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環(huán)保公益滾塑的未來展望
2016-03-16 17:00:14 來源：陳鵬
滾塑成型是塑料成型方法中歷史相對較短、目前總體規(guī)模較小的加工成型方法，但是滾塑工業(yè)已成為塑料加工工業(yè)中較有活力的分支工業(yè)。2015年全球約有3000家滾塑加工企業(yè)，北美的滾塑加工廠約為1000家，年原料用量約600 kt，其中主要集中在美國。歐洲約有550家左右的滾塑加工廠，英國和意大利是歐洲滾塑成型的傳統(tǒng)代表國家，分別占?xì)W洲滾塑成型用塑料用量的19％和16％。歐洲其他滾塑加工的主要國家有法國、德國、比利時(shí)、西班牙等。國外滾疆廠一般擁有多臺大小不同的滾塑機(jī)。如美國spincasi公司有7臺滾塑機(jī)，模具*大回轉(zhuǎn)直徑4 m；Dimond公司有9臺滾塑機(jī)，模具*大回轉(zhuǎn)直徑4．3 m；Amerikart公司有10臺滾塑機(jī)，模具*大回轉(zhuǎn)直徑3．3 m。與其他塑料加工方法相同，歐洲的滾塑加工成型也開始向包括中歐的東方轉(zhuǎn)移。現(xiàn)在中歐滾塑用塑料量占?xì)W洲總量的5％，波蘭有22家滾塑加工廠。
目前世界各地的消費(fèi)和應(yīng)用結(jié)構(gòu)有很大的差異，世界滾塑*為發(fā)達(dá)的北美地區(qū)的滾塑應(yīng)用主要以儲罐、玩具、容器、汽車等為主，與北美相比，歐洲園林、道路、汽車和工業(yè)用滾塑制品在總市場中占有的比例要高，而玩具和娛樂方面應(yīng)用則比較少；日本的滾塑應(yīng)用制品主要以罐、桶和容器為主，而玩具、汽車和其他工業(yè)用占有比例均低于北美和西歐。由于經(jīng)濟(jì)全球化和上漲的原材料價(jià)格影響經(jīng)濟(jì)效益的壓力和挑戰(zhàn)，滾塑工業(yè)取得了良好的發(fā)展，每年平均增長約10％。另外滾塑設(shè)備的自動化、高性能化也提高了滾塑成型與其他塑料加工工藝和其他材料的競爭力。
我國滾塑工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國滾塑工藝的開發(fā)研究起始于20世紀(jì)60年代。當(dāng)時(shí)上海玩具行業(yè)開始利用滾塑成型方法生產(chǎn)軟聚氯乙烯小球。20世紀(jì)90年代中、后期，一些國內(nèi)企業(yè)從國外引進(jìn)了先進(jìn)的滾塑設(shè)備與技術(shù)之后，開始了真正意義上的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。目前，國內(nèi)企業(yè)已能制備容器量2萬L以上的化工貯槽以及高速全塑游艇等大型塑料制品。近幾年來，我國的滾塑工業(yè)發(fā)展迅速，全國各地的各種滾塑廠家已有近百家，這些廠家所生產(chǎn)的滾塑制品種類越來越多，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，但是同國外發(fā)達(dá)國家先進(jìn)水平相比，差距仍十分明顯。而且我國目前仍沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的需要，20世紀(jì)90年代初在美國滾塑協(xié)會注冊的滾塑制品就已超過5000種，而我國到目前也只有40余種。國外的滾塑制品已涉及30多種行業(yè)，而我國的滾塑制品只涉及到十余種行業(yè)。而且大多數(shù)從業(yè)人員沒有足夠認(rèn)識到滾塑工藝的先進(jìn)性和較強(qiáng)的市場競爭力，對滾塑方法及其制作的產(chǎn)品還不夠了解。高等學(xué)校的塑料加工*教科書中講述很少，還需在我國大力宣傳，廣泛推廣。
目前國內(nèi)滾塑用原料大多為LLDPE，主要由齊魯石化公司塑料廠供應(yīng)，但是該滾塑聚乙烯專用料的水平僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)60年代的水平(第二代滾塑料)。我國引進(jìn)的大型乙烯裝置均含有滾塑級牌號，但由于市場未充分開發(fā)，這些引進(jìn)牌號并未生產(chǎn)。許多滾塑加工企業(yè)自行開發(fā)的原料，由于非專用料，導(dǎo)致制品質(zhì)量不高。滾塑設(shè)備主要是從國外引進(jìn)，我國的滾塑設(shè)備制造、模具制造及其他輔助技術(shù)落后。尚無*性較強(qiáng)的滾塑機(jī)制造廠、滾塑模具制造廠，更無滾塑嵌件制造廠、滾塑專用顏料生產(chǎn)廠等。我國所使用的滾塑機(jī)主要是直火加熱搖擺式滾塑機(jī)和熱箱加熱3臂4工位雙軸旋轉(zhuǎn)自由臂滾塑機(jī)，其他型式的滾塑機(jī)很少。國內(nèi)滾塑廠滾塑設(shè)備數(shù)量很少，基本上只有1臺，個(gè)別廠*多2臺。同時(shí)我國的熱箱加熱雙軸旋轉(zhuǎn)滾翅機(jī)幾乎全是國外進(jìn)口產(chǎn)品，主要是美國、意大利、德國和日本產(chǎn)品，沒有見到國內(nèi)產(chǎn)品。所以我國急需提高滾塑設(shè)備的國產(chǎn)化水平。此外，我國滾塑用樹脂的開發(fā)也摹本七處于空白狀態(tài)。目前要在我國推廣滾塑成型就必須引進(jìn)國外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，開發(fā)更多更好的滾塑原料，提高滾塑設(shè)備的自動化水平和精密程度。因此我國滾塑工業(yè)一定要依靠科技進(jìn)步，大力發(fā)展新產(chǎn)品，拓展國內(nèi)外市場，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，盡快制定出科學(xué)、規(guī)范、合理的滾塑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，促使?jié)L塑工業(yè)又好又快發(fā)展。
滾塑成型工藝的應(yīng)用
隨著滾塑成型工藝的不斷發(fā)展，滾塑制品的種類不斷增加，應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，目前國內(nèi)外滾塑制品的涉及行業(yè)包括交通工具、交通安全設(shè)施、娛樂業(yè)、江河航道疏浚、建筑業(yè)、水處理、醫(yī)藥食品、電子、化工、水產(chǎn)養(yǎng)殖、紡織印染等等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國已有400多套左右的滾塑機(jī)組主要生產(chǎn)垃圾桶、油罐、水處理容器、小型游船、體育用品和路標(biāo)路障等。從產(chǎn)品的層次看，滾塑制品已經(jīng)從普通的民用品向關(guān)鍵的工業(yè)品發(fā)展，其功能也從單一的容器性能向結(jié)構(gòu)性能轉(zhuǎn)變�，F(xiàn)在的滾塑工藝甚至可以完成注塑、吹甥、擠埋等工藝無法完成的制品，制品的幾何尺寸已經(jīng)完全能做到從0.5L到50L。如果沒有受到運(yùn)輸條件的限制，甚至可以做到更大。隨著功能的需要，還可成型為閉口式的各類容器，以適應(yīng)不同行業(yè)的需要。
滾塑成型技術(shù)的發(fā)展方向
滾塑成型雖然取得了巨大的進(jìn)步但是與注塑成型、擠出成型相比還存在著許多不足之處，滾靼成型仍有許多需要改進(jìn)的地方。滾塑成型的發(fā)展方向主要集中在以下幾點(diǎn)：
1)研制新型的滾塑用樹脂原料：雖然聚乙烯用于滾塑加工已有多年，但其在強(qiáng)度和剛度上還不能滿足一些產(chǎn)品的需求，而一些工程塑料雖已用于滾握加工，但由于成本和其他技術(shù)問題而未能普及，因此需開發(fā)新材料；
2)強(qiáng)化加工條件的控制：由于模具不停的旋轉(zhuǎn)，很難直接監(jiān)測到模具內(nèi)樹脂粉末和熔體的情況。以前一般是通過經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試驗(yàn)的方法來優(yōu)化加工條件。目前國外的學(xué)者發(fā)明出在滾塑模具內(nèi)放入光源和攝像機(jī)以及紅外線設(shè)備來監(jiān)測樹脂在模具內(nèi)部的熔融和成型情況以及溫度的變化情況；
3)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用：利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對模具的受熱情況進(jìn)行模擬，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，然后用自動化技術(shù)對各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行精密控制。這樣可以提高滾塑制品的機(jī)械性能以及尺寸精度，提高滾塑制品的產(chǎn)品競爭力；
4)優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加快熱傳導(dǎo)，縮短加工周期：由于模具的加熱和冷卻都是在模具外部進(jìn)行的，滾塑成型的加熱和冷卻時(shí)間都較長。*近已經(jīng)有學(xué)者開始研究在模具內(nèi)部加熱，可以明顯縮短滾塑制品的加工周期；
5)提高滾塑設(shè)備的自動化水平和精密程度：現(xiàn)代的滾塑設(shè)備的自動化水平相比與注塑成型差距仍較大，如果能提高設(shè)備的自動化水平將滾蝮制品的加工周期能從幾分鐘縮短至1分鐘以內(nèi)，那么它與其他加工方法的競爭力將大大提高。
滾塑成型技術(shù)具有強(qiáng)大的生命力，是一個(gè)值得高度關(guān)注的工藝，應(yīng)對滾塑工藝予以高度的重視，并應(yīng)用滾塑工藝生產(chǎn)各種高性價(jià)比的塑料制件。特別是我國的滾塑成型技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比差距仍然較大，因此應(yīng)積極消化和吸收國外的先進(jìn)技術(shù)，加大對相關(guān)工藝、設(shè)備及模具的研究，加快制定出滾塑的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不斷為市場提供高質(zhì)量的滾塑制品。
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