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    • 技術文章

      環保公益滾塑的未來展望

      2016-03-16 17:00:14  來源:陳鵬
      國外滾塑工業的現狀
      滾塑成型是塑料成型方法中歷史相對較短、目前總體規模較小的加工成型方法,但是滾塑工業已成為塑料加工工業中較有活力的分支工業。2015年全球約有3000家滾塑加工企業,北美的滾塑加工廠約為1000家,年原料用量約600 kt,其中主要集中在美國。歐洲約有550家左右的滾塑加工廠,英國和意大利是歐洲滾塑成型的傳統代表國家,分別占歐洲滾塑成型用塑料用量的19%和16%。歐洲其他滾塑加工的主要國家有法國、德國、比利時、西班牙等。國外滾疆廠一般擁有多臺大小不同的滾塑機。如美國spincasi公司有7臺滾塑機,模具*大回轉直徑4 m;Dimond公司有9臺滾塑機,模具*大回轉直徑43 m;Amerikart公司有10臺滾塑機,模具*大回轉直徑33 m。與其他塑料加工方法相同,歐洲的滾塑加工成型也開始向包括中歐的東方轉移,F在中歐滾塑用塑料量占歐洲總量的5%,波蘭有22家滾塑加工廠。
      目前世界各地的消費和應用結構有很大的差異,世界滾塑*為發達的北美地區的滾塑應用主要以儲罐、玩具、容器、汽車等為主,與北美相比,歐洲園林、道路、汽車和工業用滾塑制品在總市場中占有的比例要高,而玩具和娛樂方面應用則比較少;日本的滾塑應用制品主要以罐、桶和容器為主,而玩具、汽車和其他工業用占有比例均低于北美和西歐。由于經濟全球化和上漲的原材料價格影響經濟效益的壓力和挑戰,滾塑工業取得了良好的發展,每年平均增長約10%。另外滾塑設備的自動化、高性能化也提高了滾塑成型與其他塑料加工工藝和其他材料的競爭力。
      我國滾塑工業的發展現狀
      我國滾塑工藝的開發研究起始于20世紀60年代。當時上海玩具行業開始利用滾塑成型方法生產軟聚氯乙烯小球。20世紀90年代中、后期,一些國內企業從國外引進了先進的滾塑設備與技術之后,開始了真正意義上的大規模工業化生產。目前,國內企業已能制備容器量2L以上的化工貯槽以及高速全塑游艇等大型塑料制品。近幾年來,我國的滾塑工業發展迅速,全國各地的各種滾塑廠家已有近百家,這些廠家所生產的滾塑制品種類越來越多,應用領域也越來越廣泛,但是同國外發達國家先進水平相比,差距仍十分明顯。而且我國目前仍沒有行業標準,遠遠不能適應行業發展的需要,20世紀90年代初在美國滾塑協會注冊的滾塑制品就已超過5000種,而我國到目前也只有40余種。國外的滾塑制品已涉及30多種行業,而我國的滾塑制品只涉及到十余種行業。而且大多數從業人員沒有足夠認識到滾塑工藝的先進性和較強的市場競爭力,對滾塑方法及其制作的產品還不夠了解。高等學校的塑料加工*教科書中講述很少,還需在我國大力宣傳,廣泛推廣。
      目前國內滾塑用原料大多為LLDPE,主要由齊魯石化公司塑料廠供應,但是該滾塑聚乙烯專用料的水平僅相當于發達國家20世紀60年代的水平(第二代滾塑料)。我國引進的大型乙烯裝置均含有滾塑級牌號,但由于市場未充分開發,這些引進牌號并未生產。許多滾塑加工企業自行開發的原料,由于非專用料,導致制品質量不高。滾塑設備主要是從國外引進,我國的滾塑設備制造、模具制造及其他輔助技術落后。尚無*性較強的滾塑機制造廠、滾塑模具制造廠,更無滾塑嵌件制造廠、滾塑專用顏料生產廠等。我國所使用的滾塑機主要是直火加熱搖擺式滾塑機和熱箱加熱34工位雙軸旋轉自由臂滾塑機,其他型式的滾塑機很少。國內滾塑廠滾塑設備數量很少,基本上只有1臺,個別廠*多2臺。同時我國的熱箱加熱雙軸旋轉滾翅機幾乎全是國外進口產品,主要是美國、意大利、德國和日本產品,沒有見到國內產品。所以我國急需提高滾塑設備的國產化水平。此外,我國滾塑用樹脂的開發也摹本七處于空白狀態。目前要在我國推廣滾塑成型就必須引進國外先進的生產技術,開發更多更好的滾塑原料,提高滾塑設備的自動化水平和精密程度。因此我國滾塑工業一定要依靠科技進步,大力發展新產品,拓展國內外市場,調整產品結構,盡快制定出科學、規范、合理的滾塑行業標準,促使滾塑工業又好又快發展。
      滾塑成型工藝的應用
      隨著滾塑成型工藝的不斷發展,滾塑制品的種類不斷增加,應用范圍也不斷擴大,目前國內外滾塑制品的涉及行業包括交通工具、交通安全設施、娛樂業、江河航道疏浚、建筑業、水處理、醫藥食品、電子、化工、水產養殖、紡織印染等等。據不完全統計,我國已有400多套左右的滾塑機組主要生產垃圾桶、油罐、水處理容器、小型游船、體育用品和路標路障等。從產品的層次看,滾塑制品已經從普通的民用品向關鍵的工業品發展,其功能也從單一的容器性能向結構性能轉變,F在的滾塑工藝甚至可以完成注塑、吹甥、擠埋等工藝無法完成的制品,制品的幾何尺寸已經完全能做到從0.5L50L。如果沒有受到運輸條件的限制,甚至可以做到更大。隨著功能的需要,還可成型為閉口式的各類容器,以適應不同行業的需要。
      滾塑成型技術的發展方向
      滾塑成型雖然取得了巨大的進步但是與注塑成型、擠出成型相比還存在著許多不足之處,滾靼成型仍有許多需要改進的地方。滾塑成型的發展方向主要集中在以下幾點:
      1)研制新型的滾塑用樹脂原料:雖然聚乙烯用于滾塑加工已有多年,但其在強度和剛度上還不能滿足一些產品的需求,而一些工程塑料雖已用于滾握加工,但由于成本和其他技術問題而未能普及,因此需開發新材料;
      2)強化加工條件的控制:由于模具不停的旋轉,很難直接監測到模具內樹脂粉末和熔體的情況。以前一般是通過經驗和反復試驗的方法來優化加工條件。目前國外的學者發明出在滾塑模具內放入光源和攝像機以及紅外線設備來監測樹脂在模具內部的熔融和成型情況以及溫度的變化情況;
      3)加強計算機模擬技術的應用:利用計算機技術對模具的受熱情況進行模擬,建立相應的數學模型,然后用自動化技術對各項工藝參數進行精密控制。這樣可以提高滾塑制品的機械性能以及尺寸精度,提高滾塑制品的產品競爭力;
      4)優化模具結構設計,加快熱傳導,縮短加工周期:由于模具的加熱和冷卻都是在模具外部進行的,滾塑成型的加熱和冷卻時間都較長。*近已經有學者開始研究在模具內部加熱,可以明顯縮短滾塑制品的加工周期;
      5)提高滾塑設備的自動化水平和精密程度:現代的滾塑設備的自動化水平相比與注塑成型差距仍較大,如果能提高設備的自動化水平將滾蝮制品的加工周期能從幾分鐘縮短至1分鐘以內,那么它與其他加工方法的競爭力將大大提高。
      滾塑成型技術具有強大的生命力,是一個值得高度關注的工藝,應對滾塑工藝予以高度的重視,并應用滾塑工藝生產各種高性價比的塑料制件。特別是我國的滾塑成型技術與發達國家相比差距仍然較大,因此應積極消化和吸收國外的先進技術,加大對相關工藝、設備及模具的研究,加快制定出滾塑的行業標準,不斷為市場提供高質量的滾塑制品。




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