超高分子量聚乙烯柱塞推压生产设备

一、柱塞推压管材设备
    最原始的柱塞推压机早在1845年英国的设计师研究出来的现已基本被螺杆挤出机所取代，但在聚四氟乙烯这样极高粘度聚合物的挤出成型中，由于采用螺杆挤出较困难，仍采用柱塞推压机进行加工，因为柱塞推压机基本上是正向位移装置，并能产生非常高的压力以克服高粘度熔体阻力。超高分子量聚乙烯柱塞推压机正是在聚四氟乙烯柱塞推压机基础上发展起来的。
设备组成

    柱塞推压机有卧式和立式两种。卧式推压机操作、运输、安装方便，但是加工制品有一定局限性，如带中空的制品，因为模具芯棒不易固定，精度难以保证。因此主要用于加工棒材或实心制品。立式推压机的最大特点就是占地面积小，操作简单，柱塞与模具的对中性好，而且不易偏移，生产出的制品精度高。其缺点是需要将设备安置在相当于二层楼或三层楼的高度位置上，才能生产较长的制品。
飞利浦公司制造了三种规格的卧式柱塞推压机，年生产能力分别为10t,25t和70t。该公司最新设计的柱塞式推压机上配有一套往复液压油缸系统，可使模芯与其填充装的物料一起向前浮动，从而降低往复式推压活塞反复冲击而作用在物料上的剪切力与摩擦力，然后模芯周期性的快速回缩以重复其与物料特定的向前运动，这种设备用来生产较薄管壁的管材。
    1984年北京助剂二厂从德国pm公司引进卧式柱塞推压机。该机不同于一般的柱塞推压机，一般柱塞推压机虽然也是靠柱塞的往复运动输送物料，但它的加热器设在柱塞缸外壁上，改变产品时只需要更换连接挤出机的口摸。PM柱塞机推压机包括液压传动系统，缸筒，柱塞，口摸，加热器、冷却平台，切割机及微处理机等加热器安装在与推压机连接的口莫上，每10s柱塞在缸筒中往复运动一次，物料在缸筒内压成型后前移到磨口内加热，加热分四段，口模尾端有水冷却系统，制品成型后前移到口模内加热分四段，口模尾端有水冷却系统制品冷却定型后，被牵引上冷却平台，切割机按需要的规格尺寸制品进行切割。该设备可生产D30-200mm超高分子量聚乙烯棒材及板材。
    德国WK公司生产的立式柱塞推压机主要踊跃生产聚四氟乙烯管材和棒材，型号有很多种，在加工管材或棒材的直径从4毫米到320毫米均可，管材壁厚最薄可达5毫米，据称该系列设备可用于加工超高分子聚乙烯。
    辽宁阜新红旗塑料机械厂开发的STJ系列的柱塞式推压机，是FSTJ-100型氟材料推压机的基础上，针对超高分子量聚乙烯管的成型加工难点与特点，经过多次、反复试验和改进而研制成功的。青岛远东工程塑料有限公司和中国轻工业总会塑料应用研究所也在参照国外技术的基础上研制出ZSTJ系列大口径薄壁超高管材连续挤出成型机组，采用了型胚的政委移移动成型原理。
①、GRH50Q/D高速混合机
②、STJ型柱塞式推压机
③、切割装置
    通过上述装置，超高分子量聚乙烯管粉料经往复推压作用，使之压缩、预热、烧结、定型和冷却而得到超高分子量聚乙烯管材。
设备特点
    以STJ系列柱塞推压机为例，其设计特点如下。
    整机采用立式结构，并具有四重运动
    由于超高管的熔融黏度极高、流动性极差，主机整体采用立式结构，克服了进口的卧式加工设备喂料不均不能生产薄壁管材及大口径管材等制品的结构缺陷。推压物料进入模具，推料塞上行喂料，上下移动型芯等四重运动都是针对超高管的加工成型特点而设置的，增加了粉料的流动性及填模的可靠性，降低了挤出阻力，从而能够保证生产出合格的制品。

二、特殊设计的模具结构
    模具部分是整个柱塞推压机的主要组成部分之一，也是制品的成型部分，是保证制品质量的关键所在。根据超高管粘度大，流动性差、临界剪切速度低，容易产生熔体破裂等特点。采用了特殊设计的模具结构、使整个加工高温过程在隔离空气下进行。物料不接触空气。避免了氧化降解。幻彩模具无分流梭及芯棒，无支撑架，制品挤出阻力小易成型，不产生融合缝隙线。

三、特殊设计的模具加热与冷却结构
    柱塞式推压机是分批加料连续推压、连续烧结、冷却成型的、烧结和冷却是整个工程中的重要组成部分。在模具的加料段设置了必要的冷却装置使之能够保证超高管的粉料段不粘结，进入到模具中的超高管物料由加料段到达烧结段后就需要提供超高管熔融所需热量，由于柱塞推压没有剪切热和摩擦热，所以超高管熔融所需热量就必须全部由外部加热机内部加热提供。因此该机设置四段外加热及两段内加热，为超高管提供熔融所需的全部热量。同时在模具的加料段和制品出口的部分又设置冷却装置来保证超高管粉料的流动性以使超高管物料能充分加入到模具中去，以及能使制品得到成分冷却定型。