塑料加工高能耗、高浪費(fèi)的“雙高”局面有望得到改觀。記者從華南理工大學(xué)獲悉，中國工程院院士、華南理工大學(xué)聚合物新型成型裝備國家工程研究中心主任瞿金平研究團(tuán)隊(duì)基于拉伸流變原理開發(fā)了高分子材料塑化輸運(yùn)方法及設(shè)備，研發(fā)出塑料無螺桿塑化擠出技術(shù)，比能耗比傳統(tǒng)螺桿擠壓系統(tǒng)降低30%左右。該技術(shù)屬于國內(nèi)外首創(chuàng)。
實(shí)踐證明，應(yīng)用該技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)量比螺桿擠出機(jī)高出25%左右。由于物料可以在很短的空間內(nèi)完成壓實(shí)、排氣、研磨及塑化，因而設(shè)備的尺寸也得以大大減小，物料熱機(jī)械歷程比單螺桿擠出機(jī)縮短50%以上，設(shè)備體積減小2/3左右，同時設(shè)備噪音降低至75分貝以下。
目前，國內(nèi)塑料加工單位產(chǎn)值能耗高，其癥結(jié)在于塑料加工的關(guān)鍵設(shè)備———螺桿。瞿金平認(rèn)為，螺桿的作用是對塑料剪切，可以利用拉伸流變作用來代替。于是，瞿金平拋棄螺桿概念，在世界上首次提出了基于拉伸流變的塑化輸運(yùn)擠出技術(shù)，向塑料生產(chǎn)的傳統(tǒng)機(jī)械原理提出了挑戰(zhàn)。
瞿金平表示，與常規(guī)螺桿式高分子材料擠出設(shè)備相比，基于該技術(shù)研發(fā)的設(shè)備具有眾多優(yōu)越性能，如物料熱機(jī)械歷程短、能耗低、體積小、適應(yīng)性廣等。該葉片塑化輸送單元可與各種螺桿擠出單元或各種柱塞注射單元組合成擠出機(jī)或注塑機(jī)，解決了加工不同種類塑料必須要配用不同類型螺桿的問題。此外，該技術(shù)提高了塑化質(zhì)量及塑化效率，強(qiáng)化了分散混合，改善了塑化質(zhì)量，提高了擠出過程的穩(wěn)定性，明顯提高了擠出制品的質(zhì)量。
作為項(xiàng)目參與者，聚合物新型成型裝備國家工程研究中心副主任何和智教授表示，該技術(shù)利用物料加工體積周期性變化，實(shí)現(xiàn)完全正位移體積輸送，大幅提升了加工過程中物料輸運(yùn)效率，拓寬了對物料的適應(yīng)性，特別適用于黏度極高或極低物料的塑化加工。此外，該技術(shù)解決了傳統(tǒng)加工方法中高分子材料因強(qiáng)剪切作用而降解，導(dǎo)致制品性能下降、循環(huán)再利用困難等問題，實(shí)現(xiàn)了廢舊高分子材料、納米復(fù)合材料、生物質(zhì)復(fù)合材料等物料的高值化加工，拓寬了可再生植物資源以及廢舊塑料的循環(huán)利用空間。應(yīng)用該技術(shù)及設(shè)備，在塑料加工時添加部分廢棄
的中藥渣、甘蔗渣以及秸稈等替代塑料，在減少“白色污染“的同時，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，未來可將塑料原料的60%-70%換成植物纖維，大大減少塑料的使用量。
瞿金平教授研發(fā)的塑料無螺桿塑化擠出技術(shù)及設(shè)備目前已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，與多家高分子材料加工裝備生產(chǎn)企業(yè)的合作，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
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