I. Introducció
En el camp de l’enginyeria a l’aire lliure, el rendiment i el cost dels materials són sempre factors clau que s’han d’equilibrar. El copolímer acrilonitril-estireno-acrilat (ASA), amb la seva excel·lent resistència al temps, la resistència a l’envelliment UV i l’estabilitat a llarg termini, s’ha convertit en un material ideal per a la construcció exterior. Tot i això, el seu cost relativament elevat de matèries primeres ha limitat fins a un cert punt la seva aplicació generalitzada. El copolímer acrilonitril-butadiè-estireno (ABS) té un avantatge de cost, però la seva resistència al temps és insuficient. Per tal d’equilibrar la rendibilitat i el rendiment del material, Jiangsu Compound utilitza una tecnologia avançada de co-extrusió per co-extreure ASA i ABS per preparar fulls funcionals amb els avantatges d’ambdós materials i optimitza la relació mitjançant un model matemàtic per aconseguir el millor equilibri entre el cost i el rendiment.
II. Comparació de les propietats del material i els avantatges del compost
(1) Característiques del material ASA
El copolímer acrilonitril-styrene-acrilat (ASA) és un copolímer ternari obtingut per copolimerització d’emulsió o copolimerització a granel de tres monòmers: acrilonitril (A), estiren (s) i acrilat (a). En la seva estructura molecular, el grup acrilat dota el material amb una excel·lent resistència al temps. Sota la irradiació ultraviolada, els materials de polímer ordinaris són propensos a trencament i a les reaccions d’oxidació de la cadena molecular. Les unitats d’acrilat d’ASA poden absorbir eficaçment l’energia ultraviolada, dissipar l’energia a través dels seus propis canvis estructurals i, per tant, alentir el procés d’envelliment del material. Les investigacions rellevants demostren que en un entorn d’exposició natural a l’aire lliure, després de cinc anys d’ús, la taxa de retenció de propietats mecàniques del material ASA encara pot arribar a més del 80%, cosa que és significativament millor que molts altres materials de polímer. A més, ASA també té una bona resistència a la corrosió química, que pot resistir l’erosió d’ambients durs com la pluja àcida i el ruixat de sal. Al mateix temps, té una gran duresa de superfície i un bon rendiment de processament, complint els requisits de l’enginyeria a l’aire lliure per a l’aparença i l’ús a llarg termini de materials.
(2) Característiques del material ABS
L’acrylonitrile-butadiene-styrene copolímer (ABS) és un plàstic termoplàstic copolimeritzat a partir de tres monòmers: acrilonitril, butadiene i estirene. La presència de la fase de cautxú del butadiene fa que els ABS tinguin una excel·lent duresa d’impacte, cosa que pot absorbir energia quan se sotmet a un impacte extern i reduir la generació i l’expansió de les esquerdes. A més, ABS també té un bon rendiment de modelat i processament i es pot convertir en diverses formes de productes mitjançant processos com el modelat per injecció i l’extrusió. A més, el seu cost de matèries primeres és relativament baix i s'ha aplicat àmpliament en molts camps. Tot i això, la resistència meteorològica de l’ABS és pobra. Sota la irradiació ultraviolada, és propens a la groc i l’empresa, i les seves propietats mecàniques disminuiran ràpidament quan s’exposen a l’entorn exterior durant molt de temps, limitant el seu ús independent en enginyeria exterior.
(3) avantatges de les làmines compostes
La co-existència ASA i ABS per preparar fulls funcionals pot adonar-se dels avantatges complementaris del rendiment dels dos materials. Com a material de la capa superficial, ASA pot exercir plenament la seva resistència al temps i la resistència a l’envelliment UV, protegint els llençols de l’erosió de l’entorn exterior. Com a material principal de la capa, els ABS poden utilitzar les seves bones propietats mecàniques i els avantatges dels costos per proporcionar força i rigidesa suficients per a les làmines, alhora que redueix el cost global del material. Aquesta estructura composta no només pot complir els requisits de l’enginyeria exterior per a l’estabilitat i el rendiment a llarg termini dels materials, sinó que també controlar el cost fins a cert punt, amb beneficis econòmics importants i valor de l’aplicació.
Iii. Equipament de co-extrusió i professionalControl de cessament
(1) Introducció als equips de co-extrusió
Els equips de co-extrusió utilitzats en aquest estudi tenen la característica d’una amplada màxima de processament de 2,75 metres, cosa que pot satisfer les necessitats de la producció a gran escala. L’equip es compon principalment d’una extrusora, una matriu, un sistema de refrigeració, un sistema de tracció i un sistema de control. L’extrús adopta una estructura de bessons, que té una bona barreja i transport de rendiment, garantint que els dos materials d’ASA i ABS estiguin completament barrejats i plastificats durant el procés de co-extrusió. La matriu està dissenyada amb una estructura racionalitzada, cosa que pot fer que els materials es distribueixin uniformement, garantint la uniformitat de gruix i la qualitat superficial de les làmines. El sistema de refrigeració adopta un mètode de refrigeració per polvorització, que pot refredar i donar forma ràpidament a les làmines extrus, millorant l’eficiència de la producció. El sistema de tracció adopta la tecnologia de regulació de la velocitat variable, que pot controlar amb precisió la velocitat de tracció dels fulls, garantint la precisió dimensional de les làmines.
(2) Control precís del procés de co-extrusió
Durant el procés de co-extrusió, el control precisament dels paràmetres del procés és la clau per preparar fulls compostos d’alt rendiment. Els principals paràmetres de control inclouen la temperatura d'extrusió, la velocitat d'extrusió, la relació de material, la pressió de la matriu, etc. La temperatura d'extrusió afecta directament l'efecte de plàstic i la fluïdesa dels materials. Per als dos materials d’ASA i ABS, segons les seves temperatures de fusió i propietats de processament, cal establir raonablement les temperatures de cada secció de l’extrusora. En general, la temperatura de fusió d’ASA és relativament alta, aproximadament {{2} graus i la temperatura de fusió de l’ABS és aproximadament 200-230 grau. Per tant, durant el procés de co-extrusió, les temperatures de cada secció de l’extrusora s’han d’establir de manera gradient per garantir que els dos materials estiguin completament plasticitzats i no es descomponguin.
La velocitat d’extrusió no només afecta l’eficiència de la producció, sinó que també afecta la qualitat dels fulls. La velocitat d'extrusió massa ràpida pot comportar una barreja desigual de materials i defectes com ara bombolles i delaminació a les làmines; La velocitat d’extrusió massa lenta reduirà l’eficiència de la producció i augmentarà el consum d’energia. Mitjançant experiments i pràctiques de producció, determineu el rang de velocitat d’extrusió adequat i feu ajustaments en temps real segons la relació de material i el rendiment dels equips.
La relació material és un factor clau que afecta el rendiment i el cost de les fulls compostos. Com més gran sigui el contingut d’ASA, millor serà la resistència al temps i la resistència a l’envelliment UV dels fulls, però el cost també augmentarà en conseqüència; Com més gran sigui el contingut de l’ABS, més baix és el cost, però la resistència al temps disminuirà. Per tant, mitjançant l’anàlisi de models matemàtics, determineu la millor proporció d’ASA i ABS sota la premissa de complir els requisits d’ús a l’aire lliure.
La pressió de matriu té una influència important en la uniformitat de gruix i la qualitat superficial dels llençols. Controlar raonablement la pressió de la matriu pot fer que els materials flueixin uniformement en la matriu, evitant la desviació de gruix i els defectes de la superfície. Superviseu i ajusteu la pressió de matrius en temps real a través del sistema de control per assegurar la qualitat estable dels fulls.
Iv. Anàlisi de la perspectiva de l'aplicació i l'anàlisi de beneficis econòmics
(1) Perspectiva de l'aplicació
Les làmines funcionals compostes ASA\/ABS preparades tenen un excel·lent rendiment complet i es poden aplicar àmpliament en camps com ara cartelleres exteriors, construcció de panells decoratius a la paret exterior, peces d'automòbils i mobiliari exterior. En el camp de les cartelleres a l’aire lliure, la resistència al temps i la resistència a l’envelliment UV dels fulls poden garantir que les cartelleres mantinguin colors vius i patrons clars durant molt de temps, reduint els costos de manteniment; En el camp de l’edifici panells decoratius de la paret exterior, les bones propietats mecàniques i la resistència meteorològica de les làmines poden complir els requisits de la construcció de parets exteriors per a materials, alhora que enriqueixen l’efecte d’aparició dels edificis; En el camp de les peces d’automòbils, es pot utilitzar per fabricar peces exteriors d’automòbils com ara para -xocs i carcasses de miralls retrovisor, millorar la resistència al temps i la vida útil dels vehicles.
(2) Anàlisi de beneficis econòmics
Mitjançant la tecnologia de co-extrusió i optimitzant la relació mitjançant un model matemàtic, el cost del material es redueix significativament en la premissa de garantir el rendiment dels fulls. En comparació amb les làmines ASA pures, el cost de les làmines compostes es pot reduir en un 30%-50%, mantenint una bona resistència al temps i propietats mecàniques. Amb l’expansió contínua del mercat d’enginyeria a l’aire lliure, la demanda de materials d’alt rendiment i de baix cost augmenta dia a dia. Aquesta fitxa composta té àmplies perspectives de mercat i avantatges econòmics importants.
Conclusió
Diferent de la compra directa de partícules barrejades per a l’extrusió, la fitxa ASA\/ABS desenvolupada especialment pel compost Jiangsu es prepara mitjançant l’extrusió composta d’ASA i ABS per produir fulls funcionals que combinen els avantatges d’ambdós materials alhora que redueixen costos. Utilitzant equips de co-extrusió avançats i control de processos precisos, la qualitat i el rendiment dels fulls es garanteixen. Mitjançant l’anàlisi de models matemàtics, la relació d’ABS i ASA s’optimitza, aconseguint el millor equilibri entre cost i rendiment. Aquest estudi proporciona una solució de material rendible per a enginyeria a l'aire lliure, que té un valor de l'aplicació pràctic i una significació promocional important. En el futur, es poden dur a terme una investigació en profunditat sobre la tecnologia de processament i l’optimització del rendiment de fulls compostos per ampliar els seus camps d’aplicació i fer més contribucions al desenvolupament de materials d’enginyeria a l’aire lliure.