维普资讯 高速混 帆 张 卓 (山西省运城市第二塑料厂) High—Speed Mixer Zhang Zhuo (YunehengNo．2 PlasticsFactory．Sh∞x{Province) 聚氯乙烯制品不是单纯的聚合物，它是 由聚氯乙烯树脂，增塑剂、稳定剂、润滑剂 等助剂和其它添加剂混合而成。棍台的目的 是将原料各组分相互分散以获得均匀的复合 物。在棍合过程中，还包含有各组分间的相 互渗透等作用。原料混合的均匀程度显然将 直接影响制品质量。原料混合设备主要有高 速棍合机。我厂生产聚氯乙烯 白鞋底 已有十 年，经过多年的实践经验和反复试验，对高 速混合机进行多次改进。现采用非常快速地旋转搅 图1 高速混合机 的结构 拌器，利用物料间摩擦热和物料与混合锅摩 l一上盖J2--混台镉I3．--螺纹堵I4--轴承座J 擦热达到树脂吸收增塑剂的最佳温度，并选 5一搅拌暴，6--克撑角铁，丁一机座} 择了最佳搅拌器转速，确定了合理而最小的 8一驱动 电机 驱动功率。 如 图1箭头所示。循环过程 中由于物料的内部 一 、 主要技术参数、结构和工作原理 摩擦所产生的热和物料与锅壁所产生的热而 1．主要技术参数 使物料温度上升，以达到物料吸收增塑剂的 搅拌桨数t2个 最佳温度。 搅拌桨转速t524转 ／分 = 、灌合锅 驱动 电动机l1450转 ／分 (380~ 10kW) 1．混合锅结构 有效容积 ·170升 混台锅结构如图1，它是 由4毫 米 厚 钢 机器总重；320公斤 板焊接而成，直径 6OO毫米，高度为6o0毫 混台一锅料所需时间；1O分钟 米。混台锅上部装有锅盖，供投料并防止物 混合机尺寸：14∞ ×600×l1OO毫米 料飞扬。底部前侧留有出料 口，工作时，出 2．结构和I作原理 料I=l由螺纹堵堵住。排料时，拧下螺纹堵， 高速混合机结构如图l。 由于搅拌器非常快速地旋转产生的离心力，使得物 蕉!睑 工作原理是；由于搅拌器 料 自动经排料 口排出。 非常快速地旋转，物料因离心力的作用沿锅壁上升 由于搅拌器非常快速地旋转要求稳定性高，混 至旋转中心部位时降落，然后再上升和下降， 合锅底部采用了两块直径 6oo毫米、厚4毫 一 16—一 塑料19 (1990)3 维普资讯 米钢板分成上下各一块，中间用轴承座焊接 搅拌器加工应对称均匀。 连接，沿圆周用8根25x25ram角铁 焊 接。 四、皮带传动设计 这样的底座稳定性高，又节省了材料 。 1．传动比l1的计 算 2．容积确定 u 一 容积的确定首先应考虑各种制品的原料 一素搅拌器转速=一524一一z．“ 配方，一般以一袋树脂粉计量较方便。根据 采用一级皮带传动 我厂生产聚氯 乙烯鞋底配方，容 积 确 定 如 2．盘带型号选 择 下。 根据传递功率N=10kW 聚氯乙烯鞋底配方： 主动轮转速 ⅡJ=1459转 ／分 PVC 25公斤；增塑剂 15公 斤 ；添 由文献查得皮带型号应选B型 加剂 4公斤，稳定剂 1公斤，总重 45公 3．确定皮带轮 的计算 直径D．(主动轮) 斤 。 乖D2(从 动轮 ) 以上各种物辩容重基本为50,0公斤 ／米。， (1)初选主动轮计算直径D．为 130毫 所 以物料总容积为9O升。困搅拌器非常快速地旋转 米 引起物料沿锅壁上升，所以混合锅应有一定 (2)验算皮带速度V 空间满足这一运动。经实践得知，混合锅最 V= = 盟 小容积不小于140升，我们最终选择的混合 锅 容积为 17O升 。 =9．86(m／s) 三 、主轴传动部分 允许的皮带最大线m／s 主轴传动采用直立的闭式结构，如图2。 V：9．86m／sV =25m【／,s (3)计算从动轮直径D D ：Dixu：130×2．77=360(max) 4．确 定皮带根数Z 一 一 一 一 一 N K K ￡ 式中：N一传递额定功率， N。一单根皮带所能传递的功率， K 一皮带长度不同时的影响系 数} 圈2 主 轴传动部件结构 K 一包角不同时的影响系数 l一豫台锯 2一挝拌器 3一支撑角铁 4-机坐 由文献查得N。：2．71 K．：0．95 5一密封圈 6，9向心球轴承 7一轴季座 8一主轴 l0一三角r互惜轮 KL= 1．O3 电动机直立安装，经三角皮带带 动 主 轴 转 Z = 10 2．71×O．95×1．03=3．77 动。在主轴上部及下部轴颈装有单列 向心球 轴承。为防止物料落入轴承座内影响正常运 取皮带根数Z=4(根) 转，故在 闭式结构轴承座上的轴承盖处装有 五、降低驱动功率的措施 密封毛毡。 十年来，我们对混合机搅拌器形状、搅 主轴上端伸入混台锅 内部，搅拌器装在 拌器转速、混合锅直径、轴承的布局进行过 其端部。为减少机器n震动，三角皮带轮及 儿次改进 ，驱动功率也由原来 的3OkW 降为 塑料19 (199o)3— 17— 维普资讯 中受到的阻力矩为t阻力矩 ：阻力 ×力臂。 一 … … … 1 L }= ====… 一 ： 搅拌器长度减短即为力臂减小，所以阻力矩 减小，相应驱动功率可 以减小。 5．主轴轴承的原来布局如图5，两 个轴 承分别安装在两个瓦架上，很难 保 证 同心 度 。改进后的轴承布局如图2，两个轴 承 安 装在同一个 瓦架上，保证了同心度，相应驱 ．。 动功率可以下降。 ＼ 一 102W 。 图5 主轴轴承原 来布局结构 1--混台锅 2--搅拌器 3，8--轴承座 4，T一向心 我们原来的搅拌器形状如图3，改 进 后 球轴番 三角皮带靶 6一主轴 9一机座 的搅拌器形状如图4。原来的搅拌器用四件， 六、结束语 分别间隔9O。安装，并设置在不商 高 度。改 该高速混合机使用几年来，一直运转正 进后的搅拌器用两件，分别间隔180。安装， 常。制造这样设备每台只需200O元投资，比买 也设置在不同的高度。改进后搅拌器的优点 一 台高速混合机3．4万元降低3．2万元。该设 如下。 备具有 以下优点： 1．搅拌器厚度减小、宽度加 大，既 保 1．利用搅拌器非常快速地旋转摩擦 生热，省 证搅拌器强度，又使搅拌器旋转时受阻面积 去了一般高速混台机的蒸气加热或电加热装 减小，相应驱动功率减小 置 ’ 2．形状简单，制造容易 由于其 对 称 2．该机驱动功率 比一般购置的高 速 混 性好容易平衡，机器非常快速地旋转时稳定性高。 合机3OklW 降低2OkW ，大大节约了能源， 3．把搅拌器转速 由原来的750转 ／分 降 3．该机结构相对比较简单、省材料、体 积 小、 为584转 ／分。经反复实践得知，此转速既可 重量轻、总重只有320公斤，比一般 购 置的 使物料摩擦生热迭封吸收增塑剂 的 最 佳 温 高速混合机1．5吨轻1180公斤。 度，又可避免搅拌时间过长，产 生 过 热 现 利用该机混台的聚氯乙烯复合料，生产 象，使物科达到热平衡。由于搅拌器转速的 的自鞋底各项质量指标均达到轻工业部部颁 降低，也减小了驱动功率。 标准SG8—67。 4．混合锅直径 由原来的蜘OO毫米 降为 参 考 文 献 ,~ooo毫米，但高度略有增加 。{晃台锅直径的 西北工业l^学机撇埔理教究组旃 《机械设计 》 缩小，搅拌器长度相应藏短。搅拌器在旋转 (奉文编辑E．YZJ 一 l8一 塑料l9 (199U)3 维普资讯 HMW—HDPE吹塑薄膜力学性能 的表征初探 林 镶 年 文 秀 松 Characteristics of HMW —HDPE Blown F_lm MechanicaIProperties Lin TieM aa W en Xiusoag 高分子量高密度 聚乙烯 (HMW —HDPE) 的使用量是很有限的 (主要作小食品包装袋 吹塑薄膜近十年来获得 日益广泛的应 用。以 或较厚的内衬袋使用)。 日本为例，1978年HDPE薄膜的产量才9．53 和别的类型的PE薄膜相 比，HDPE吹 万吨，到了1988年就达到24万吨，可见十年 塑薄膜的最大特点是t高的拉伸强度、低的 间翻了二番有余。这几年 日本生产的HDPE 耐撕裂能力及抗穿刺能力’并且所有的力学 薄膜 中，约85％左右 是采用 HMW-HDPE 性能是和树脂的分子量密切 相 关 的 (参看 树脂 制成的，其它国家的情况也大致相同’ 袁1)，当然在某些特定的程度上也还取决于 加 工 可见，通常所谓的HDPE薄膜主 要 是 指 由 工艺参数的合理选取。可 以讲，拉伸试验、 HMw～HDPE树脂吹塑而成的产 品。 撕裂试验、以及韧性试验等三项力学性能数 HMw～HDPE吹塑薄膜能获得 如 此飞 据 的测定，将成为衡量HDPE吹塑薄膜的使 速的发展，主要应归功于其具备强度高、刚 用价值、及其原料牌号和加工工艺参数选择 性好，能在保证满足使用上的要求的前提下，吹 台理与否的重要指标。 塑成更薄的产品，从而就成本而言比其它种 我国采用的拉伸试验方法标准GB1040- 类 的PE薄膜更有竞争性。国外习惯上 将 重 79， 和国际流行的ASTM D882、ISO R 均分子量丽 2．5x1O的HDPE树脂 称 之 ， 184、DIN53455及JISZ1702等标 准 基 本 为HMW—HDPE，其熔体 指 数 M．I．值 通 上是等同的，只要测试条件相 同，依照这些力 常处在 0．O3一O．10(g／10mi~)范 围 内’国 法标准测定的数据 都是可信且有可 比性的。 内如扬子公司从Ei本三井石化引进技术生产 对作为背心式提兜袋 使 用 的HMW—H 的7000F牌号树脂，以及齐 鲁 公 司 从 美 国 DPE吹塑薄膜而言 ，优 良的耐撕裂能力是必 uCC引进技术生产 的DGDJ-B098和6097牌 不可少的。遗憾的是HDPE薄膜本身固有 号树脂均属此例 。其它如齐鲁公司的DGDJ 对尖锐切 日的敏感性、 以及树脂牌号选取 的 6093和6084牌号、以及扬子公 司 的3300F牌 不台理，正成为国产HDPE提兜袋损坏的主 号树脂，由于丽 较低、均属中等分子量树脂 要原因之一。不能不指出，至今 国内 尚未制 (即MMW HDPE)的范畴，除6093牌 号 定能台理和科学地表征HDPE薄膜的耐撕裂 之外 ，其它树脂 由于强度指标很低 (AE要是 能力 的产 品标准 ，则是导致这一严重 问题 的 指抗撕裂能力和{九冲击能 )，在国外它们 症结所 在。 塑料19 (1帅0)3一 l9-- 维普资讯 表1 由uCC的几种典型PE树麝生产的薄媵性能对比 (根据ASTM方涪测定) 树脂类型 HMW—HDPE 一般MMW—HDPE LLDPE LDPE 树脂牌号 DGDff 一6008DGDJ-·60931DGDI-．6095DFDA一7047DFD~一6618 M．I．值 (g／10min) 0． o8 0．17 0．6 1．0 0 T ． 密度 (g／cm~) 0．952 0953 0．960 0．918 0．919 ． 厚度 () 25．4 25．4 25．4 38 38 拉伸屈眠强度 r瓤 向 23 24 26 U L横向 24 24 9 10 薄 (MPa) 膜 性 拉伸断裂强度 r纵向 48 41 33 40 26 能 L横痢 1 36 34 19 32 18 (MPa) 断裂伸长率 T50 600 225 r纵 向 650 700 ¨黄向 750 800 600 760 950 ( ) 埃策 门多夫抗狮 98 』巍向 ． 1 86．3 58．9 330 1690 L横向 1280 1380 1380 1275 353 裂强度 (N ／cm) 正割模量 650 To0 730 234 190 r纵 向 L横向 (MPa) 695 745 790 258 256 落镖冲 击强度 ‘ ) 140 100 45 97 63 抗穿刺 E力 (— ’ 38．3 36．5 l9．1 66．7 24．4 目前有关薄膜耐撕裂毹力的测试方法标 其二是国际上通用fl~jElmendorf(即埃莱门 准主要有两大类：其一是我国和苏联通用的 多夫)耐撕裂能力试验方法，它是和纸张测 直角撕裂强度测试方 法 (见HG2—167—65) 试通用始方法。从表2中列出的数据 可 知 ， 一 20一 塑料船 (1990)3 维普资讯 裹2 PE吹塑薄睫的力学性能 (全部按我国相应的国家方法标 准测定) 产品折径 村 牌号 拉伸强度 EI Ji0rf撕裂 直角撕裂强度 落镰冲 编 ×厚度 (ram) (MPa) 强度 {N 丑) (KN ／cm) 击强 度 号 纵 向 横 向 纵 向 返 向 纵 向 揖向 (g) l 380×0．015 日本三井石化 58．0 58．0 95．2 546．0 1．8 2．44 135 2 3∞ x0．册 5 7000F 59．5 36．4 n6．6 1108．4 2．04 2．77 129 3 410×0．014 日本宇部兴产 68．0 55．5 111．7 309．0 1．70 2．07 233 l ’ 4 410×0．015 640U F 56．8 38．4 106．9 1471．5 1．盯 2．44 l24 5 5／0x0．014 辽 化GF7750 53．6 26．1 0 250．7 2．50 2．84 30 r r r r 6 360 UCC7041 40．0 35．6 310 1052 1．00 1．13 115 ×0．030 (LLDPE1 这两种方法测定的数据有很大的差异，有时 从表2中的数据还可 以看出，在不 同 加 往往是截然不同的。 工条件下生产的HMW —HDPE吹塑薄膜，就 假如简单地依照国内目前通用的HDPE 力学性能而言将有极大的差 异，而Elmen— 薄膜产品质量标准，对其力学性能仅测定拉伸强 dorf耐撕裂强度数据则能比较敏感地反映产 度 (及断裂相对伸长率)和直角撕裂强度这两 品薄膜纵、横两个方 向强度性能 (亦即大分 大项指标的话，那么，从测试结果似乎能得 子取向程度)均衡性的水平。一般而言，当 出这样一个谬误的结论 (参看表2中数据) 纵、横二个方 向的E1meadorf撕裂强度差异 即HDPE薄膜不仅拉伸强度高、而且耐撕裂 较小时，表明薄膜取向较均衡、产品将具有 能力也远较LLDPE薄膜 为 高。显 然，这 较高的落镖冲击强度，反之亦然。 一 谬论是和实际情况相悖的；尤 其 当 采 用 用采测定薄膜的Elmendorf撕裂强度的 M．I．值较大的MMW —HDPE树脂 (如扬子 方法标准主要有：ASTM D1922及ISO6383 石化的33ooF牌号、或表2中辽化 的GF7750 ／2—1983。我国已等效采用1506383／2—1983 牌号树脂)来吹塑较薄的薄膜产品时，其纵 而制定了国家标准，不久将由国家标准局颁 向耐撕裂能力是极差的，不用费什么劲 (有 发。 时甚至是稍许一碰)就能将其呈直线状扯成 表征HDPE薄膜韧性的测试项 目有落镖 =片，而且往往是任凭你如何凋整生产工艺 冲击试验、摆锤 冲击试验和抗穿刺试验等。 条件也无济于事的。此时若测定这种薄膜的 其中落镖冲击是应用最为广泛的方法，目前 Elmendorf耐撕裂性能，就会发现其纵向的 通用 的方法标准是ASTM D1709—80和ISO 耐撕裂力值是极低的}而 这～特点是无法用 ／m s7765～85，其缺点是需要大量的 试 样 直角抗撕裂强度灼测定结果来表征的。象用 进行重复试验 ，且数据 的重现性较差。国家 3300F牌号这类高M．I．值HDPE树脂生产的 标准局发布的GB9639 塑料薄膜和薄 片 抗 吹塑薄膜纵向耐撕裂能力极其差，是由树脂 冲击性能试验方法—— 自由落镖法》，也是 本身结构所决定购；即使 掺 入 高 达6O％的 参照采用ASTM D1709—80制 定 的。fl~GB LLDPE树脂 ，仍无助于改变这种 局面，可 8809 塑料薄膜抗摆锤冲击试验方法》则是 见 它不适合于制取厚度 O，025ram的薄膜 参照采用ASTM D3420—84而制订的；在 日 塑料 (1330)3— 21— 维普资讯 本这一试验是作为HDPE薄膜 的常规测试项 要求相适应 的原料 (例如把拉伸级的树脂用 目，被各树脂生产厂所采用的。薄膜韧性的 来作为吹塑薄膜的原料)其最终的后果反映 穿刺法试验虽是根有意义的．可惜至今 尚无 在产品薄膜的质量低劣，从而导致社会经济 大家都遵循的通用试验方法标准，一个可供 益极大地下降。可见制订一个台理的HDPE 借鉴的方法标准是NFT54-116 “塑料 薄膜 吹塑薄膜产品质量标准 已是当务之急 。 抗穿孔力的测定 。 我们认为：为了科学地表征HDPE吹塑 通过 以上介绍和讨论可知 ， 目前 国内套 薄膜 的力学性能，至少应采用拉伸强度 (及 用LDPE薄膜产品质量标准，栗取 以拉伸强度， 相对断裂伸长率) Elmendor{耐撕裂强度 相对 断裂伸长率及直 角抗撕裂强度等三项指 和落镖 冲击强度这三大项指标作为常规测试 标来评价HDPE薄膜力学性能的 作 法 是 不 数据，三者缺一不可。好在它们的测试方法 合理的、也是不科学的。由于不能如实反映 国家标准都已制订，因此当前的紧迫任务是 HDPE薄膜的力学性能，不仅不利于树脂厂 尽快积累数据、并订出台理的标准力学性能 掌握严格合成工艺，提高树脂质量，同时也 值 。也只有这样才可以促使我国HDPE吹塑薄 使许多薄膜加工厂不能正确选取与产品性能 膜的生产和应用的进一步健康发展。 × × × × × × ×经验介留 × × × × × × × 改性pp吸塑薄片的开发 何 炜 撼 (浙江包装材料厂) Developmentof Blended PP Sheetsfor ThermOfOrming He W e{de (Zhe]iangPacka {ngMatelialFactory) 暧塑包装材料异军突起，十分 畅销，现在 襄1 原料巨方 (重量) 国内有苏州塑料十厂、浙江塑料实验厂、常州 塑料十厂等单位在生产。我厂生产的改性PP 编号 PP牌号 HDPE牌号 PP：HDP 吸塑薄片获1989年浙江省优秀新产品称号。 1 1300 5o0oS 7：3 一 、 原料配方 用PP与HDPE共混改性，具有简单 易 l竺!L 】 !! 行，经济实用，改性效果明显等特点，改性 !』! ! j !：! PP薄片不但兼有PP和HDPE两种材料的性 工业生产PP采用3422(美 国)，HDPE 能，而且还能改善薄片的吸塑成型性能。 采Nsooos (大庆)。 我厂开发的改性PP吸塑薄片的配 方 见 (下转第53页) 表 1。 一 22一 辩l9 (199∞ 3

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