基于动态延展的超高分子量聚合物轧制成型方法及设备技术

本发明专利技术涉及基于动态延展的超高分子量聚合物轧制成型方法，利用拉伸流变挤出机将超高分子量聚合物原料熔融塑化并输送至基于动态延展的轧制成型模头，熔体在轧制成型模头中首先形成壁厚非均匀的较大直径管状胚，不均匀的管状胚在偏心旋转芯棒的径向轧制作用下沿周向和轴向不断延展压缩至均匀或趋于均匀，轧制成型模头的收敛流道还使管状胚沿轴向延展，最后轧制成型为壁厚均匀的管状胚。该方法克服了超高分子量聚合物对剪切敏感、加工温度范围小、加工流动性差等挤出成型加工的难题。还涉及基于动态延展的超高分子量聚合物轧制成型设备。该设备适用于超高分子量聚合物管材、片材、纤维、膜制品的批量化生产。属于超高分子量聚合物挤出加工领域。

【技术实现步骤摘要】
基于动态延展的超高分子量聚合物轧制成型方法及设备
本专利技术涉及超高分子量聚合物挤出加工领域，具体地说是基于动态延展的超高分子量聚合物轧制成型方法及设备。
技术介绍
超高分子量聚合物是指分子量极高的高分子材料，具有优越的综合性能，尤其是具备普通高分子材料所没有的优异性能。比如，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种具有抗冲击性、耐磨性、自润滑性、无毒性、化学惰性、耐低温性等优良性能的新型热塑性工程材料，广泛应用于纺织、造纸、食品、化工、包装、建筑、医疗、军事等领域；被称之为塑料之王的聚四氟乙烯(PTFE)具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高润滑和电绝缘性，其制品在化工、机械、电子电器、军工、航天和工程建设等领域的作用举足轻重；超高分子量聚甲基丙烯酸甲酯(UHMW-PMMA)具有很强的韧性、抗划痕性、耐磨性和抗冲击性能，而且在200℃以上的高温下仍能保持力学强度，可应用在化工、材料、电子、电缆及军工等领域。但超高分子量聚合物的成型加工极其困难，主要是因为以下方面：1)分子链极长，所以缠结度很高，使得熔体粘度极大，加工流动性差；2)熔体总是呈现为橡胶状的高弹态，因而分子链之间的扩散程度低，熔接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于动态延展的超高分子量聚合物轧制成型方法，其特征在于：利用拉伸流变挤出机将超高分子量聚合物原料熔融塑化并输送至基于动态延展的轧制成型模头，熔体在轧制成型模头中首先形成壁厚非均匀的较大直径管状胚，管状胚壁厚较大的部分在偏心旋转的芯棒的径向轧制作用下沿周向不断延展压缩至均匀或趋于均匀，轧制成型模头的收敛流道还使管状胚沿轴向延展，最后轧制成型为壁厚均匀的管状胚。

【技术特征摘要】
1.基于动态延展的超高分子量聚合物轧制成型方法，其特征在于：利用拉伸流变挤出机将超高分子量聚合物原料熔融塑化并输送至基于动态延展的轧制成型模头，熔体在轧制成型模头中首先形成壁厚非均匀的较大直径管状胚，管状胚壁厚较大的部分在偏心旋转的芯棒的径向轧制作用下沿周向不断延展压缩至均匀或趋于均匀，轧制成型模头的收敛流道还使管状胚沿轴向延展，最后轧制成型为壁厚均匀的管状胚。2.按照权利要求1所述的基于动态延展的超高分子量聚合物轧制成型方法，其特征在于：芯棒轴线与外口模轴线之间存在偏心距，芯棒的偏心旋转是通过芯棒轴线以所述偏心距为半径绕外口模轴线旋转运动实现的，同时芯棒还沿其本身的轴线反向自转。3.按照权利要求1所述的基于动态延展的超高分子量聚合物轧制成型方法，其特征在于：管状胚在轧制成型模头的温控系统作用下定型并直接挤出的制品为管材制品，实现超高分子量聚合物管材的连续挤出成型；管状胚辊压成片状胚，直接成型为片材制品，实现超高分子量聚合物的片材挤出成型；片状胚被等距切割为条状胚，经轧制后处理可成型为纤维原丝，纤维原丝经拉伸成为纤维，实现超高分子量聚合物的熔融纺丝；管状胚封闭后通气吹塑实现超高分子量聚合物的吹膜成型。4.基于动态延展的超高分子量聚合物轧制成型设备，其特征在于，包括：拉伸流变挤出机和轧制成型模头；拉伸流变挤出机包括动力系统、定子和转子，定子和转子之间形成沿转子的轴向和径向交替周期性变化的腔体；轧制成型模头包括外口模和芯棒，外口模和芯棒之间的间隙形成流道，外口模与定子同轴连接，芯棒与转子同轴连接，外口模的轴线与芯棒的轴线之间存在偏心距，在轧制成型模头的横截面上，外口模和芯棒之间的周向间隙非均匀；动力系统驱动转子和芯棒以所述偏心距为半径绕定子和外口模的轴线公转，同...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿金平，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44