衛(wèi)榮輝　張秋華　饒良波

摘要：近年來，我國新材料生產(chǎn)工藝技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展得以不斷進(jìn)步，在當(dāng)前的市場體系中，高分子材料的生產(chǎn)和發(fā)展儼然已經(jīng)占據(jù)了—部分市場。本文主要闡述了作為新材料之一的高分子材料其生產(chǎn)加工設(shè)備的設(shè)計(jì)、制NJR使用和維護(hù)等內(nèi)容，以供業(yè)內(nèi)人士交流探討之用。

高分子材料在市場的廣泛應(yīng)用促使生產(chǎn)加工設(shè)備和工藝水平不斷提升，近年來，多個(gè)新型成型裝備得以研制成功，并逐一投入市場。所謂高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備自然是提升高分子材料生產(chǎn)質(zhì)量和性能的關(guān)鍵所在，但是結(jié)合工藝要求，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)良化和組裝的合理性才是保證這一結(jié)果的中心。

1 高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造

高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備中主要構(gòu)成部件有：聚合反應(yīng)器、紡前設(shè)備、熔融紡絲設(shè)備和長絲后加工設(shè)備。本文主要以聚合反應(yīng)器、紡前設(shè)備和熔融紡絲設(shè)備為例，探討高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造中應(yīng)當(dāng)注意的要點(diǎn)

（1）聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和制造

聚合反應(yīng)器主要是由筒身、頂蓋、底蓋、夾套、蛇行管、攪拌器、傳動(dòng)裝置、動(dòng)密封、靜密封等部分結(jié)構(gòu)組成。每一部分都有其作用和功用，如：夾套和蛇形管的主要功用便是當(dāng)原料進(jìn)入蛇形管和夾套之中，對(duì)其進(jìn)行加熱或冷卻，保證其達(dá)到加工標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)當(dāng)前我國市場現(xiàn)狀，聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和制造主要依循的標(biāo)準(zhǔn)包含以下方面：①結(jié)構(gòu)強(qiáng)度值和剛度值較高；②設(shè)計(jì)使用材料不可與生產(chǎn)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；③密封性好；④產(chǎn)量和長徑比都應(yīng)當(dāng)符合市場需求；⑤設(shè)計(jì)和制造成本不宜過高；⑥結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)簡單，便于生產(chǎn)操作和后期維修。

目前，制造聚合反應(yīng)器選用較多的不銹鋼材一般為1Crl8Ni9Ti不銹鋼、0Crl8Ni9Ti不銹鋼、0Crl8Nil2M02Ti不銹鋼、iCrl2M02Ti不銹鋼等。但鑒于其成本費(fèi)用過高，使用范圍較小。至于復(fù)合鋼板、普通低碳鋼、低合金鋼等材料則使用較多，這些材料成本低廉，但是也有其缺陷，如復(fù)合鋼板焊接加工程序較為復(fù)雜。故而，在使用過程中應(yīng)當(dāng)注意規(guī)避其缺點(diǎn)，發(fā)揚(yáng)其優(yōu)勢(shì)。

（2）紡前設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造

紡前設(shè)備主要包含原液混合設(shè)備（原液脫單設(shè)備、原液脫泡設(shè)備）、切片干燥設(shè)備（切片干燥機(jī)、回轉(zhuǎn)+充填式干燥機(jī)、充填式干燥機(jī)、KF干燥機(jī)、BM干燥機(jī)、吉瑪干燥機(jī)）和熔體勻?yàn)V設(shè)備（熔體靜態(tài)混合器、熔體過濾器）。其中，應(yīng)當(dāng)注意在原液脫單設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造中，脫單體設(shè)備的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡量符合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)：①塔體直徑一般為1.8米，高度在7米左右；②塔外應(yīng)當(dāng)安置蒸汽管予以保溫處理；③脫單體塔內(nèi)部傘面五個(gè)圓錐角應(yīng)當(dāng)呈120°，最上面的一層傘面應(yīng)當(dāng)作穩(wěn)固處理，避免單體脫除；④選用材質(zhì)應(yīng)當(dāng)保證其硬度和剛度，可選用1Crl8Ni9Ti不銹鋼。至于切片干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造，應(yīng)當(dāng)注意以下要點(diǎn)：①根據(jù)生產(chǎn)的高分子材料性質(zhì)選擇是否應(yīng)當(dāng)安裝攪拌裝置②安裝攪拌裝置則需要安裝爐柵等傳動(dòng)裝置。且為了防止生產(chǎn)過程中切片粘連，應(yīng)當(dāng)在筒體上安置立式攪拌器，在筒體中部安裝爐柵攪拌器。熔體勻?yàn)V設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以化熔體溫度和勻化添加劑為設(shè)計(jì)原則和標(biāo)準(zhǔn)。本處以靜態(tài)混合器為例，靜態(tài)混合器的設(shè)計(jì)中首要考慮的便是螺旋片式元件的料流分割層數(shù)，其計(jì)算方式如下：S=2n。其中，s代指料流分割層數(shù)，n指代螺旋片元件數(shù)。再次，將螺旋片的兩端分別向不同的方向進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，以180。為準(zhǔn)。將左旋和右旋的元件行交替排列對(duì)接。最后，組裝完畢之后，應(yīng)當(dāng)予以固定。

（3）熔融紡絲設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造

結(jié)合化纖及工業(yè)纖維熔紡設(shè)備中紡絲箱體、計(jì)量泵和紡絲組件的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行熔融紡絲設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造。

熔融紡絲設(shè)備的主要構(gòu)件包含螺桿擠出機(jī)、紡絲箱體、計(jì)量泵、冷卻吹風(fēng)裝置、卷繞成型裝置以及紡絲組件。其中，紡絲箱體的設(shè)計(jì)要求為：①耐熱性好；②密封性佳；③原材料在本組件設(shè)備中滯留時(shí)間盡量縮短；④結(jié)構(gòu)組裝簡單；⑤機(jī)體材料耐腐性較好。紡絲箱體多采用厚度為8至10毫米的鍋爐鋼板焊接而成，這種鋼板其抗腐蝕性較好，且成本低廉，目前應(yīng)用較多。

2.高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的使用和維護(hù)

高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的使用和維護(hù)過程中，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)注意以下要點(diǎn)：第一，對(duì)于功能不同的機(jī)械設(shè)備的靈活運(yùn)用。如：聚合物或無機(jī)物復(fù)合材料物理場強(qiáng)化制備機(jī)械一一十螺桿擠出機(jī)。這種設(shè)備的使用就應(yīng)當(dāng)注意反應(yīng)器的使用和操作，如果生產(chǎn)材料質(zhì)量出現(xiàn)問題，就應(yīng)當(dāng)首先考慮到是否由原材料在機(jī)體內(nèi)部連續(xù)反應(yīng)不足或混煉完成度低所導(dǎo)致，因而，此時(shí)應(yīng)當(dāng)首要檢查反應(yīng)器。第二，高分子材料生產(chǎn)加工設(shè)備的密封性能應(yīng)當(dāng)列入日常維護(hù)范疇。由于高分子材料的生產(chǎn)是一個(gè)內(nèi)部反應(yīng)過程，因而其密封性是保證生產(chǎn)材料材質(zhì)和性能的主要因素。生產(chǎn)加工設(shè)備中密封組件較多，如聚合反應(yīng)器，以至于其組件中使用到密封裝置。第三，生產(chǎn)加工設(shè)備制作材料的維護(hù)，為了防止制作高分子的原材料和機(jī)壁接觸后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，一般是使用鋼材和化合性材料，且在材料外壁上涂裝涂料以防腐蝕。儀器設(shè)備生產(chǎn)加工時(shí)間過久，其防護(hù)層難免會(huì)脫落，加之生產(chǎn)過程中的摩擦和撞擊，也都會(huì)走造成機(jī)體內(nèi)壁受損。因而，在生產(chǎn)加工設(shè)備使用一段時(shí)間之后，都應(yīng)當(dāng)拆卸機(jī)體，檢查內(nèi)壁是否受損。第四，傳熱裝置的維護(hù)。一般情形下，使用過程中若出現(xiàn)成品材料出現(xiàn)被污染的情形，推測其原因可能是反應(yīng)器傳熱裝置出現(xiàn)故障。具體而言，可能由反應(yīng)器密封性被破壞所致，也有可能緣于由機(jī)體內(nèi)部粘附物。因而，在使用過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制聚合的溫度，且在后期維修過程中，定期拆卸清洗。

結(jié)束語

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了長遠(yuǎn)的進(jìn)步和發(fā)展。由此，只有做好新材料生產(chǎn)加工設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)工作，方可有效促進(jìn)高分子材料研究的發(fā)展和進(jìn)步。

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