文獻綜述-300×1000片材離心成型機設(shè)計

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1、沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)論文文獻綜述 300×1000片材離心成型機文獻綜述 1 摘要 聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯 ,是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外 ,還可含有醚、酯、脲、縮二脲 ,脲基甲酸酯等基團。 聚氨酯成型機是通過對聚氨酯加熱到熔融狀態(tài)，再靠離心機的離心原理將熔融的聚氨酯輸送到攪拌頭。經(jīng)過高速強烈攪拌，使之料液均勻而噴出，形成所需產(chǎn)品。而離心成型技術(shù)是利用離心力成型管狀或空心筒狀制品的方法。通過擠出機或?qū)Ｓ寐┒穼⒍康囊簯B(tài)樹脂或樹脂分散體注入旋轉(zhuǎn)并加熱的容器(即模

2、具)中，使其繞單軸高速旋轉(zhuǎn)(每分鐘幾十轉(zhuǎn)到兩千轉(zhuǎn))，此時放入的物料即被離心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋轉(zhuǎn)的同時，放入的物料發(fā)生固化，隨后視需要經(jīng)過冷卻或后處理即能取得制品。在成型增強塑料制品時還可同時加入增強性的填料。離心澆鑄通常用的都是熔體粘度較小、熱穩(wěn)定性較好的熱塑性塑料，如聚酰胺、聚乙烯、聚氨酯等。 離心成型時，聚氨酯填充模具型腔主要靠的是離心機旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力。離心力與質(zhì)量成正比，與離心機轉(zhuǎn)速的平方成正比，與旋轉(zhuǎn)半徑成正比。因此，對某一規(guī)格的轉(zhuǎn)子而言，聚氨酯的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑是一定的，所以離心力的大小僅與離心機的轉(zhuǎn)速有關(guān)，增大或減少離心力，只須改變離心機的轉(zhuǎn)速即可。 在離心成型

3、時，聚氨酯除了受到自身的重力作用外，主要是靠離心力的作用來填充模具型腔的，其填充方式是先填充遠離旋轉(zhuǎn)中心的型腔的外部，然后逐漸向心部填充完畢。因有離心力的存在，且它比重力大得多，所以聚氨酯的填充能力要比重力成型時強，只要離心機轉(zhuǎn)速適當，離心力的大小合適，生產(chǎn)出的轉(zhuǎn)子的質(zhì)量就一定比澆注成型時形成的轉(zhuǎn)子要好得多。 2 聚氨酯、成型設(shè)備及其成型技術(shù)綜述 聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯 ,是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團 (ＮＨＣＯＯ )的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外 ,還可含有醚、酯、脲、縮二脲 ,脲基甲酸酯等基團。

4、 2.1 聚氨酯的應(yīng)用 聚氨酯有很多用途。聚氨酯改變了服裝的風格，在我們的生活里發(fā)揮著作用。其代表產(chǎn)品有舒適、柔軟、具伸縮性及彈性設(shè)計自由的氨綸彈性纖維。在滑雪，游艇等運動用品方面，聚氨酯涂料以其優(yōu)良的耐磨耗及耐侯性而被選用。具有輕質(zhì)，富于良好耐磨耗性的硬質(zhì)泡沫用作滑雪板和沖浪板等的芯材，具有優(yōu)良彈性和耐磨耗性的聚氨酯彈性體被用作運動鞋的鞋底。在居室用品方面，聚氨酯應(yīng)用制品展示著其舒適性。聚氨酯涂料使家具、鋼琴等樂器的表面具有美麗的光澤，起著牢固的保護作用。軟質(zhì)泡沫被用作最常用的坐墊材料以及分散人體壓力的健康被褥。在廚房用品方面，硬質(zhì)泡沫應(yīng)用于電冰箱等的隔熱材。與塑料薄膜具有良好接著性的聚氨

5、酯樹脂被用作食品包裝用膠粘劑。還有在凈水器的密封材、尿布及生理用品等方面的應(yīng)用。對人體無害的聚氨酯彈性體在其用途方面也正在擴大。此外,在我們的生活中，聚氨酯人造革，合成革，發(fā)泡體等被制成包和鞋等，以其自然的風格和耐久性博得好評。促進電子工業(yè)的發(fā)展也是聚氨酯的使命。具有優(yōu)良耐磨耗性及附著性的聚氨酯膠粘劑在錄音/錄像帶、電腦用磁盤及卡和電子乘車票等制造過程中，被作為各種記錄媒體磁性材料的粘接劑，使記錄密度得到提高。此外，聚氨酯絕緣密封清漆被用于制造漆包線。紫外線固化型聚氨酯被制成光纖電纜。近年，聚氨酯膠粘劑還被應(yīng)用于移動電話的印刷線路等方面，并不斷地被進一步開發(fā)應(yīng)用以適應(yīng)時代要求。聚氨酯對醫(yī)療事業(yè)

6、的進步也正做出貢獻。聚氨酯彈性體因其特異的構(gòu)造而具有優(yōu)良的人體適應(yīng)性、粘合性和抗血栓性，被作為最佳的封端材料，運用于人工腎臟的中空細絲束的固定。并進一步改進其抗血栓性及人體適應(yīng)性，積極地進行人工心臟和人工皮膚等方面的應(yīng)用研究。汽車工業(yè)對未來汽車所做出的舒適性、安全性及節(jié)能等要求都離不開聚氨酯。具有隔熱及隔音功能的車頂材，具有舒適性要求的汽車坐墊，阻隔噪音及振動保持安靜空間的車底材料和密封材料。此外還有儀表盤、車門、安全氣囊、座椅靠背、擋泥板、減沖吸收劑、油封、不爆輪胎及涂料……各種聚氨酯制品被應(yīng)用于汽車的各個角落。此外，還被制成輪胎防滑鏈，因其具有柔韌性、耐久性及不損害路面的特性而受到重視。另

7、外，具有優(yōu)良耐久/耐候性的聚氨酯涂料也應(yīng)用于摩托車、輕軌電車、新干線及船舶等的涂裝。在建筑/土木領(lǐng)域中聚氨酯也展示著其特性。住宅用硬質(zhì)泡沫，作為最佳的隔熱材料，應(yīng)用于墻體、地坪及屋頂?shù)确矫?，大幅減少冷暖氣供應(yīng)負荷，順應(yīng)節(jié)能要求。聚氨酯涂料也因其具有優(yōu)良的耐侯性，被用于住宅裝修用外墻涂料。此外，運用其防水性、耐藥品性及適當?shù)膹椥?，聚氨酯涂料作為醫(yī)院、體育館等建筑的地坪涂料，高層建筑和橋梁等的防腐涂料。聚氨酯還作為枕木和鐵軌間的緩沖材、建筑物屋頂?shù)鹊姆浪芊獠牧霞澳举|(zhì)移動住宅用粘合劑被廣泛應(yīng)用。并應(yīng)用于全天候跑道和高爾夫球場的施工。聚氨酯也是不可缺少的工業(yè)用材料。例如，通過分子設(shè)計使磨耗強度達到最

8、佳的彈性體，被應(yīng)用于復(fù)印機和打印機等OA機器及造紙、制鐵、電鍍等用輥筒，并被制成各種用途的帶、管、片及薄膜材料。其加工技術(shù)的開發(fā)也十分活躍。另外,聚氨酯泡沫具有優(yōu)良的隔熱效果及耐久性，在LNG儲罐和地面儲罐設(shè)施中作為保溫材得到應(yīng)用。聚氨酯粘結(jié)劑應(yīng)用于木屑板及中密度板等木質(zhì)纖維板生產(chǎn)，能避免在家庭內(nèi)裝潢時有甲醛釋放而日益受到重視。 經(jīng)過60多年的發(fā)展，聚氨酯已成為一種重要的合成樹脂品種。世界聚氨酯消耗量1999年估計達7.7Mt，2000年聚氨酯總產(chǎn)量達到8.5Mt。近年來亞太地區(qū)成為世界聚氨酯工業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)，而中國又是最具發(fā)展?jié)摿Φ膰摇?jù)估計，1998年聚氨酯制品總產(chǎn)量約為770Kt(

9、扣除溶劑后約為555Kt)，2000年約為920Kt，預(yù)計到2005年聚氨酯材料需求量將達1.4～1.5Mt。 2.2 成型設(shè)備的種類 成型設(shè)備是炭和石墨制品生產(chǎn)過程中的主要設(shè)備之一。工廠里常用的成型設(shè)備有擠壓成型機、模壓成型機、等靜壓成型機和振動成型機。 擠壓成型機是炭素工業(yè)可供石墨電極成型的專用設(shè)備之一，對于電弧爐煉鋼用電極，由于其特殊工藝要求，因此大多數(shù)炭素廠采用擠壓成型機擠壓成型。工作原理將混捏機充分混捏好的電極糊料送到?jīng)隽蠙C，涼到工作溫度后，1次或分兩次加入擠壓機料室，經(jīng)壓實、抽真空，然后將料室回轉(zhuǎn)90度成水平狀態(tài)，主柱塞開始預(yù)壓，以便進一步使糊料中的粒子通過變徑段后都成周向排

10、列，達到規(guī)定時間后抽出擋板，擠壓機開始擠壓，擠壓機前面的自動剪切機根據(jù)所需長度自動剪切，生坯電極即翻入冷卻錕道冷卻。擠壓機不停的連續(xù)擠壓，直至將料室中糊料擠壓完。 模壓成型機是炭素工業(yè)模壓高純石墨、高爐炭塊、石墨陽極等專用設(shè)備。它不需要像擠壓成型中糊料粒子都是呈定向排列，但制品的比壓一般要比石墨電極高，甚至達到40～100Mpa。工作原理將混捏好的糊料送到?jīng)霭铏C，涼到工作溫度后出料，經(jīng)電子秤按需下料，再經(jīng)加料裝置將糊料加入型模，模壓后脫料，然后送入冷卻槽冷卻。 等靜壓成型機是粉末成型的專用設(shè)備，廣泛應(yīng)用于粉末冶金、電碳石墨、絕緣材料和塑料工業(yè)等部門。工作原理利用液壓原理，在密閉容器中通過高

11、壓液體，使壓力均勻地作用于裝有粉末的橡膠模具所有表面，通過模具使材料承受多向高壓，一起變形，壓制成型與模具形狀相同的制品。 振動成型機靠機械振動產(chǎn)生激振力，將糊料制成所需形狀的專用設(shè)備。工作原理將可塑性糊料加入振動臺上的模套中，靠振動臺下兩根轉(zhuǎn)速相同，方向相反，偏振子對稱布置的高速旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的激振力使模套中糊料呈流態(tài)化，借助于糊料頂部壓重使糊料迅速密實成型。調(diào)整旋轉(zhuǎn)軸上偏振子的角度獲得不同的激振力，調(diào)整轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速獲得不同的振動頻率。振動成型機可用于生產(chǎn)方形的陽極塊、陰極塊，也可用于生產(chǎn)圓形的電極。 2.3 成型技術(shù)及離心設(shè)備 總的來說，聚氨酯成型機是通過對聚氨酯加熱到熔融狀態(tài)，再靠離心機

12、的離心原理將熔融的聚氨酯輸送到攪拌頭。經(jīng)過高速強烈攪拌，使之料液均勻而噴出，形成所需產(chǎn)品。而離心成型技術(shù)是利用離心力成型管狀或空心筒狀制品的方法。通過擠出機或?qū)Ｓ寐┒穼⒍康囊簯B(tài)樹脂或樹脂分散體注入旋轉(zhuǎn)并加熱的容器(即模具)中，使其繞單軸高速旋轉(zhuǎn)(每分鐘幾十轉(zhuǎn)到兩千轉(zhuǎn))，此時放入的物料即被離心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋轉(zhuǎn)的同時，放入的物料發(fā)生固化，隨后視需要經(jīng)過冷卻或后處理即能取得制品。在成型增強塑料制品時還可同時加入增強性的填料。離心澆鑄通常用的都是熔體粘度較小、熱穩(wěn)定性較好的熱塑性塑料，如聚酰胺、聚乙烯、聚氨酯等。 離心成型時，聚氨酯填充模具型腔主要靠的是離心機旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力。

13、離心力與質(zhì)量成正比，與離心機轉(zhuǎn)速的平方成正比，與旋轉(zhuǎn)半徑成正比。因此，對某一規(guī)格的轉(zhuǎn)子而言，聚氨酯的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑是一定的，所以離心力的大小僅與離心機的轉(zhuǎn)速有關(guān)，增大或減少離心力，只須改變離心機的轉(zhuǎn)速即可。 在離心成型時，聚氨酯除了受到鋁液自身的重力作用外，主要是靠離心力的作用來填充模具型腔的，其填充方式是先填充遠離旋轉(zhuǎn)中心的型腔的外部，然后逐漸向心部填充完畢。因有離心力的存在，且它比重力大得多，所以聚氨酯的填充能力要比重力成型時強，只要離心機轉(zhuǎn)速適當，離心力的大小合適，生產(chǎn)出的轉(zhuǎn)子的質(zhì)量就一定比澆注成型時形成的轉(zhuǎn)子要好得多。 縱觀世界范圍，西方發(fā)達國家聚氨酯行業(yè)早已進入成熟發(fā)展時期，進入

14、創(chuàng)新研究發(fā)展階段；亞洲市場增長迅速，眾多跨國化工企業(yè)已將業(yè)務(wù)重點和研發(fā)中心紛紛轉(zhuǎn)移至亞洲甚至中國市場；中東地區(qū)聚氨酯市場發(fā)展尚處起步階段。未來中國聚氨酯工業(yè)的發(fā)展將主要受五大方面的拉動，即人口總量、汽車工業(yè)、建筑節(jié)能、環(huán)保要求的提高以及休閑娛樂業(yè)?！笆晃濉逼陂g中國PU產(chǎn)品消費量，將保持15%的年平均增長率，屆時，中國將是全球最大PU產(chǎn)品制造和消費中心。 3 總結(jié) 聚氨酯（PU）樹脂是由異氰酸酯與多元醇反應(yīng)制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物。 3.1 聚氨酯產(chǎn)品的特點 聚氨酯材料，用途非常廣。聚氨酯產(chǎn)品具有以下特點：（1）能在潮濕或干燥的各種基面上直接施工（2）與基面粘結(jié)

15、力強，涂膜中的高分子物質(zhì)能滲入到基面微細細縫內(nèi)，追隨型強（3）涂膜有良好的柔韌性，對基層伸縮或開裂的適應(yīng)性強，抗拉性強度高（4）綠色環(huán)保，無毒無味，無污染環(huán)境，對人身無傷害（5）根據(jù)需要，可調(diào)配各種顏色（6）質(zhì)輕，不增加建筑物負載。聚氨酯產(chǎn)品的需求量很大。我國的聚氨酯工業(yè)與發(fā)達國家相比還有很大的差距，主要是產(chǎn)量的差距且應(yīng)用普及程度仍不高，工藝技術(shù)水平仍較低，特別是人均消費差距，中國只是德國的10％左右。 3.2 聚氨酯成型機的原理 工廠里常用的成型設(shè)備有擠壓成型機、模壓成型機、等靜壓成型機和振動成型機。而聚氨酯成型機是通過對聚氨酯加熱到熔融狀態(tài)，再靠離心機的離心原理將熔融的聚氨酯輸送到攪拌

16、頭。經(jīng)過高速強烈攪拌，使之料液均勻而噴出，形成所需產(chǎn)品。離心成型技術(shù)是利用離心力成型管狀或空心筒狀制品的方法。 3.3 聚氨酯產(chǎn)品的廢物利用 由于聚氨酯產(chǎn)品的需求量很大，所以會產(chǎn)生許多的聚氨酯產(chǎn)品的廢棄物。聚氨酯由于性能優(yōu)良和用途廣泛，發(fā)展十分迅速，因此其廢舊制品的回收處理不僅能夠有效保護環(huán)境，減少污染，而且能節(jié)省資源，變廢為寶。 聚氨酯廢棄物是僅改變廢棄物的物理形態(tài)后直接利用的方法，是目前聚氨酯廢棄物回收利用使用最廣泛的方法。物理法包括熱壓成型、黏合加工成型、擠出成型、用作填料等加工工藝。聚氨酯邊角料及廢舊料在應(yīng)用前應(yīng)首先切割或者粉碎，篩分得到所需粒度的小塊或者細粉。該法回收生產(chǎn)的制品

17、性能較差，只適用于低檔制品。 聚氨酯廢舊品可以通過堿解法和熱解法可以得到再次利用的材料。堿解法指使用氫氧化鈉為分解劑使聚氨酯泡沫體產(chǎn)生分解反應(yīng)而回收聚醚多元醇和二元芳胺的方法稱為堿分解法。熱解法指廢舊聚氨酯泡沫制品直接置于燃燒爐中在氧氣氛圍下部分燃燒，釋放出熱能，使尚未燃燒的泡沫體分解，從而得到聚醚多元醇等原料。 參考文獻 [1] 北京化工大學,華南理工大學.塑料機械設(shè)計[M].北京:北京輕工業(yè)出版社,1983. [2] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京:北京化學工業(yè)出版社,2001:188-196. [3] 北京化工大學,華南理工大學.塑料機械液壓傳動設(shè)計[M].北京:北

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