[发明专利]一种挤出超高分子量聚乙烯的螺杆

说明书

技术领域

 本发明涉及到一种生产超高分子量聚乙烯的螺杆。

背景技术

超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene UHMWPE)于1957年由美国联合化学公司用齐格勒催化剂首先研制成功。这是一种线形聚合物，分子量通常在100万-500万，结晶度为65-85%，密度为0.92-0.96g/cm3，同众多的聚合物材料相比，UHMWPE具有摩擦系数小、磨耗低、耐化学药品性能优良的特点，而且还具有耐冲击、耐压性、抗冻性、保温性、自润滑性、抗结垢性、耐应力开裂性、卫生性等优良特性。这些优良特性使UHMWPE管材具有重要的实用价值。被誉为“正在迅速崛起的新型热塑性工程材料”，在众多领域中具有重要的实用价值。

目前，将超高分子量聚乙烯作为原料生产各种管材、板材、异型材等塑料制品时，通常采用了熔融挤出法和模具成型法。所谓的熔融挤出法是指：进入挤出机螺筒的原料在螺杆的作用下实现输送、压实、熔融塑化后挤出，挤出的物料再进入模具中成型。众所周知，UHMWPE分子量高达数百万，超常分子链之间为无序缠结，其分子链段对热运动反应迟缓，表现为熔体黏度高达108Pa.S。正因为UHMWPE的分子量很大，粘度极高，几乎没有流动性，没有粘流态，只有橡胶态，所以采用普通螺杆挤出时容易造成物料在挤出机中膨胀，背压很高，无法实现挤出；加之临界剪切速率极低，容易发生熔体破裂；由于滑动摩擦系数低，进料时候容易打滑；挤出过程中的放热及蓄热很难控制，导致大分子降解，使得制品的分子量不足百万，导致超高分子量聚乙烯的种种优良性能也随之减弱和消失，严重地制约了UHMWPE的应用，成为自八十年代以来材料学界和产业界共同探索的热点课题。

发明内容

本发明提供一种挤出超高分子量聚乙烯的螺杆。

为解决超高分子量聚乙烯生产过程中存在的问题，本发明采用的技术步骤是：将分子量≥200万的超高分子量聚乙烯原料送入挤出机中，依次经过输送、压实和加热之后，由挤出机按照特定的工艺来实现挤出。

上述的挤出机螺杆上设置销钉和屏障头，从而对物料进行分割、汇合和混炼，使螺槽内的物料均匀。

上述的螺杆转速为1-10转/min，剪切速率为40-400转/min，由于两者均较低，可以避免熔体破裂导致的超高分子量聚乙烯不能成型。

对上述螺杆的压缩比采用了优化处理，可以防止物料在螺槽内堵塞而导致机筒炸裂。

具体实施方式

本发明所述的一种挤出超高分子量聚乙烯的螺杆，其步骤为：将分子量≥200万的超高分子量聚乙烯原料送入挤出机中，依次经过输送、压实和加热之后，由挤出机挤出。在螺杆上设置销钉和屏障头，挤出过程中保持螺杆转速为1-10转/min，剪切速率为40-400转/min， 并且优化了螺杆的压缩比。

本发明在螺杆上设置销钉和屏障头，可以对物料进行分割、汇合和混炼，使螺槽内的物料均匀；较低的螺杆转速和剪切速率可以防止熔体破裂，避免超高分子量聚乙烯的降解，从而提高其成型质量；优化的螺杆压缩比，可以防止物料在螺槽内堵塞而导致机筒炸裂。