是非常严格，达到基本要求即可。
模腔温度将直接影响到塑料熔体的充模是否顺利，也影响成型时的管件定型速度，进而影响管件质量。在一定范围内，模腔温度升高，成型周期缩短，生产效率提高，但如果模腔温度过高，将使管件表面颜色暗淡，并且由于管件外层首先凝固，影响塑料的流动，将引起充模不满。另外，模腔温度过高，也会使管件定型周期过长、成型不良、其表面将会无光，物理力学性能也会大幅下降，因此模腔温度是挤出压缩工艺中极其重要的参数之一。
压缩时间对管件性能的影响同样重要，压缩时间过短，管件成型不良，其外观质量差、力学性能下降、易变形。适当增加压缩时间，可以减少管件收缩率，提高其物理力学性能，但如果压缩时间过长，不仅降低生产率，严重时会使管件破裂。因此压缩时间同样是挤出压缩工艺中非常重要的参数之一。
综合以上分析，以模腔温度和压缩时间为挤出压缩工艺的重要参数，通过优化这两种工艺参数，以解决超高分子量聚乙烯管件尺寸精度差等问题。