气体在塑料加工中技术创新探讨

2007/8/10 15:04:24

工业气体在塑料加工领域可以被利用的方式众多。首先，它们被用于制造注塑、挤出和聚氨酯技术里的发泡产品，其次，是作为注塑技术中的冷却介质和替换介质。所得到的效果也是各不相同：最为重要的优点是重量减轻，周期时间缩短、材料消耗降低、质量提高。在泡沫生产中，利用工业气体能产生较轻的泡沫，生产更具环境友好性。本文探讨的是现有的创新技术。气体注射技术通过在高压下将氮气注射到注塑模具当中，制出具有中空截面或沟槽的塑件，这只是部分地被熔体填充。这样产生了大量的优点：基本的就是产品质量改进、塑件重量减轻、原料成本节省、周期时间缩短。正确地传输高压氮气能实实在在地降低加工者的成本。图1所示的Desy 300/100压缩系统将液态的氮气压缩至300bar。该系统的主要优点是能源需求极低，气体绝对的纯净，完全不含油质。内冷却的气体注射技术由Linde公司开发出来的新型内冷却技术能改善含有气道的管状塑的效率和质量，例如各种类型的手柄。内部冷却利用了用户能得到的高压氮气。受到控制的氮气气流经过现有的气道，把热量从内部驱散。将氮气的正常消耗由100%增加到300%，能让周期时间缩短达30%。附带的作用包括尺寸精度更佳，中空空间的内部表面也更为光滑（图2）。 CO2在注塑模的点式冷却长型、薄芯层、或注塑模中实际上触及不到的地方的冷却在应用中会产生问题。除了传统的水冷却以外，用CO2对这些热区域进行点式冷却也被实施，并且只有在模具中的这些地方，才没有其它类型的冷却可以被有效地应用。CO2点式冷却是由Linde和ISK公司开发出来的。它在约60bar的压力下把液态CO2由软质的毛细管输送到作用位置。管端的CO2发生膨胀，产生出极高的局部冷却效果。结果就是冷却时间的实实在在缩短，以及周期时间缩短一半以上。微孔发泡在注塑件的微孔发泡中，发泡剂是CO2或氮气。发泡件具有多孔内芯和致密的外表层。细泡和均匀的胞状构造产生出优于那些传统泡沫的机械性能。主要优点是塑件更轻，材料消耗降低达30%左右，变形较小，避免缩痕的产生。挤出发泡利用物理发泡剂生产被挤出泡沫塑料一般会使发泡程度加大，也就是密度降低（图4）。产品可以被广泛地应用在包装、建筑、汽车、电气等领域，例如PS材料的绝缘板和PE材料的电缆绝缘层。 CO2和一定条件下的氮气是具有环境友好性而又便宜的泡沫发泡剂。成功利用CO2关键在于是否对几个重要的工艺参数进行了观察。 DSD500高压计量装置是针对CO2而专门开发出来的，特别难于操作，它能在多变的熔融高压下，对挤出机内部的CO2或氮气进行确切的计量（图5）。聚氨酯发泡 CO2是低密度聚氨酯（PU）泡沫的连续和非连续生产方法的替代物。在连续厚板方法中，液体CO2在高压下以匀速被加入。在非连续方法中，CO2以不同的方式被注射。液态CO2需要以很好的精度被计量和加入。由Linde与工业伙伴密切合作开发出来的高压输送系统和计量装置效率极高，满足了最新的技术需求。由Linde公司与业界伙伴密切合作开发出来的高压输送系统和计量装置具有极高的效益，能满足最新的技术要求。 CO2压缩泵同样可以被用于PU泡沫和挤出发泡中。品种繁多的泵系统确保在所需的流速和压力下不起泡地输送CO2。氮气和二氧化碳等工业气体在注塑、挤出和聚氨酯技术中具有多样的应用。应用范围从发泡、冷却，直到材料的替换。

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