超高分子量聚乙烯管材的成型装置研究

    超高分子量聚乙烯管材广泛用作各种液体、浆体、粉体、气体输送管，如自来水管、排污管、农业排灌用管、化工管道，如尾矿管、自来水管、排污管、农业排灌用管、化工管道、石油管、煤气管等，管状膜主要用作各种密封、包装用的热收缩管。其挤出设备有挤出机、机头，定型设置、冷却槽、牵引设备和切断设备等。
    1、挤出机  挤出机大小的选择，作为一般通则，在挤出圆柱型聚乙烯制品时，口膜通道的截面积应不超过挤出机机筒截面积的半分之四十。挤出其他塑料时，则应采用比此更小的值。
    2、机头与口模  按物料在挤出机和机头中的流动方向，机头可分为角向机头和直向机头。前者主要用于对内径尺寸要求准确的管材以及金属管与超高分子量聚乙烯复合管、塑料金属弹簧管的生产，直向机头由于结构简单，是一种常用的机头，其缺点是分流器支架造成的拼缝线较明显。故挤出的管材强度不及角向机头，挤出机挤出的熔融塑料进入机头，由芯棒及口模外套所构成的环隙通道流出后即成为管状物芯棒与口模外套均按制品尺寸的大小而给出其相应的尺寸。口模外套在一定范围内可通过调节螺栓作径向移动，借以调整挤出管材的壁厚，以保证芯模环形截面积之比，机头压缩比能消除分流器支架造成的拼缝线，并保证管材密实和有一定强度，同时适当延长口模平直部分的长度，以保证因多脚架而分束的料流能完全熔接，按照所用挤出机和塑料的种类以及产品的规格的不同，平直部分的长度也不同，通常取平直部分为壁厚的10-30倍。熔体粘度较大时取值较小。
    3、冷却定型装置  从机头挤出的管材温度较高，为获得具有光洁度高。尺寸准确和几何形状正确的管材，应立即进行冷却定型。冷却定型方法一般有外径定型和内径定型两种，内径定型采用内径定型管机头，这种管机头的两端都设有内冷却定型轴，冷却水从芯棒的底部进入冷却定型轴已达到冷却的效果，由于管子离口模的收缩和膨胀，内径定型多适用于挤出聚乙烯，聚丙烯管子，尤其是对于内径尺寸需求较严格的管子更为合适的管子更为合适内径定型优点如下，冷却效果好，挤出速度快，无合料缝痕迹，超高分子量聚乙烯管材强度较高，料流稳定，管子的表面光洁度高，不受压缩空气的影响，挤出速度均匀，更换零件可挤出异型管材。由于我国塑料管材尺寸均已外径带公差作为标准，故大多数采用外径定型法，这种方法可以分为以下三种。
（1）定型口定型。这种方法不用牵引装置，直接将管材顶出成型，顶出法机头结构的特点是芯模平直部分比口模长约10-50毫米，螺杆推力将管材顶出机头，直接进入冷却水槽管外表面冷却硬化，内表面套在芯棒上不能往里收缩而定型，顶出法一般小于生产小口径厚壁管材，其优点是，设备投资少，操作方便，但此法出料慢，产量低，超高分子量聚乙烯管材壁厚不均匀，强度较低
（2）内压法  定型装置它是用管内加压缩空气，管外加冷却定型套，使超高分子量聚乙烯管材外表面帖付在定型套内，迅速冷却硬化定外径的尺寸的方法，管材经牵引装置均匀引出，定型套紧接在机头上，并保持与口模、芯模同心。为保持管内压力不变，在离定径套一定位置的管内，装置气塞，以保持管内压缩空气压力恒定。定型套装内径一般比管材外径大，放大的尺寸等管材的收缩率，定型套长度应保证超高分子量聚乙烯管材表面冷却到玻璃化温度。
（3）真空法  它采用管外抽真空使管材外表面吸附在定型套内壁冷却定外径尺寸的方法，该法特别适用于超高分子量聚乙烯抽油管内衬的定型。
    管材通过冷却定型装置，并没有使管材完全冷却至热变形温度以下，必须继续进行冷却，继续冷却的方法一般有冷却水槽和喷淋水箱两种。
    4、牵引装置  其作用是给由挤出的管材提供一定的牵引力和牵引速度，均匀的引出管材，并通过牵引速度调节管子的壁厚。