行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
聚乳酸基复合材料用挤出机
建议项目名称
(英文)
Extruder for polylactide (PLA) based composites
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
71.120.99
中国标准分类号
G95
牵头单位
安徽蕴德工程技术咨询有限公司
体系编号
01-429-02-01
参与单位
安徽恒天环保装备科技有限公司、天华化工机械及自动化研究设计院有限公司、江苏瑞亚搅拌科技有限公司等
完成周期(月)
36
目的、意义
或必要性

   体系类目名称:化工机械与设备——产品标准——流体输送储运机械设备及零部件。

    国家将聚乳酸作为新材料列入《新材料产业发展指南》和《战略性新兴产业分类(2018)》,旨在加快替代石油基材料。尽管聚乳酸材料具有较好的物理、力学、融熔、结晶和可降解等性能,但自身存在脆性大、韧性差、热稳定性差等缺陷,借助于专用螺杆挤出机对聚乳酸挤出熔融和添加相关助剂进行改性,是实现聚乳酸基复合材料在吹膜、注塑、纤维、医用、汽车等领域的根本保障。该专项设备是实现上述材料应用的所有工艺加工过程的开端,在优质的聚乳酸树脂的基础上,拓展聚乳酸应用的第一道工序——聚乳酸熔融挤出,是推进聚乳酸产业扩大应用的关键所在,对于不同类别的聚乳酸下游产品使用的聚乳酸原料,如地膜、农膜、包装用薄膜材料、卫生巾或尿不湿等卫生材料、针织或梭织服装面料用纤维、无纺布用纤维、水产养殖网绳用纤维等,不同产品均有相应的质量特性要求,对于以不同分子量的聚乳酸为原料且添加两种或两种以上其他物料进行共聚共混时,必须借助于具有差异性的螺杆挤出设备,实现聚乳酸的性能的差异化。由于聚乳酸材料除具有高分子材料的通用性以外,还具有自身特性,如挤出熔融过程中呈现粘度高、流动性差、含水或高温下有降解倾向等,需要对螺杆的结构(如螺杆长径比、整条螺杆不同区域的螺纹深度或螺距)、工艺参数(螺杆转速、整条螺杆不同区域的温度、加热方式、冷却方式等)进行针对性设计。以聚乳酸为原料制取的各类下游产品(如医用敷料、农用薄膜、包装材料、针织布料、非织造布料等),一旦废弃后可以被微生物完全降解为CO2H2O,成为替代石油基材料(如PCPEPVCPS等)和减少环境“白色污染”的重要途径,也是各国坚持循环经济与持续发展的根本动力。为了使得不同辅料能够与聚乳酸材料充分共混(实现混合均匀)或接枝共聚(实现分子结构上的嫁接),利用以双螺杆结构的挤出设备为主要趋势,通过大量试验,单螺杆挤出机往往存在粉状颗粒混合不均匀之主要缺陷,宏观上表现为材料性能差异性较大。双螺杆挤出机通常由变频电机驱动,物料经过充分干燥后,由加料段向计量段输送,熔融过程所需要的热量由外部热源(如机筒上加热圈)和物料摩檫及其剪切热供给,在实现物料之间的晶相充分熔融,达到最佳的熔点黏度时,不同区域的温度控制须严格满足工艺条件。使用螺杆挤出熔融态聚乳酸是一个路径。

范围和主要
技术内容

本标准规定了聚乳酸螺杆挤出机规格系列与型号、基本参数、要求、试验与检测方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。

本标准适应于以聚(L-乳酸)作为基体材料,通过采用共聚、共混、增塑、复合改性等技术措施,利用双螺杆挤出机实现聚乳酸改性材料的制备。

本标准涉及到的主要内容:给出聚乳酸三种异构体的结构式及其对应的特殊性能指标(如熔体熔融温度及分解温度的范围,明确L—乳酸材料的典型物料特性(如黏均分子量、内聚能密度、熔体特性黏度、剪切速率等16项指标,作为聚乳酸专用挤出机结构设计的重要依据),给出主要部件的技术要求以及整机技术要求。

国内外情况
简要说明

自从高分子聚合物——聚乳酸问世二十多年以来,美国、欧洲、日本等国家在医药敷材(如骨骼、心脏瓣膜、手术缝合线)等领域率先应用,欧洲对于可降解塑料制品——聚乳酸饮料瓶或食品包装薄膜或容器的开发与应用,加快中国开发聚乳酸可降解塑料的步伐。

中国在过去的“十二五”和“十三五”连续两个五年计划中,均明确提出有关聚乳酸发展的规划与要求——急需在高分子新材料、前沿新材料(如增材制造)、替代化纤类纺织品的专项计划等方面实现产业化,目前中国浙江、安徽、吉林、河南等一大批企业投入到聚乳酸全产业链中,涉及到聚乳酸吹膜、注塑、纤维、纺织品、医用手术缝合线、卫生巾、尿布湿、可降解包装材料等产业领域。

基于聚乳酸材料的自身特性——水分含量控制严格、加工受热过程易降解、熔融态时的工艺温度区间狭窄等,需要配套的设备满足工艺条件,这是拓展聚乳酸产业化应用的关键措施。本标准旨在推动聚乳酸产业深加工的第一道工序——熔融挤出——形成精细化作业过程,依此引领整个产业朝着专项装备方向推进。

根据多方调研和验证,国外对于聚乳酸材料的熔融挤出设备,与传统的石油基材料熔融设备相比,有相应的独创性;中国需要在聚乳酸应用方面加快配套设备开发步伐,加快弥补与国外同类装备方面的细微差距。

该标准无对应的国内标准或国际标准、国外先进标准。

    该标准无专利及其它知识产权的问题。

备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
聚乳酸基复合材料用挤出机项目建议书.doc (44KB)任务书(建议书)