[其他]由于熱處理而改進了低溫抗沖及拉伸性能的半晶態塑料擠塑管及其制造工藝無效
| 申請號: | 87102576 | 申請日: | 1987-04-04 |
| 公開(公告)號: | CN87102576A | 公開(公告)日: | 1987-10-14 |
| 發明(設計)人: | 拉貝克·瓊·雅克;費尼斯·米歇爾;格洛廷·米歇爾 | 申請(專利權)人: | 阿托化學公司 |
| 主分類號: | B29C47/20 | 分類號: | B29C47/20;B29C71/02;//B29K2300;6700;7700;B29L2322 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 由于 熱處理 改進 低溫 拉伸 性能 晶態 塑料 擠塑管 及其 制造 工藝 | ||
本發明的范圍是一類半晶態塑料的擠塑管,例如聚酰胺,聚烯烴如高密度和低密度聚乙烯、聚丙烯和熱塑性聚酯,它們長時期以來就有許多用途。
用途之一就是制造固定或移動的壓縮空氣分配管。后者比如可構成運輸工具例如卡車的制動網的部件,這時半晶態塑料的柔軟性及可成型性是特別適宜的。適宜的塑料有聚酰胺,其中有聚酰胺-11。
在這類擠塑管加工的最優選化范圍內,尤其為了改進管子的機械性能,我們注意到了在管子表面有明顯的分子取向,這是由于仍然呈塑性的管子與定徑器表面的磨擦作用而產生的。
從宏觀看管子“表皮”的損傷,比如擦傷,劃痕等,在管子試樣進行低溫下的抗沖擊試驗時,產生異常低的破裂百分比。
從微觀來看,對管軸附近若干斷面上取下的小切片進行雙折射率測定結果表明與這個軸相平行的取向層的厚度在20到200微米之間,精確地說,在20到100微米之間。有人指出,沿管軸方向測得的最大分子取向,即相應于最大雙折射率之處,并不是處于管子表面上,而是在表面下20微米深處。我們所說的管子的晶形形態是用下面兩個量來表征的,即取向皮層厚度和分子取向度的絕對值。
根據Dragaum,Hubeny與Muschik提出的理論〔Journal????of????Polymer????Science????15,1779-89(1977)〕我們認為最大分子取向處可能相應于沿管截面不同距離確定的速率分布曲線的轉折點,或者說當管子處于定徑器內時,在同一測量點具有最大的切變速率。
本發明首要目標放在新穎熱塑性高分子管,這種管的特點就是在擠塑和定徑時在表面不出現取向區。
本發明也涉及這種管子的制法,該制法包括在擠塑流水線上于定徑以后進行適宜的熱處理,這就使得在厚度為20到200微米(最好為50到100微米)的表面取向區發生全熔融,然后經過浸入水中和/或在空氣中冷卻取得有控制的重結晶,使得在管子外表面重組和深處(即在表面取向區的下面)相同的結晶形態。
這種熱塑性高分子最好選擇聚酰胺,聚烯烴和熱塑性聚酯類。
附圖能很好地解釋本發明。
圖1是本發明的擠塑流水線的正面圖。
圖2是1中,火焰噴頭(5)的正面圖。
圖3是本發明的一種改型,用石英管爐(15)取代火焰噴頭。
圖4表示根據本發明帶來的好處,用一組樣品曲線表示。
在圖1中可以看到一個擠塑機(1),擠塑機上聯著一個擠塑模頭(2)。
(3)是尋常型式的槽式定徑器,它可以是一種真空定徑器,它雖可保證有良好的尺寸精確度,但是會使表面的塑料發生不利的取向,或是由于塑料管與真空定徑器壁之間有很大的摩擦甚至會造成擦傷。
因此,我們就想把在比如真空定徑器中得到的尺寸精確性與由于定徑器表面的摩擦而取向的管子外層進行再熔融結合在一起。
根據本發明,進行熱處理時,管子的內層沒有熔融而維持其內聚力,因而保持了尺寸精確性。
如果看一下有關聚酰胺-11管有代表性的尺寸數據就很容易理解這一點:外徑12毫米、內徑9毫米,再熔融厚度只有60微米,約相當于壁厚1.5毫米的4%。也需要以較高的精度控制熱處理。
附加冷卻槽(4)可調節熱處理毫前處所的溫度。
圖1與圖2中的(5)是火焰噴頭。在第一種方案中,它有6個本生燈(5′)對稱地排列成環狀,擠塑管(9)處在環的中心處(圖2)。
六個本生燈可以由裝于導軌之上而具有微動調節螺絲的夾具極其精細地調節其中心位置,這裝置在圖中并未顯出來。可用調節器控制火焰噴頭中氣體壓力。使得在擠塑聚酰胺-11管時,擠塑管表面溫度達到220℃左右。
在圖3中顯示的另一方案中相當于(11),(12),(13)和(14)的零件取代了圖(1)的(1),(2),(3)和(4)。
其中(15)為石英管爐,它代替氣體火焰噴頭(5)。用石英管爐進行了空氣或氮氣的吹除試驗。這也就證明管子機械性能的變化不是由于可能存在的氧化作用,而正是熱處理的效果。
火焰噴頭(5)(或石英管爐(15))的后面,在水冷卻槽(6)或(16)中進行淬火,這個槽長度為0.50米,里面流過23℃的水。如同后面例子中所敘述的,也成功地試驗了用風機供風的環狀送風口進行空氣冷卻。
我們認為,當實現表面取向區的熔融時,以及在淬火后自然重結晶代替了上述表面取向區時,熱處理是“有控制的”。
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