超高分子量聚乙烯管生产工艺的发展

单螺杆挤出机挤出超高分子量聚乙烯管技术是通过螺杆的塑化和推进作用，真正实现了管道的连续挤出，效率显著提高，使超高分子量聚乙烯管的加工技术上了一个新的台阶。 北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所于1994年成功的研制出Φ45型超高专用单螺杆挤出机挤出了棒材小管材片材及线材，从设备根本上解决了单螺杆挤出的难题，并进行了系统的试验及理论研究，充分掌握了超高分子量聚乙烯管的螺杆输送机理，为工业化生产奠定了理论基础。 （一）工艺路线 以UG系列超高分子量聚乙烯管单螺杆挤出管材技术为例，其工艺路线为：原料配混-挤出机内熔塑化-模具成型-冷却定型-牵引-定长切割-自动堆放。 混料 使用高速混合机，将超高树脂、加工助剂等物料通过高速搅浑得到均匀 分散，并通过摩擦生热除去所含的水分。 （二)塑化挤出 混合完毕的物料从料斗喂入挤出机，经加料、压缩、熔融、均化等过程，在外加热和螺杆剪切作用下，由粉状固体逐步变化为高粘弹性体，并连续经机头挤出。 (三) 模具成型 在适宜的设定温度下，从挤出机挤出来的超高熔体通过过滤板由旋转运动变为直线运动进入管材模具，经过分流筋后逐步在成型段融合为管状型胚。 （四）冷却定型 从模具挤出的热管胚进入冷却定径装置，物料的温度逐渐下降，直至降到室温为止，这时管胚在始终保证外部形状的情况下固定定型。 （五)牵引 已成型的管材在牵引装置的作用下均匀地向前移动。 （六）切割 在光电信号的控制下，通过旋转飞刀式切割机来完成管材的定长切断，并使断面平整。 （七)堆放 （八)被切断的管材前移，在光电信号的控制下被机构推到侧边码放在来，在由 工人搬走。 上述生产过程实行挤出、定型、牵引、切割的联动控制，保证了生产的连续 化和 自动化，操作简单，过程稳定，管材长度可任意设定。 2 工艺条件 为了使超高分子量聚乙烯管能够在普通挤出机上进行挤出加工，人们通过共混改性的方法改善管道的流动性能，如中相对分子质量聚乙烯共混改性、液晶聚合物改性。 将超高分子量聚乙烯管与一定比例的中相对分子质量聚乙烯进行混合，该中相对分子质量聚乙烯在超过其熔点时，行为极像液体，因此当把管道与中相对分子质量聚乙烯的混合物加热到中相对分子质量聚乙烯的熔点以上时，超高粉料悬浮在中相对分子质量聚乙烯的液相中，形成一种可泵送的浆液物质。 添加中相对分子质量聚乙烯可改进超高树脂的加工性能，但同时也使超高的某些物理性能下降，如冲击强度，耐腐蚀性等，如果加入低于百分之一的质量分数的成核剂，热解硅石，即可减少中相对分子质量聚乙烯对超高物理性能的影响。采用的成核剂颗粒要小，表面积大，粒径尺寸为5-10μm表面积为100-400平方米。 液晶共混改性 清华大学化工系高分子系研究所采用液晶高分子对超高进行共混改性，获得流动性较好的超高合金，从而可采用单螺杆挤出机加工管材。 LCP是20世纪80年代中期才工业化的一种高性能工程材料，是指定在一定条件下形成液晶态的高分子。LCP的分子链为棒状刚性链或半刚性链的独特结构，熔体粘度低，成型加工流动性好，采用原位复合技术，对超高的加工性能进行改性。 在保证品质性能的前提下为了尽量减小挤出阻力和功率消耗，添加价格低廉的复合型流动改性助剂，以内润滑和外润滑的方式降低熔体粘度和对设备的粘附，并提高熔体强度以保证管胚的顺利牵引。 研究表明如果螺杆、管机头。工艺配方某一方面设计不合理，将无法实现挤出的连续化和稳定化，甚至得不到完整的管胚，可能出现下列现象: 管胚在模具口处发生开裂 管胚在圆周方向的不同局部处无规律的交替出料而不能形成完整的管胚。 虽然形成完整管胚但时停时出。 管胚熔体强度不足而被牵引力拉断。 一但出现上述现象，虽年能挤出却根本无法实现稳定的连续生产，这时单纯的改善超高加工流动性的工艺配方，虽通过了实验却在实际挤出管材时尤其是挤出较大的直径管材时所常常遇到的难题。UG系列单螺杆挤出技术从设备和工艺配方两方面着手，克服了这些现象，从而实现了超高稳定连续挤出的工业化生产。

如何更好的使用安装超高分子量聚乙烯管

超高分子量聚乙烯管的耐候性是指超高分子量聚乙烯管因受到阳光照射、温度变化、风吹雨淋等外界条件的影响,而出现的褪色、变色、龟裂、粉化和强度下降等一系列老化的现象。其中紫外线照射是促使聚乙烯和老化的关键因素。 超高分子量聚乙烯管比普通聚乙烯管的耐候性和抗老化性要好得多。因为超高分子量聚乙烯管分子量很高，是一种饱和分子团结构，分子链中不饱和基因很少，且添加了碳黑紫外线吸引剂，大大增强了超高分子量聚乙烯管的使用寿命。 超高分子量聚乙烯管也称钢衬超高分子量聚乙烯管，它是由超高分子量聚乙烯管和碳钢管经科学的工艺复合而成。 其特征是由带法兰的钢管作为加强护层的外层，敷以由超高分子量聚乙烯管作为基体管材的内层，内层超高分子量聚乙烯管的基体管材沿外层管口延伸至法兰端面外缘形成整体的结构，将超高分子量聚乙烯管与碳钢管的特性合二为一，形成了具有耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐高压、自润滑、吸收冲击性能、抗粘结的管路设备。 超高分子量聚乙烯管特性 1.具有了超高分子量聚乙烯管的所有特性，具有极高的耐磨特性、优良的化学稳定性、良好的自润滑性、对生物无毒性、独特的耐低温性、表面非附着性等，使用寿命是普通钢管的4-7倍。 2.抗腐蚀性能优，输送介质和钢管完全有效的隔离，只与塑料层接触，具有良好的抗腐蚀效果，延长管道的使用寿命。 3.机械强度高，超高分子量聚乙烯管本身就具有极高的耐冲击性，其作为加强护层的钢管能有效防止内衬管蠕变，更增加了其对抗冲击、压力、弯曲和强度的能力，具有更强的承受力，比普通的工程塑料管道能承受更高的水压，经测试后能达到6Mpa，且超高分子量聚乙烯管不怕磕碰，衬里不会破裂，特别适用于一些环境恶劣的高压输送管路设备。 4.保温性好由于超高分子量聚乙烯管导热系数比钢材小1000多倍，可大大降低管路输送保温要求，其温度性能在-50℃到80℃的环境下使用性能良好，这对于寒冷地带流体输送具有重大意义。 5.安装简便 超高分子量聚乙烯耐磨管道主要采用法兰连接，易拆、易卸，安装方便，管节连接处不加任何防腐密封，减少了管路中的故障点，便于维修，大大降低了安装和维修费用，提高经济效益。 6.可循环使用 钢管仅需一次性投资，可将用过的旧钢管修复后衬上超高分子量聚乙烯管层继续使用，每衬一次超高分子量聚乙烯管层相当于金属管寿命的4-5倍。又进一步节约了资金。 超高分子量聚乙烯管应用领域 1.火力发电系统的粉煤灰输送、回水管道； 2.矿山行业的尾矿、泥浆输送； 3.煤炭行业的选煤厂粉煤高压输送、水煤浆高压输送；