熱固性塑料混煉技術

熱固性塑料在硬化后不再變形。根據大分子鏈的熱固性程度,熱固性塑料是三個不同聚合物組中的一個,它們分別是熱塑性塑料、彈性體和熱固性塑料。熱塑性塑料因無交聯熱固性點而易熔,但彈性體和熱固性塑料具備熱固性,不易熔融,且如果超過衰變溫度會崩解(熱解)。

酚醛塑料又稱電木,是第一個在二十世紀初進行工業化生產的熱固性塑料。電木由比利時裔美國化學家 Leo Henricus Baekeland 發明。

熱固性塑料是一種通過化學主價鍵三維交聯的剛性玻璃質聚合物材料。當初級產物與分子鏈發生化學反應時,在室溫下借助催化劑或在高溫下熱活化就會產生價鍵。熱固性材料具有極高的熱機械強度和交聯密度,確保出色的電氣性能和耐化學性,同時對熱固性塑料混煉技術提出了很高的要求。

典型應用

這些特性決定了混煉技術的相關應用領域。高強度熱固性塑料因其在重載條件下的出色耐熱性,可在汽車工業中用于發動機艙或傳動系的技術部件。在電氣系統中,熱固性塑料的良好絕緣性、良好的防火性能和不可變形性發揮著至關重要的作用。熱固性塑料對眾多氣態和液態介質的良好耐受性也使其成為食品和化學工業的首選。

熱固性塑料混煉要求

熱固性聚合物的生產首先需要將聚合物預制品與玻璃或碳增強纖維、填料或天然纖維進行混煉。之后,通過各個反應體系進行最終熱固化。溫和地加入添加劑以及嚴格遵守熱固性材料所需的絕對溫度限制同樣也很重要。由于采用往復式諧波工作原理,布斯混煉機混煉技術很好解決了這一問題,在每次累進剪切行程后都有松弛階段。通過沿加工段幾個位置的中空捏合銷釘內安裝的熱電偶,可以精確測量產品溫度,以便始終驗證理想工藝溫度。定制的材料工程確保熱固性塑料具有較長的使用壽命。

由于具有成本效益高、產量高和連續生產的諸多優勢,布斯混煉技術非常適合熱固性塑料的混煉。這些優勢還包括可重復的產品質量,精確的溫度控制,理想的設備利用率以及高產量。

混煉完成后,熱固性塑料經冷卻輥冷卻并壓碎。部分產品如酚醛塑料和三聚氰胺樹脂也可以通過熱造粒工藝生產。與其他加工方法相比,該工藝進一步提高了生產率。

結合布斯豐富的混煉工藝專有技術,布斯混煉機已成為連續熱固性塑料混煉生產的首選,遍布全球的業績工廠就是明證。

傳動系中使用的由耐熱性強的熱固性塑料制造的黑色技術組件

典型氨基塑料混煉設備布局

典型環氧樹脂混煉設備布局

典型酚類化合物混煉設備布局

布斯混煉系統具有以下優勢

  • 加工溫度低
    布斯混煉機中的混合以及排料裝置中的建壓被分離,以實現低壓和低溫下的充分混合。每個加工段都采用獨創的螺桿設計,以優化溫度曲線。

  • 剪切速率均勻適中
    均勻適中的剪切率可實現較低溫度下的混合控制,同時僅為當前任務提供所需的剪切操作。剪切速率分布相較替代的混煉系統更窄,確保每個顆粒剪切均勻。這樣可實現高質量、低能量輸入的混煉工藝。

  • 溫度控制精確
    可控的能量輸入,均勻且適中的剪切率,以及沿機筒安裝在捏合銷釘內的熱電偶溫度監測,讓布斯混煉機可實現精確的溫度控制。

  • 低比能量輸入下的充分混合
    布斯新型多螺片混煉機將總體比能量輸入降低 15-40%,具備更出色的混合性能。這是因為新混煉機根據每個加工區的需求增加了混合循環次數。熔融和混合的能量幾乎完全以機械方式提供,并根據傳遞的剪切速率以理想的方式完成能量的耗散。

  • 分布混合充分
    布斯混煉機螺桿的旋轉和軸向復合運動會產生拉伸流動,大量剪切界面和交叉混合,確保分布混合充分、均勻。

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