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解决超高分子量聚乙烯(UHMWPE)成型难这一世界性的难题,是各国科技工作人员竞相研究的课题。通过对普通 SJ45-25 单螺杆挤出机的改造,原创性的使用机筒成型法挤出了纯超高分子量聚乙烯管材。本文系统的对该挤出成型系统、成型过程进行了分析、总结,并对该设备的关键技术:组合式机筒、水冷却、机筒内定型进行了分析和总结,其保证了挤出过程中原料的熔融充分和足够的挤出压力。在对该特种挤出机挤出过程分析、总结的基础上,建立挤出压力模型,得到挤出压力理论计算公式;同时,针对挤出过程中的电机功率不足,对挤出功率的计算建立了数学模型并进行了简单的数据模拟。通过以上研究,发现此特种挤出机成型过程为机筒内捏合,挤出压力比常规挤出机大,功率消耗主要集中在固体塞段且比常规挤出机大。
本文的创新之处在于:机筒成型法为 UHMWPE 单螺杆挤出注入新活力,不需要改性即可挤出纯超高分子量聚乙烯管材,为超高分子量聚乙烯成型开辟了新途径;基于参数的挤出压力数学模型为机筒和螺杆等部件的设计提供了依据,为其计算模拟打下基础;功率消耗的研究,为其传动系统的设计提供了理论基础。这些理论的应用,成功的挤出了纯超高分子量聚乙烯管材,说明了理论与实际的一致性。
总之,对超高分子量聚乙烯挤出过程、挤出压力和功率消耗的研究完善了机筒成型法,将可推动超高分子量聚乙烯的普遍使用,从而产生巨大的社会和经济效益。