微通道塑料薄膜的挤出工艺及应用前景_曹佳培
塑料薄膜行业发展现状及行业发展趋势分析
塑料薄膜行业发展现状及行业发展趋势分析塑料薄膜是一种广泛应用于包装、建筑、农业、医疗等多个领域的塑料制品。
它具有轻薄、透明、柔韧、耐腐蚀等特点，因此在各个领域有着广泛的应用前景。
本文将对塑料薄膜行业的发展现状及行业发展趋势进行分析。
首先，目前塑料薄膜行业发展现状分为以下几个方面：1.市场需求稳定增长：随着人们对生活品质的追求和包装需求的不断增加，塑料薄膜市场需求保持稳定增长。
特别是在食品、饮料、日用品等行业，对包装材料的要求越来越高。
2.技术水平不断提高：随着科技的进步和技术的创新，塑料薄膜的生产工艺和质量得到不断提升。
例如，采用新型的共挤膜技术生产的塑料薄膜具有更好的耐热性、耐撕裂性和透明度。
3.产业集中度逐渐提高：在塑料薄膜行业中，大型企业和集团占据着主导地位，形成了一定的产业集中度。
这些大企业通过不断扩大产能和提高产品质量，进一步巩固了自身在市场中的竞争地位。
其次，塑料薄膜行业的发展趋势主要表现在以下几个方面：1.环保性的要求增加：随着人们对环境保护意识的不断提高，对塑料薄膜的环保性要求也越来越高。
因此，未来的塑料薄膜行业将更加注重可降解材料的研发和应用，以减少对环境的影响。
2.新型材料的应用增多：随着科技的进步，新型材料如聚酯薄膜、聚酰胺薄膜等将被广泛应用于塑料薄膜行业中。
这些新材料具有更好的物理性能和化学稳定性，能够满足不同行业对塑料薄膜的特殊需求。
3.智能化生产的发展：随着工业4.0的普及，塑料薄膜生产将越来越智能化。
通过引入自动化设备和机器人技术，提高生产效率和产品质量，并减少人力资源的浪费。
4.多功能化产品的需求增加：随着人们对生活品质要求的提高，塑料薄膜的功能要求也越来越多样化。
未来的塑料薄膜产品将更加注重防水、防潮、防虫、防污、耐冷等方面的功能。
总体而言，塑料薄膜行业在市场需求稳定增长、技术水平不断提高和环保性要求增加的背景下，将迎来更大的发展机遇。
随着新材料和智能化生产技术的应用，塑料薄膜产品的功能将不断丰富，市场前景广阔。
双向拉伸聚丙烯薄膜工业现状与前景
双向拉伸聚丙烯薄膜工业现状与前景孔庆佳 陈伟忠(九江石油化工总厂信息中心,332004) 双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜是60年代发展起来的一种透明软包装材料,具有防潮、机械强度高、尺寸稳定性好、质轻、无毒、无臭、使用范围广、印刷性能良好等优点,被包装行业誉为“包装皇后”。
BOPP膜本身弹性模数比玻璃纸和聚酯差,包装不够挺括,透气率比聚酯和玻璃纸大,对有些需要严格保香、保味的物品不十分理想。
因此,多采用BOPP和其它特殊性能材料复合,生产BOPP复合膜。
这种复合膜既可用于食品包装,又可制作精美的工艺品、挂历和画册等,涂上不干胶,可成为包装上广泛使用的胶粘带。
1 BOPP膜生产状况截至1997年,全球生产BOPP薄膜的公司共有187家,生产线380条以上,年产量超过250万t。
尤其是欧洲诸国,跨入90年代后,每年增加近10万t。
生产厂家主要有美国M obil、英国ICI、日本东洋纺、德国WOLFF和意大利M ontedison等。
90年代以来,国外各大BOPP公司都在努力发展生产。
1998年底以前,美国M obil公司的BOPP生产能力将从先前的19.5万t/a增加到26.1万t/a。
目前该公司是全球最大的BOPP薄膜生产商及供应商之一,共有7家生产中心,每年生产BOPP薄膜均超过20万t,商品名为M obilr ap。
该公司所属厂家均获得国际标准化组织(ISO)质量管理证书。
我国BOPP生产发展很快,1986～1990年年增长35%～40%,1990～1995年年增长18%～20%,1996年涿州、保定、烟台、云南昆岭(独资企业)等生产线投产,一年之中产能增加16万t,较之1995年几乎翻了一番。
1997年又有一批具有90年代国际先进水平的BOPP膜生产线(其中一部分为中外合资)投产。
因此,截至1997年底,我国共引进BOPP膜生产线63条,生产能力达40万t/a,装置开工率大多在90%以上。
我国目前BOPP实际产量已达32万t/a。
塑料薄膜的现状及未来五至十年发展前景
塑料薄膜的现状及未来五至十年发展前景塑料薄膜作为一种广泛应用于包装、农业、建筑等行业的材料，其原料的现状以及未来五至十年的发展前景备受关注。
本文将围绕这一主题展开，从原料的现状、技术创新以及市场需求等方面进行分析。
首先，我们来看一下塑料薄膜原料的现状。
目前市场上常见的塑料薄膜原料主要包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等。
其中，聚乙烯是最常用的塑料薄膜原料之一，具有良好的透明性、耐寒性和抗撕裂性等特点，广泛应用于食品包装和农业覆盖膜等领域。
聚丙烯在塑料薄膜中也有重要地位，其优点在于具有较好的抗冲击性和耐高温性能，常用于电子产品包装和医疗器械包装等领域。
而聚氯乙烯则主要用于建筑行业的隔热膜和防水膜等。
然而，传统的塑料薄膜原料也面临一些问题，如可降解性差、环境污染等。
因此，未来五至十年，塑料薄膜原料的发展方向将主要集中在技术创新和环保可持续性上。
首先，技术创新方面将是塑料薄膜原料的关键发展方向之一。
在原料制备过程中，采用新的合成方法、催化剂和添加剂等，可以提高塑料薄膜的性能和品质。
例如，聚乙烯的主链结构可以通过控制反应条件和催化剂的选择来改变，从而调整其熔融指数和耐熔融性能。
此外，也可以综合利用生物质资源，研发新型可降解的塑料薄膜原料，以解决传统塑料薄膜的可持续性问题。
其次，环保可持续性是塑料薄膜原料发展的重要方向之一。
在当前环保意识日益提高的背景下，人们对传统的塑料薄膜原料产生了质疑。
因此，未来的发展将更加注重减少对环境的影响。
一方面，可以通过回收再利用塑料薄膜废弃物，减少资源浪费和环境污染。
另一方面，也可以开发新型可降解的塑料薄膜原料，提高产品的可持续性和环保性能。
例如，一些研究人员正在开发基于生物质的聚乳酸（PLA）和聚己内酯（PCL）等可降解材料，用于替代传统的聚乙烯和聚丙烯等塑料薄膜原料。
最后，市场需求也是塑料薄膜原料发展的重要驱动力。
包装行业的快速发展使得塑料薄膜原料需求不断增加，尤其是食品包装和电子产品包装等领域。
v法铸造eva塑料薄膜的评价与应用
华中科技大学硕士学位论文V法铸造EVA塑料薄膜的评价与应用姓名：王雷申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：叶升平20090529华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文摘要EV A塑料薄膜是V法铸造技术的关键材料，曾由于延伸性能不够，一度阻碍了V法铸造的发展。
随着本世纪V法铸造的再度兴起，选择和制造适合于V法铸造的EV A塑料薄膜成为影响其发展的焦点。
在此背景下，本文对国内EV A塑料薄膜进行全面调研，获取薄膜样品，除国内数家薄膜企业生产的EV A薄膜外，还包括日本帝研化工株式会社生产的V法铸造专用薄膜。
根据V法铸造对EV A塑料薄膜的各项性能要求，本文对薄膜样品的所有性能指标包括延伸性，热成型性，耐烘烤性，发气量等进行检测，得到实验数据，通过数据对比中外薄膜的性能差别，分析差别原因，为国内薄膜提出改进意见，并验证改进效果。
同时，作者积极申请华中科技大学教学实验平台项目并获得经费审批，参与设计和完成V法铸造微型生产线。
在该试验平台基础上，利用国内外几种薄膜进行覆膜浇注试验，通过覆膜和浇注试验来比较几种薄膜对造型过程和铸件质量的影响。
根据所得的实验和检测结果，为了规范和统一国内V法铸造用EV A塑料薄膜的生产和应用，笔者为为武汉恒德科技有限公司起草和制定了该公司V法铸造用EV A 塑料薄膜的企业标准，通过了武汉东湖高新技术开发区质量监督局审批，为V法铸造用行业标准提供了参考意见。
关键词：V法铸造 EV A塑料薄膜延伸性企业标准华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文AbstractThe EV A plastic film is the key material of V-process casting, and once obstructed the development of V-process casting because of its inadequate elongation. For these years, V-process casting comes into vogue again for its lower cost and cleaner production, thus, the EV A plastic film is the focus.In this background, this paper investigates the domestic companies of EV A plastic film, and also a Japanese company. The samples of plastic film of these companies are gained for further research.According the requirement for EV A plastic film in V-process casting, the plastic film samples are all tested in different experiments, such as those of elongation, thermal forming, heat resistance etc. The data is to be analyzed to compare the differences among these films.Besides, this paper also applies the experiment platform in Huzahong University of Science and Technology, and finished the platform to test the all performance. Through the test, the comparison obviously shows the difference of the domestic and Japanese plastic films.To regulate and unify the production and application of EV A plastic film of V-process casting in China, and to guarantee the benign competition and product promotion, the author advanced several reference advices for industry standard of EV A plastic film, and these advices are applied in the company standard in Wuhan Hengde technology LTD., which shows feasibility of the industry standard.Keywords: V-process casting, EV A plastic film, elongation, company standard华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文1 绪论1.1 选题背景1.1.1 V法铸造真空密封造型（The Vacuum Sealed Molding Process Casting）又叫负压造型，简称V法铸造，被称为第三代造型方法，该工艺是1971年春由长野县工业试验所与该县的秋田有限铸造公司合作研究成功的。
塑料薄膜助剂应用现状及发展趋向
塑料薄膜助剂应用现状及发展趋向近年来塑料薄膜的应用领域不断扩展，对薄膜的功能性要求越来越多。
包装与农业是薄膜应用最大的两个市场，为了满足不同应用领域的特殊需要，已有多种改性助剂开发出来。
助剂改性已经成为实现薄膜产品功能化的简便而高效的手段。
各类功能助剂的出现拓宽了薄膜在包装行业的应用塑料薄膜产品以其质轻、形薄、价廉、便于携带和改变形状等优点得到广泛应用。
特别是在食品和日用品包装、农用覆盖材料等方面，塑料薄膜产品的使用数量和质量不断提高，对于新型薄膜材料的功能要求也越来越多。
改善薄膜的质量和提升其功能性，单纯依靠树脂基体的改变和成型工艺的改进已不能满足市场发展的需求，添加各类功能助剂成为实现薄膜功能化的一种简便而高效的手段。
一、包装薄膜用助剂双向拉伸薄膜材料在薄膜包装中一直居于重要位置，双向拉伸聚丙烯（BOPP）、聚酯（BOPET）、尼龙（BOPA）等应用日益广泛。
传统的PVC薄膜在各种蔬菜和水果保鲜、长期冷冻食品包装、微波烘烤食品包装、电子元器件包装用导电薄膜中得到广泛应用。
此外，流延聚丙烯（CPP）和流延聚乙烯（CPE）等产品的产量也较大。
配合上述包装薄膜材料的助剂产品主要包括抗静电剂、爽滑和抗粘连剂、增刚剂、热稳定剂、抗氧剂和阻隔剂等。
1、抗静电剂工业用抗静电剂主要是一些非离子型与离子型表面活性剂的单一化合物或复配物。
按其分子中亲水基能否电离，分为离子型和非离子型，而离子型又分为阳离子型、阴离子型和两性型。
抗静电原理是利用其亲水基在塑料表面吸收空气中的水汽，或在表面排列形成一个导电层来降低表面电阻值。
阳离子型抗静电剂抗静电性能优良，但通常热稳定性差，高温加工条件下易分解而致变色，一般只用于PVC制品中。
而阴离子型抗静电剂由于会影响透明性不能用于薄膜制品。
非离子型抗静电剂具有低毒、热稳定性好、不易引起塑料老化等特点，使之成为包装材料中主要的内添加型抗静电剂。
主要品种有脂肪酸多元醇酯，脂肪酸、醇、胺的环氧乙烷加成物。
塑料薄膜前景
塑料薄膜前景塑料薄膜是一种薄而柔软的塑料制品，广泛应用于包装、农业、建筑、医疗等领域。
塑料薄膜前景广阔，以下是几个主要方面的展望。
首先，塑料薄膜在包装行业前景广阔。
随着电子商务的迅速发展，网购量大增，对包装材料提出了更高的要求。
塑料薄膜具有轻便、柔软、隔湿、防水等特点，非常适合用于各种包装，如快递袋、塑料袋等。
随着包装需求的不断增长，塑料薄膜的销售量也将继续增长。
其次，塑料薄膜在农业领域有广泛的应用前景。
农用塑料薄膜可以用于地膜覆盖，保护作物免受天气、虫害等的侵害，提高产量和质量。
此外，农用塑料薄膜还可以用于温室覆盖，保持合适的温度和湿度，提供良好的生长环境。
农业是人们生活不可或缺的一部分，随着对食品质量和产量要求的不断提高，农用塑料薄膜市场潜力巨大。
再次，塑料薄膜在建筑领域有广阔的应用前景。
塑料薄膜具有良好的隔热、防潮、防水等特性，非常适合用于屋顶、墙壁等建筑材料中。
利用塑料薄膜可以降低建筑材料的成本，提高建筑的能源效率和耐久性。
随着人们对建筑环境舒适度和节能要求的不断提高，塑料薄膜在建筑领域的应用前景非常广阔。
此外，塑料薄膜在医疗领域也有前景。
医用塑料薄膜可以用于制作一次性医疗器械、输液袋、手术衣等产品。
塑料薄膜具有良好的柔软性和防水性，可以有效地防止交叉感染，提高医疗水平和安全性。
随着人们对医疗卫生的更高要求，医用塑料薄膜市场潜力巨大。
总结起来，塑料薄膜前景广阔，不仅在包装、农业、建筑等领域有应用前景，还在医疗领域具有潜力。
不过，在拓宽应用领域的同时，也要关注环境保护和可持续发展，开发出更环保的塑料薄膜产品。
只有在环保节能的前提下，塑料薄膜才能更好地满足人们日益增长的需求。
微通道换热器
构
空气侧流动对比[1]
[1] 多空微通道换热器 [2] 刘舒,等.微通道换热器在压缩冷凝机组中的应用分析.制冷与空调.2010
过程装备工程设计
微通道换热器
微 通 道 换 热
结构 体积小节，
紧凑 省材料
采用增大换热面积， 换热 扩展表面，增加湍动，多 效率 孔多通道等方式强化传热。 高
过程装备工程设计
微通道换热器
微
通
百叶窗式翅片具有切断散热
道
器上气体边界层的发展，使边界
换
层在各表面不断地破坏，达到强
热
化传热的目的，提高换热器性能，
器
在同样的迎风面下，多元平行流
基
换热器比管带式换热器的换热效
本
率提高了30%以上，而空气侧阻
结
微通道冷凝器器, 当量直径大于3mm的换热器为常规换热器。
全铝制多孔扁管
微通道塑料薄膜
过程装备工程设计
微通道换热器
微
通
微通道换热器由集流管、多孔扁
道
管和波纹型百叶窗翅片组成。扁管是
换
每根截断的，在扁管的两端有集流管，
热
根据集流管是否分段，可分为单元平
器
流式和多元平流式。
基
本
结
构
微通道换热器结构[1]
分段式集液管设计[2]
45%
体积换热系数 /W/(m3 ·K) )(液体)
～5000 3000～ ＞7000 7000
换热器重量 系统充注量 空气侧压降 热交换系数
100% 100% 100% 100%
65% 65% 80% 300%
体积换热系数/W/ (m3 ·K) )(气体) 流动方式
微通道塑料薄膜的挤出工艺及应用前景_曹佳培
包装工程 PA CK AG IN G EN GIN EERIN G V ol.31N o.72010.04114收稿日期:2009-12-28基金项目:浙江省重大科技专项工业项目(2007C11054)作者简介:曹佳培(1987-),男,浙江人,浙江大学本科生,主要从事微通道塑料薄膜加工的研究。
微通道塑料薄膜的挤出工艺及应用前景曹佳培1,郑素霞2,许忠斌1(1.浙江大学化工机械研究所,杭州310027; 2.杭州职业技术学院,杭州310018)摘要:为了加工内含平行中空的微米级直径通道的塑料薄膜,通过塑料薄膜、中空纤维和泡沫塑料相结合的方法,研究了微通道塑料薄膜的挤出工艺与设备,设计了装有气体或液体夹带器的特殊缝隙口模。
分析了特殊结构塑料薄膜的性能与应用前景,该产品在微型换热器、微型反应器等微机械、传感器、生物医学以及包装等诸多领域具有广阔的应用前景。
关键词:微通道薄膜;M CF;挤出成型;微机械;微电子机械系统(M EM S)中图分类号:T B484.3;T B43 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2010)07-0114-03Polyme r Microcapillary Film Extrusion Pro cess and ApplicationsCA O J ia -p ei 1,ZH EN G S u -x ia 2,X U Zhong-bin 1(1.Inst itute of Chemica l M achinery Eng ineer ing,Zhejiang U niversit y,H angzhou 310027,China; 2.H angzho u Vo cational and T echnical Co llege,Hangzhou 310018,China)Ab stract:T he pr ocess o f po ly mer micr ocapillary film (M CF)w as pro vided,in w hich a parallel arr ay o f ho llow micro capillar ies w ith dimensio ns of the o rder of micr ons was embedded by the hybrid of plastic film,ho llow f-i bre and polymer fo am.T he init ial desig n of the special slit die w as car ried o ut by studying pro cedures and equip -ments for po ly mer micro capillary f ilm ex trusion.By analy zing propert ies,it concluded that M CF has a w ide range o f po tential application in various areas including micr o heat -ex chang e,micr or eacto r technolog y,sensing technolog y,biomedicine,plastic packing ,and so o n.Key words:micr ocapillary films;M CF;extr usion;micr o machinery;M EM S中国塑料薄膜的产量约占塑料制品总产量的20%,是塑料制品中产量增长较快的类别之一[1]。
塑料薄膜挤出流延成型工艺过程图示详解
塑料薄膜挤出流延成型工艺过程图示详解之马矢奏春
流程示意图：
一、范例塑料挤出流延成型薄膜分娩工艺流程如下：
死板、配料、混淆、一真空料斗加料一挤出一滤网一模头一流延冷却一测厚仪一电晕处理一摆幅一切边牵引一展平去静电
一收卷
二、塑料薄膜挤出流延成型分娩工艺过程
塑料薄膜挤出流延成型分娩易于大型化、高速化和自动化.分娩出来的薄膜透明度比吹塑薄膜好,厚薄精度有所提高,薄膜平均
性好,强度也高20% -30%,所用的原料的品种多,其成型厚度范围广,从8～300μm.所以对其运用的原料纯度、均一性、助剂、稳定剂等有严格的要求,而选用优质而稳定的原材料也是一项十分重要的前提.
所以,分娩塑料薄膜之前,第一项义务就是选定原材料,应细致阐发和确定各类材料的底子特点是否适合要求.必须以挤出成品各项机能指标为按照,及成品的运用情形、运用方法、成效等应有周全理解,以便选择树脂和助剂,进行合理的配方设计.。
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包装工程 PA CK AG IN G EN GIN EERIN G V ol.31N o.72010.04114收稿日期:2009-12-28基金项目:浙江省重大科技专项工业项目(2007C11054)作者简介:曹佳培(1987-),男,浙江人,浙江大学本科生,主要从事微通道塑料薄膜加工的研究。
微通道塑料薄膜的挤出工艺及应用前景曹佳培1,郑素霞2,许忠斌1(1.浙江大学化工机械研究所,杭州310027; 2.杭州职业技术学院,杭州310018)摘要:为了加工内含平行中空的微米级直径通道的塑料薄膜,通过塑料薄膜、中空纤维和泡沫塑料相结合的方法,研究了微通道塑料薄膜的挤出工艺与设备,设计了装有气体或液体夹带器的特殊缝隙口模。
分析了特殊结构塑料薄膜的性能与应用前景,该产品在微型换热器、微型反应器等微机械、传感器、生物医学以及包装等诸多领域具有广阔的应用前景。
关键词:微通道薄膜;M CF;挤出成型;微机械;微电子机械系统(M EM S)中图分类号:T B484.3;T B43 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2010)07-0114-03Polyme r Microcapillary Film Extrusion Pro cess and ApplicationsCA O J ia -p ei 1,ZH EN G S u -x ia 2,X U Zhong-bin 1(1.Inst itute of Chemica l M achinery Eng ineer ing,Zhejiang U niversit y,H angzhou 310027,China; 2.H angzho u Vo cational and T echnical Co llege,Hangzhou 310018,China)Ab stract:T he pr ocess o f po ly mer micr ocapillary film (M CF)w as pro vided,in w hich a parallel arr ay o f ho llow micro capillar ies w ith dimensio ns of the o rder of micr ons was embedded by the hybrid of plastic film,ho llow f-i bre and polymer fo am.T he init ial desig n of the special slit die w as car ried o ut by studying pro cedures and equip -ments for po ly mer micro capillary f ilm ex trusion.By analy zing propert ies,it concluded that M CF has a w ide range o f po tential application in various areas including micr o heat -ex chang e,micr or eacto r technolog y,sensing technolog y,biomedicine,plastic packing ,and so o n.Key words:micr ocapillary films;M CF;extr usion;micr o machinery;M EM S中国塑料薄膜的产量约占塑料制品总产量的20%,是塑料制品中产量增长较快的类别之一[1]。
塑料薄膜广泛应用于工业、农业、医药、食品等重要领域。
在树脂基体中添加适宜的塑料助剂,可制备出所需的各种功能性薄膜,如微孔膜、屏蔽膜、土工膜等。
塑料薄膜工业上的生产方法主要有压延法和挤出法,其中挤出法又分为挤出吹膜、挤出流延、挤出拉伸(又称二次成型)等,目前挤出法应用最广泛。
中国塑料薄膜行业正处于一个蓬勃发展的阶段,据悉,中国塑料薄膜的需求量每年将以9%以上的速度增长,市场前景十分广阔[2]。
微通道塑料薄膜是一种内含平行中空微通道的新型塑料薄膜,微通道直径为微米级。
其独特的结构和拥有的性能提供了在许多不同领域内的潜在应用。
微米级直径的微管路为低成本微换热器、微反应器等微型机械的实现创造了条件。
相比普通薄膜,MCF 的力学性能有较大的变化。
若将多层M CF 叠加,可形成各向异性的塑料结构。
M CF 还可在传感器、膜分离和包装等领域发挥重要作用[3]。
M CF 的发展将实现一种全新的塑料结构,实现在广泛而又重要的领域中的应用,并且提高塑料薄膜加工的附加值。
1 微通道塑料薄膜微通道塑料薄膜(M CF)最初是由英国剑桥大学化工系提出,它通过一种特殊的工艺挤出成型。
该挤出工艺结合了塑料薄膜、中空纤维和泡沫塑料的加工技术。
在塑料薄膜内,沿着膜的长度方向排列平行中曹佳培等 微通道塑料薄膜的挤出工艺及应用前景115空的微通道。
通过对流量和牵引速率比等加工条件的合理调节,不仅能够控制微通道的直径(10L m ~1mm),也能控制微通道的形状。
由剑桥大学选用线性低密度聚乙烯(LLDPE)挤出制得的含有19条微通道的M CF 产品横截面见图1[4]。
图1 含有19条微通道的LL DP E 产品M CF 的横截面Fig.1Cro ss -section of linear low -density po ly -(ethylene)M CF containing 19capillar ies2 实验设备与工艺流程微通道塑料薄膜的挤出装置见图2[5],主要组成图2 M CF 挤出装置结构Fig.2Schemat ic diagr am of M CF ex trusio n equipment是:单螺杆挤出机、齿轮泵、特殊的挤出机头、供气系统、反馈控制系统和薄膜牵引系统等辅助装置。
工艺流程如下:螺杆1由电机2驱动,成型原料3加入料斗4在螺杆旋转和电加热作用下,融化形成熔体。
由齿轮泵5稳定输送到机头6,齿轮泵由法兰7连接,法兰7内含有滤网移除杂质。
电机2由齿轮泵和电机之间的压力反馈8控制。
熔体通过挤出机筒9进入机头6,机筒由法兰10与齿轮泵相连。
带式加热器11用于控制不同部位的温度,带式加热器可以安置在挤出机内部、齿轮泵5、机头6、挤出机筒9、法兰7与法兰10上。
塑料熔体最终由机头的口模挤出,形成横截面见图1。
特殊的机头部件截面示意图见图3[5]。
机头包括进口段12,收敛段13和缝隙口模出口14。
熔体到达进口段12在收敛段13慢慢成型直至到达缝隙口模出口14。
机头还包括注射器15,上面安装有一排针头16,这些针头的端部与缝隙口模的出口14相对齐。
机头主体由机头体17和机头盘18构成。
注射器15图3 机头结构F ig.3St ructur e o f the die body与外界流体源相连,流体可以是大气或选用压缩气体、液体等。
流体通过注射器15进入针头16,在缝隙口模的出口14处注入薄膜中。
实验操作过程中,来自于标准挤出装置的一股高粘度熔融的聚合物进入机头。
当黏稠的聚合物流体流过每一个喷嘴端部时,引起轻微的压力下降,导致气体被吸入聚合物,如此形成M CF 内的微通道[5]。
同样,也可以选用硅油等高沸点的液体注入熔融的塑料中,形成含有一排充满液体的微通道塑料薄膜。
3 发展趋势与应用前景3.1 微型换热器[6-7]对于平均水力直径200L m 的19路微通道的M CF 热传递特性的初步研究显示:当MCF 两面与热介质接触时,以体积单位计算的传热系数能够达到35MW/m 3K,单面的M CF 热交换器的传热系数大约达到一半,即10~15M W/m 3K,与现有的由线切割加工的铜制微型换热器(其母材的热传导系数是1000倍以上)相比,这些数据是令人鼓舞的。
利用MCF 良好的热传递性能和M CF 体积小、成本低的特点,相比金属散热片等传统的散热装置有极大的竞争优势。
相关的M CF 换热器结构还有:(1)将多张M CF 胶合叠加;(2)利用M CF 内微通道内液流的快速冷却原理,将一张膜缠绕在一根金属棒上。
3.2 微型反应器[8]在流体化学中,M CF 作为化学反应器的使用是另一个引起巨大兴趣的领域。
最紧凑的M CF 微反应器布置是将其卷成双螺旋盘状,再通过加热固化,形成一个塑料盘。
这些反应器被称为微通道流体盘(M FD)。
PE 材质的M CF 已证明在70e 以下有着较强的耐溶解能力。
选用氟化聚合物时,M FD 反应器的耐溶解性和耐热温度极限将大大提高。
因此,大量适合的反应可使用不同尺寸的M FD 反应器。
MFD 反应器比常规的微尺寸反应器有许多有利的特征:1)MFD 反应器成本低。
MCF 挤出加工的低成本意味着可以大规模应用。
并且,当反应器需要清洁时,使用者可较轻松地支付处理和回收使用过的反应器的费用,而不是冒着污染的风险花重金清洁反应器部件。
2)简单地裁剪M CF 的长度便可以方便地控制MFD 反应器的停留和反应时间。
3)温度、压力控制快速方便,承压能力强。
含有200L m 直径的MCF 的爆破压力为6~7M Pa,并且MCF 传热性能良好,与一般的M EMS 微反应器相比,其温度、压力控制快速方便,且承压能力强。
4)某些特殊条件反应得到实现。
塑料M CF 对某类特定的电磁波的不透过度(比如紫外线)开启了潜在一类反应的实现。
另外,正在研究一种改良后产生带有催化性表面微通道的M FD 。
5)M FD 反应器适合并行操作。
将多个M FD 并行连接,形成规模化生产,可生产千克量级的产品。
叠加堆积还降低了系统的压降。
3.3 微型蠕动泵[3]MCF 的挤出成型已可用热塑性高弹体塑料。
这类MCF 成功地应用在微型蠕动泵里,通过19个微通道输送液体时扬程受到微小的改变。
分开M CF 的端部很简单,用一把剪刀就行,使用相同的泵和泵送管子可以输送不同的液体。
MCF 完全可以在M EMS 的微换热器、微反应器和微型泵等领域发挥作用。
而MEM S 技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业,采用MEM S 技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及包装等几乎人们所接触的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
目前,国内尚未有MCF 的报道,但关于中空纤维和MEM S 技术的相关研究较多。
中空纤维膜可广泛用于微滤、超滤、膜蒸馏等膜分离工业[9-10]。
M CF 作为中空纤维的发展产品,有潜力替代现有中空纤维的某些应用。
M EM S 技术多选择硅基材料,导致微机械的成本很高。