Соединения WPC являются аббревиатурой от Wood-Plastic Composites. Как новый тип экологически чистого зеленого материала, он изготовляется путем смешивания термопластиков (таких как полиэтилен, полипропилен или поливинилхлорид) с растительными волокнами (включая деревянную муку, рисовые коры, солому и т. д.) в определенных пропорциях, добавляя вспомогательные агенты, а затем подвергаясь смешиванию, экструзии или литию под впрыском с помощью специальных процессов.
Процесс грануляции WPC (Wood - Plastic Composite) - это процедура, при которой пластиковая матрица, деревянная мука и различные средства обработки плавятся, смешиваются, пластифицируются при определенной температуре и, наконец, разрезаются на гранулы. Эти гранулы затем отправляются в оборудование для литья под впрыском или экструзии для производства конечной продукции. Основной процесс процесса грануляции можно разделить на следующие четыре основных этапа:
Предварительная обработка сырья (решающий шаг)
Из-за сильной водопоглыбательности деревянной муки (или растительных волокон) ее необходимо сначала высушить, чтобы снизить содержание влаги до ниже 1% - 2%. Чрезмерная влага может вызвать воздушные отверстия внутри гранул, серьезно влияя на прочность последующей готовой продукции.
Высокоскоростное смешивание
Сушеная деревянная мука, пластиковая смола (такая как ПЭ, ПП, гранулы ПВХ или порошки), а также соединительные средства, смазочные материалы, красители и т.д. добавляются в высокоскоростный смеситель. Благодаря высокому теплу трения все компоненты равномерно дисперсируются, образуя «сухую смесь». Соединительное средство (такое как малеиновый ангидрид, пересадка полиэтилена MAPE) имеет большое значение, поскольку оно может значительно увеличить межповерхностную силу связывания между деревянной мукой (гидрофилной) и пластиком (гидрофобной).
Экструзия, плавление и пластификация
Добро смешанный материал подается в совместно вращающийся параллельный двувинтовый экструдер. Материал подвергается нагреванию, резке винта и плавлению внутри бочка. На этом этапе требуется точный контроль температуры (обычно между 160 ℃ - 200 ℃, в зависимости от пластиковой матрицы). Если температура слишком высокая, деревянная мука склонна к коксу и черноту. В то же время экструдер должен быть оснащен мощной вакуумной выхлопной системой для удаления остаточной влаги и летучих газов.
Грануляция и охлаждение
Плавленный и пластифицированный материал экструдируется через головку. В соответствии с физическими свойствами пластиковой матрицы применяются следующие два основных метода грануляции:
Воздушно охлаждаемая горячая резка (наиболее часто используемая): Как только материал выходит из головки штампа, он разрезается на гранулы в горячем состоянии вращающимся летающим ножем, а затем немедленно вводится в охлаждающий трубопровод и циклонный сепаратор воздухом высокого давления для охлаждения. Этот метод прекрасно предотвращает поглощение воды гранулами.
Водно-кольцевая грануляция / водно-струйная грануляция: это в основном используется для некоторых конкретных матриц с относительно высокой вязкостью. После грануляции требуется высокоэффективный центробежный обезвожитель для быстрого вращения - высушения воды.
1. Винты и бочки: высокая износостойкая конфигурация
Деревянная мука содержит обильные твердые примеси, такие как кремниевый диоксид, что вызывает сильную абразию металлических компонентов.
Материалы с высоким содержанием сплавов: винтовые элементы должны использовать высоко ванадиевую порошковую металлургическую инструментальную сталь (например, CPM10V, WR5) или твердоцементированный карбид. Бочковые накладки должны быть оснащены биметаллическими накладками (сплав на основе никеля / сплав стеллита).
Выбор соотношения L / D для двухэтапного процесса гранулирования: обычно принимаются сопротивляющиеся параллельные двухвинтовые экструдеры, с рекомендуемым соотношением L / D в диапазоне от 36: 1 до 48: 1 для обеспечения достаточного количества смешивающих и вентиляционных секций.
2. Дизайн конфигурации винта: смешивание с низким shear
Деревянная мука склонна к горению выше 200°C; местного перегрева следует избегать в винтовых макетах.
Ясно функциональное зонирование: винт должен состоять из полных зон транспортировки, плавления, смешивания, вентиляции и выравнивания давления.
Гибкие элементы сдержки: широкие блоки для размешивания с большими углами колебания (45 °, 60 °) должны широко применяться в зоне смешивания, или допускается комбинированное расположение блоков для смягчения и блоков для размешивания. Узкие блоки для размешивания с высокой скоростью должны быть сведены к минимуму. Плавление пластика полагается на теряние тепла и проводящего тепла, чтобы предотвратить карбонизацию древесной муки, вызванную чрезмерным теплом сдержки.
3. Система вентиляции и вакуумной экстракции: многоступенчатая высокоэффективная вентиляция
Даже после сушки древесная мука выделяет остаточную влагу и летучие вещества растений при высокой температуре и давлении.
Двойный вентиляционный порт: экструдеры с длинным соотношением L/D должны быть оснащены одним атмосферным вентиляционным портом плюс одним или двумя высокомощными вакуумными вентиляционными портами.
Конфигурация вакуумного насоса: рекомендуются вакуумные насосы с жидким кольцом или вакуумные блоки с жидким кольцом Roots. Степень вакуума должна поддерживаться между -0,06 МПа и -0,09 МПа. Конденсационные сборные резервуары и передние фильтры против забора являются обязательными, чтобы избежать блокировки трубопровода летучими веществами.
4. Система кормления и дозирования: измерение потери в весе
Деревянная мука обладает низкой плотностью и сильной тенденцией к перекреплению, в то время как пластмассы в основном являются гранулами; Оба материала обладают кардинально разными физическими свойствами.
Многокомпонентное кормление с потерей веса: запрещены объемные кормления. Для полностью автоматического точного пропорционирования древесной муки, пластиковых гранул и добавок применяются кормовые устройства с потерей веса с точностью кормления, контролируемой в пределах ±0,5%.
Мощные устройства для разрушения арки: в стандартном порядке бункер для деревянной муки должен быть оснащен механическими разрушителями для разрушения арки или пневматическими вибраторами. Винт секции подачи должен принять большую конструкцию свинца и глубокого канала для устранения мертвых зон и материального моста в горле подачи.
5. привод и коробка передач с высоким крутящим моментом: ударно-устойчивая стабильность
Плавление WPC может похвастаться чрезвычайно высокой вязкостью, генерируя огромный крутящий момент во время обработки, а временные ударные нагрузки часто возникают из-за колебаний сырья.
Высокий номинальный крутящий момент: коэффициент крутящего момента (T / A³) разделенной коробки передач с снижением крутящего момента должен составлять 9,0 ~ 12,0 или выше (серия коробки передач с высоким крутящим моментом / ультравысоким крутящим моментом), при этом передачи изготовлены из высокопрочной сплавной стали с помощью точной шлифовки передач.
Вал защиты безопасности: Соединения безопасности (ограничения крутящего момента) являются стандартным оборудованием. В случае блокировки вала или частичного забоя передача передач отключается в течение микросекунд, чтобы предотвратить катастрофическое повреждение винтов и коробок передач.
6. Система контроля температуры: высокая точность и реактивность
Деревянная мука чрезвычайно чувствительна к температуре с крайне узким окном обработки (обычно от 160 ° C до 190 ° C).
Связанная система отопления и охлаждения: бочковое отопление принимает литые алюминиевые или керамические отоплительные кольца. Каждая температурная зона оснащена принудительным воздушным охлаждением или внутренним охлаждением циркуляции жидкости в качестве стандарта, с точностью контроля температуры, достигающей ±1°C.
