超大长径比双螺杆挤出机应用于超高分子量聚乙烯行业

日期: 2019-04-25
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随着国产超高分子量聚乙烯纤维加工技术的日益成熟,加上生产成本和产品价格的下降,将带动超高分子量聚乙烯纤维制品在国防和民用领域的研究和发展,从而,进一步刺激超高分子量聚乙烯的发展,扩大其市场应用范围。



超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene,简称UHMWPE)是新型的热塑性工程塑料,分子结构和普通聚乙烯相同,但黏均分子量可达150万到1000万。UMMWPE分子链很长,沿同一方向排列,相互缠绕,通过强化分子间相互作用,能够将载荷更有效地传递到主链,因此UMMWPE具有很高的比模量和比强度。UMMWPE还具有极佳的抗冲击性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、耐低温性、耐候性,自身润滑等,广泛应用于能源、化工、纺织、建筑、冶金等领域。近年来,UMMWPE材料两个最突出的应用领域是UMMWPE纤维和UMMWPE锂电池隔膜,南京科亚的超大长径比双螺杆挤出机都有突出表现。

 

超大长径比双螺杆挤出机应用于超高分子量聚乙烯行业

UHMWPE纤维凝胶纺丝的大产能挤出设备

 

 

UMMWPE纤维与芳纶、碳纤维合称为世界三大高科技纤维,产品应用于防弹、防刺等高强类国防军需装备,以及航空航天,海洋产业,运动器材,建筑加固等行业。我国UMMWPE纤维行业起步较晚,早期从原材料到工艺设备几乎都被发达国家垄断,随着近二十余年的发展,现在我国UMMWPE纤维生产规模和产能已经跃居世界前列,原料和工艺设备都已经实现国产化,产品性能也接近国际先进水平。


我国自90年代末开始超高分子量聚乙烯纤维生产工艺和装备的研究以及中试生产,作为纤维成套设备的核心装备之一,南京科亚的超大长径比挤出机也取得了一系列重大理论与实践的突破,致力于纤维前纺凝胶挤出的核心技术研发和设备制造及产业化。南京科亚的超大长径比挤出机陆续在一些企业投入中试及小规模工业化生产,经过不懈努力,进入规模化生产阶段,目前已经发展到工厂设计产能6000t/a的批量生产规模,最终产品的纤维性能已经达到国际水平。


目前,国内70%以上的纤维生产厂家的装备中都安装有南京科亚的挤出机,设备运行稳定、控制精度准确、单机产能高、产品质量稳定。国内知名企业如北京同益中特种纤维技术开发有限公司、湖南中泰特种装备有限责任公司、南通九九久科技有限公司等多家企业都形成了超高分子量聚乙烯纤维批量生产规模,产品都具有一定市场份额和知名度。




超大长径比双螺杆挤出机应用于超高分子量聚乙烯行业

(UMMWPE纤维用于防弹衣)

 

锂离子电池自上世纪90 年代初索尼公司开发成功后,以其能量密度高、循环寿命长和电压高等优异的电性能而获得了迅速的发展。目前已经广泛应用于手机、电脑等电子产品领域,随着近年来在动力电池的应用成熟,需求量呈急剧增长。


锂离子电池由正负极、电解质和隔膜组成,隔膜的一个重要功能是隔离正负极并阻止电池内电子穿过,同时能够允许离子的通过,从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及电池安全性能的好坏。隔膜越薄、孔隙率越高,电池的内阻越小,高倍率放电性能就越好,因此,隔膜对提高电池的综合性能具有十分重要的作用。商品化锂离子电池隔膜材料仍主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜,尤其在动力电池领域,UMMWPE隔膜由于突出的性能应用广泛。

 

UMMWPE微孔膜的制备方法有干法(熔融拉伸,MSCS)和湿法(热致相分离,TIPS)之分,两种方法都包括UMMWPE或混合物的挤出步骤,然后至少一个取向步骤使薄膜产生孔隙并提高拉伸强度,南京科亚的超大长径比挤出机就是这个挤出步骤的关键设备,目前已经在一些隔膜生产企业开始批量化生产。

 

超大长径比双螺杆挤出机应用于超高分子量聚乙烯行业

(热致相分离法制备的锂离子电池隔膜)

 

南京科亚在UMMWPE行业的设备研发,始于上世纪90年代初,现在已经形成从螺杆直径36mm到125mm的多个规格型号挤出机的开发和应用,其长径比(L/D)可达到68-72,是目前国内乃至世界先进水平。南京科亚的UMMWPE超大长径比挤出机研发,为满足UMMWPE挤出的极高工艺需求,解决了一系列技术难题,获得了多项技术成果和专利。目前,南京科亚超大长径比挤出机在UMMWPE纤维行业已经占据主要市场份额,在隔膜行业也开始取代进口设备应用。


国家和行业协会极为重视UMMWPE发展,在“十二五”、“中国制造2025”等规划中重点将超高分子量聚乙烯材料应用研发列为重点突破的28项关键技术之一,并要求“要对国内已有基础的新一代超高强高模聚乙烯等应用技术深化研究,实现产业升级”。南京科亚将响应国家号召,抓住市场时机,把提高单机产量,降耗增效,实现规模化生产作为发展重点,以技术进步带动产业升级,为我国超高分子量聚乙烯行业的制备技术和装备水平达到国际先进水平做出贡献。


超大长径比双螺杆挤出机应用于超高分子量聚乙烯行业


科亚参展预告

展会:CHINAPLAS 2019国际橡塑展


产品:用于高质量色母粒生产的SK40Plus挤出机


时间:5月21 - 24日


地点:中国广州(琶洲)进出口商品交易会展馆


展位号:2.1F61

超大长径比双螺杆挤出机应用于超高分子量聚乙烯行业

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