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NPE突出复合's Growth Niches

参展商表示,长纤维木质复合材料,直接挤出/复合和反应性复合是其中的亮点。

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通用复合市场继续受到产能过剩的困扰,但仍有一些利基增长领域需要开发。并非巧合的是,大量的技术开发都针对这些增长领域。这些主题在上个月于芝加哥举行的NPE展览会上与复合机械参展商的访谈中脱颖而出。机器制造商正在把他们的R&D制成木材填料和玻璃,纤维素,小麦或亚麻长纤维的组合。同向旋转双螺杆的使用也在直接增加 挤压 /复合片材,型材甚至薄膜。机器制造商还报告说,收费混合商对TPE,TPV和具有填料和增强剂的功能性接枝聚烯烃的反应挤出的兴趣日益增加。

 

木粉& long fibers

与木材填料复合的热潮是将木材和玻璃结合在一起,以直接挤出高强度木材型材。长期以来,塑料木材一直使用木材填料作为增量剂或玻璃纤维以提高强度,但直到最近才将两者结合在一起。莱斯特里茨(Leistritz)去年向一个未命名的处理器提供了首批这样做的系统。

在NPE上,几家同卵双生子制造商讨论了将木粉和长纤维结合在一起的最新试验。 Coperion Corp.(以前的Werner&(Pfleiderer)正在探索新颖的组合,例如将长竹纤维拉挤到木材复合材料中,以及将玻璃纤维拉挤到高度填充的化合物中。

在美国,科倍隆’木材填充复合的方法是从Megavolume旋转双螺杆挤出机的进料口处加入未干燥的木粉开始。穿过前四个到六个加热桶段会吸收水分。然后,将树脂,颜料和添加剂通过各个侧孔送入。然后将混合物级联成单螺杆熔体泵。

科倍隆还将这种技术用于含有其他天然纤维(例如纤维素,洋麻和麦草)的发育化合物。再次,该过程开始于在双螺杆挤出机中干燥天然纤维,然后在下游添加塑料粒料。

最近,德国的Coperion采取了不同的策略。它颠倒了事件的顺序,首先是在Megavolume双螺杆中熔化塑料,然后在模头即将熔断时在熔化物中添加长木纤维(1至5毫米)。在美国流程中,首先使用木材是因为它被用作填充剂而不是增强材料,因此不会破坏木质纤维’t a concern.

在德国方法中,木材是一种长纤维增强材料,旨在赋予强度,因此’在靠近模头处将其加入熔体流中,以免破坏纤维。结果,水分必须从木纤维入口的下游排出。根据所需的特性,负载量为40%至60%的木材。

挤压 Tek米拉克龙称双螺杆螺旋桨’这是复合木粉的唯一方法。 Milacron推出了其反向旋转的圆锥形和平行双胞胎,可直接挤压/复合填充木材的型材。米拉克龙’用于纤维素填充复合材料的TimberEx挤出工艺使用其V-MEDS-L(带垂直进料的材料增强输送系统)连续单元来混合预混的复合材料配方,对其进行加热以除去残留的水分,然后将其喂入锥形或平行双螺杆挤出机。 

米拉克龙在过去的一年半中进行了实验,将切碎的玻璃和木粉的混合物预混合。这项工作的结果是,米拉克龙在其锥形双胞胎上增加了第二个排气孔,以改善除湿效果并提高生产率。 (米拉克龙还提供了第二个通风口,作为对现有挤出机的改造。)还有一个新功能是通风口填充器,用于清除自然积聚在通风口中的木屑。

总裁Larry Keith说,Entek挤出机正在混合长玻璃粉和木粉的开发组合,以直接挤出高强度塑料板。恩泰克’s木复合工艺首先将塑料熔化,然后将木粉侧面喂入并在模头前添加玻璃。恩特克测试的玻璃含量为0.5%至10%,木材含量为30%至70%。在过去的18个月中,Entek重新设计了同向旋转双螺杆复合机,使其价格便宜了15%,具体取决于尺寸。

去年底,Farrel Corp.公司使用其同向旋转双转子CP连续混合机进行了很多开发工作,以重量计将20%的未干燥木粉与树脂颗粒和添加剂一起喂入进料口。然后,熔化并混合的化合物落入同向双螺杆挤出机中,在其中加入切碎的玻璃。潜在的应用是直接挤压长而薄的高强度型材,例如扫帚手柄。

另一个涉及长纤维的新奇技术是使用Leistritz正反转双螺杆制造1合1轮胎。长玻璃颗粒。具有长纤维的粒料通常通过用单螺杆挤出机拉挤制成。这样的过程通常会覆盖纤维束的外部,但不会’不能像双螺杆混合一样弄湿单个纤维。

 

更直接的挤压

戴维斯标准公司的消息人士说,混料发展最快的领域之一是使用同向双胞胎直接挤出成品而不进行制粒步骤。最近交付了一条这样的生产线,用于生产最大48英寸宽的PS泡沫板。—标准宽度的两倍—使用二氧化碳和碳氢化合物发泡剂。戴维斯标准’s系统使用140毫米同向旋转双螺杆挤出板,这是该公司为挤出PS泡沫制造的最大的挤出机,并且可能是任何地方该应用的最大挤出机。

戴维斯标准公司还使用两台同向旋转双螺杆挤出机和三台单螺杆挤出机建立了多层流延薄膜生产线。 Coperion与Davis-Standard联合提供同向旋转双胞胎,用于直接挤出/复合应用。这条生产线将有一个五层的Cloeren进料块和48英寸进料口。模具,再加上一个在线MD定位器。该系统将用于新结构的试点开发,例如透气膜,高阻隔纳米复合材料膜以及具有涂层和覆膜的合成纸。该生产线是为蒙特利尔Ecole Polytechnique聚合物应用研究中心建造的。它将于今年下半年安装在蒙特利尔的复合机生产商Lavergne Group。

NFM /焊接工程师在NPE推出了其首个用于木材填充复合材料的系统。它使用NFM’TEM旋转双螺杆,由日本东芝(Toshiba)许可制造。 TEM模型的直径为26至240 mm。具有三个排气孔的L / D高达48:1。在NPE上,NFM首次展示了其58毫米木质复合材料系统。它在进料口通过重量分析法将未干燥的木粉,塑料颗粒,着色剂和添加剂一起进料,可用于制粒或直接挤出型材。

 

更复杂的反应

反应性复合材料引起了收费复合商的兴趣。“普通混炼厂产能过剩,因此收费混炼厂有使用反应合金技术进入新专业的趋势,”定制机器制造商和加装工Extruder Technologies总裁Wolfgang Hofer说。“他们想在不花很多钱的情况下制造新化合物,所以他们’重新尝试运行只有大型树脂公司才能做到的产品。”

化工公司使用超大型同向双螺杆挤出机作为小型反应器。这些机器的直径可以为150至300毫米,而收费混合机将使用40至150毫米的直径。例如,意大利的马里斯(Maris)正在对其连续旋转的双螺杆挤出机进行测试,以将回收的PET分解为液体低聚物。然后将低聚物溶液用于制备聚氨酯。

混料商和树脂公司正在使用同向双螺杆制造聚合物合金。例如,他们可以将马来酸酐接枝到PP上。所得产物可以在随后的挤出步骤中用作PP和尼龙合金的相容剂。

同向旋转双螺杆的制造商还看到了将反应挤出技术用于纳米复合材料,以将纳米颗粒粘合到聚合物中以获得更好的性能。

由于某些新化合物需要更长的停留时间和更多的脱气性,因此反应性挤出机的生长时间越来越长,也越来越复杂。“混合机越来越长,又增加了一两个排气口,”Leistritz总经理Charles Martin说’ U.S. office. “They’重新组合更多的操作,添加更多的液体,气体和填充剂,并提取更多的挥发物。”

戴维斯标准公司的消息人士一致认为,连续混炼中执行的处理步骤数量一直在稳定增长。“We’建立了包含多达11种材料的直接挤出/复合系统,”业务区域经理Al Chrisbacher说。“这些系统的输出往往是单螺杆生产线的两倍—例如,使用多台挤出机的速度为6000到7000 lb / hr。经济状况要好得多。”

科倍隆正在建造有史以来最长的同向双螺杆反应式挤出机—72:1 L/D—在两个月内交付给一家树脂公司。该公司之前建立的最长时间是62:1。 72:1型号的直径为120毫米。并且需要两个较长的脱气区域的额外长度。

Entek今年还交付了有史以来最长的挤出机。它制造了两个52:1同向旋转双螺杆,用于树脂公司的反应挤出。

NFM /焊接工程师说,它在20年前建造了72:1反向旋转脱挥发分的挤出机,此后至少又生产了8:60:1或72:1。该公司表示,其非啮合双螺杆特别擅长分布式混合,而同向旋转模型则擅长分散混合。

Extruder Technologies通过增加长度,侧进料口和真空通风系统对机器进行了反应性加工改造。它还提供专用的反应混合设备,例如三螺杆或四螺杆“vent stuffers.”这些是在喂食时使成分脱挥发分的喂食器。

 

TPE发生反应

据报道,由于相对较新的颗粒状EPDM橡胶的可获得性,对TPE和TPV化合物的反应性挤出的兴趣正在增长,这种颗粒是通过新型气相茂金属催化剂工艺制成的。通常,EPDM橡胶成块或成捆,必须切碎。苯乙烯,氨基甲酸酯,聚酯和尼龙聚合物正与粒状茂金属EPDM形成合金。伯斯托夫表示,预计到2005年TPE和TPV反应性复合材料市场的年增长率将达到7%至8%。

新的TPE化合物分为两大类—Bertorff的Martin Mack说,嵌段共聚物中刚性相分散在弹性基质中,而弹性体相分散在刚性基质中’s v.p. of R&D.在TPV中,弹性相在双螺杆挤出机的混合区中交联。

对于TPE反应性混合,Berstorff最近开发了一种新的混合元件,称为UP混合器。它基于单螺杆挤出机的屏障飞行,该屏障飞行用于在同向旋转的双螺杆上形成屏障。这增加了刚性和弹性相的伸长混合,并提高了产量。 Berstorff说,与典型的捏合块相比,它还可以以更少的能量输入实现进一步的分散,Berstorff上个月在芝加哥NPE展示了UP元素。

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