[其他]由于热处理而改进了低温抗冲及拉伸性能的半晶态塑料挤塑管及其制造工艺

说明书

本发明的范围是一类半晶态塑料的挤塑管，例如聚酰胺，聚烯烃如高密度和低密度聚乙烯、聚丙烯和热塑性聚酯，它们长时期以来就有许多用途。

用途之一就是制造固定或移动的压缩空气分配管。后者比如可构成运输工具例如卡车的制动网的部件，这时半晶态塑料的柔软性及可成型性是特别适宜的。适宜的塑料有聚酰胺，其中有聚酰胺-11。

在这类挤塑管加工的最优选化范围内，尤其为了改进管子的机械性能，我们注意到了在管子表面有明显的分子取向，这是由于仍然呈塑性的管子与定径器表面的磨擦作用而产生的。

从宏观看管子“表皮”的损伤，比如擦伤，划痕等，在管子试样进行低温下的抗冲击试验时，产生异常低的破裂百分比。

从微观来看，对管轴附近若干断面上取下的小切片进行双折射率测定结果表明与这个轴相平行的取向层的厚度在20到200微米之间，精确地说，在20到100微米之间。有人指出，沿管轴方向测得的最大分子取向，即相应于最大双折射率之处，并不是处于管子表面上，而是在表面下20微米深处。我们所说的管子的晶形形态是用下面两个量来表征的，即取向皮层厚度和分子取向度的绝对值。

根据Dragaum，Hubeny与Muschik提出的理论〔Journal    of    Polymer    Science    15，1779-89（1977）〕我们认为最大分子取向处可能相应于沿管截面不同距离确定的速率分布曲线的转折点，或者说当管子处于定径器内时，在同一测量点具有最大的切变速率。

本发明首要目标放在新颖热塑性高分子管，这种管的特点就是在挤塑和定径时在表面不出现取向区。

本发明也涉及这种管子的制法，该制法包括在挤塑流水线上于定径以后进行适宜的热处理，这就使得在厚度为20到200微米（最好为50到100微米）的表面取向区发生全熔融，然后经过浸入水中和/或在空气中冷却取得有控制的重结晶，使得在管子外表面重组和深处（即在表面取向区的下面）相同的结晶形态。

这种热塑性高分子最好选择聚酰胺，聚烯烃和热塑性聚酯类。

附图能很好地解释本发明。

图1是本发明的挤塑流水线的正面图。

图2是1中，火焰喷头（5）的正面图。

图3是本发明的一种改型，用石英管炉（15）取代火焰喷头。

图4表示根据本发明带来的好处，用一组样品曲线表示。

在图1中可以看到一个挤塑机（1），挤塑机上联着一个挤塑模头（2）。

（3）是寻常型式的槽式定径器，它可以是一种真空定径器，它虽可保证有良好的尺寸精确度，但是会使表面的塑料发生不利的取向，或是由于塑料管与真空定径器壁之间有很大的摩擦甚至会造成擦伤。

因此，我们就想把在比如真空定径器中得到的尺寸精确性与由于定径器表面的摩擦而取向的管子外层进行再熔融结合在一起。

根据本发明，进行热处理时，管子的内层没有熔融而维持其内聚力，因而保持了尺寸精确性。

如果看一下有关聚酰胺-11管有代表性的尺寸数据就很容易理解这一点：外径12毫米、内径9毫米，再熔融厚度只有60微米，约相当于壁厚1.5毫米的4%。也需要以较高的精度控制热处理。

附加冷却槽（4）可调节热处理毫前处所的温度。

图1与图2中的（5）是火焰喷头。在第一种方案中，它有6个本生灯（5′）对称地排列成环状，挤塑管（9）处在环的中心处（图2）。

六个本生灯可以由装于导轨之上而具有微动调节螺丝的夹具极其精细地调节其中心位置，这装置在图中并未显出来。可用调节器控制火焰喷头中气体压力。使得在挤塑聚酰胺-11管时，挤塑管表面温度达到220℃左右。

在图3中显示的另一方案中相当于（11），（12），（13）和（14）的零件取代了图（1）的（1），（2），（3）和（4）。

其中（15）为石英管炉，它代替气体火焰喷头（5）。用石英管炉进行了空气或氮气的吹除试验。这也就证明管子机械性能的变化不是由于可能存在的氧化作用，而正是热处理的效果。

火焰喷头（5）（或石英管炉（15））的后面，在水冷却槽（6）或（16）中进行淬火，这个槽长度为0.50米，里面流过23℃的水。如同后面例子中所叙述的，也成功地试验了用风机供风的环状送风口进行空气冷却。

我们认为，当实现表面取向区的熔融时，以及在淬火后自然重结晶代替了上述表面取向区时，热处理是“有控制的”。