年产4000吨PP薄膜挤吹成型工艺设计开题报告

洛阳理工学院毕业设计（论文）开题报告系（部）： 年 月 日 （学生填表）课题名称年产4000吨PP薄膜挤吹成型工艺设计学生姓名专业班级课题类型工程设计指导教师职称课题来源生产1.综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义由于聚丙烯具有相对硬度高、密度小、拉伸强度高、透明性好、抗应力开裂 和耐化学性能好、耐热挠曲温度高，并具有极好的注塑性能，能随意拉伸和定向， 可以与其他材料共混改性等优点，因此聚丙烯应用范围不断扩大，在五大通用合 成树脂中需求增长速度最快，已逐渐取代钢铁、木材、纸、聚碳酸、ABS树脂、 聚苯乙烯、尼龙、聚酯等其他合成材。本次毕业设计主要是聚丙烯环保、阻燃材 料的工程设计。阻燃剂分为无机、有机、卤素和非卤素四类。传统的卤素系阻燃剂由于其阻 燃效率高而被大量用于阻燃材料的生产。随着经济的发展，人们对于环保和安全 意识有了很大提高，对于生态环境和生命价值也更为关注。由于卤素系阻燃产品 在燃烧时产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体，妨碍救护人员疏散，导致二次灾 害发生，因此卤素系阻燃产品的应用受到了限制。无卤素阻燃剂由于具有低烟、 低毒等环境友好型特点，得到了广泛的应用。使用高效、低烟、无毒或低毒的无 卤素阻燃剂将成为未来阻燃材料发展的必然趋势。聚丙烯环保、阻燃薄膜具有优良的隔热，绝缘及易加工特性，UL94防火等 级达到V-0，此产品不含六溴环十二烷，符合欧盟ROHS指令及严格的UL安全 规范。可以广泛用于电源供应器、电视、显示器、商务机等折合和贴合绝缘及遮 蔽。（一）、该聚合物的阻燃机理用聚丙烯制得的容器广泛用于食品（如番茄酱、调味品的包装）、药品（止 咳糖浆、无菌液体）、化妆品、化学试剂包装；它更适宜要求热罐装、输液瓶等 高透明度时使用。聚丙烯特别是高分子量聚丙烯还可用来吹塑工业制件，如双层 壁中空制件（汽车保险杠）、带铰链的工具箱、箱包、耐热容器（电热水器的内 罐）等。目前，国内许多石化企业都生产吹塑级聚丙烯。其中，燕山石化生产的聚丙 烯输液瓶专用料B4902、B4808，具有优良的综合性能，适于注拉吹成型，可广 泛用于医用大输液包装、热灌装饮料包装及奶制品包装等。经用户使用，证实其 加工性能优良，成瓶率高。目前该产品性能与应用情况在国内注拉吹领域居领先 地位。聚丙烯以其优异的机械性、良好的电绝缘性、耐化学药品性以及密度小、质 量轻等特点而广泛用于汽车、家电、纺织、建筑等行业，但是聚丙烯氧指数低， 只有17.4，容易燃烧，且燃烧发热量大，产生大量熔滴，极易传播火焰。近年来 火灾事故的频频发生，给人们的生命安全和财产造成巨大损害。世界各国对聚丙 烯及其它合成树脂要求阻燃的呼声越来越强烈。目前采用的阻燃方法有：（1）终止自由基链反应：如卤系阻燃剂在较高的温度下分解，释放HX, HX与PP燃烧过程中产生的自由基作用，从而达到阻燃目的。（2）吸收热分解产生的热量，降低体系温度。如氢氧化铝、氢氧化镁及硼 酸类无机阻燃剂是典型代表。（3）稀释可燃性物质的浓度和氧气浓度，使之降至着火极限以下。（4）促进聚合物成碳，减少可燃性气体的生成。在材料表面形成一层膨胀 多孔的均质碳层，起到隔热、隔氧、抑烟、防止熔滴的作用，达到阻燃的目的。 这是膨胀型阻燃剂的主要阻燃机理。（二）、选题的阻燃体系及产品规格聚丙烯熔点较高，冷却速率较大，型坯热封性差，容易在闭模时夹断。聚丙 烯收缩率较大，约为1.0%-2.5%，收缩会随制品壁厚、成型工艺、填料加入量的 不同而变化。聚丙烯具有明显的后收缩现象，制品脱模后，甚至在室温下放置 24小时，仍有收缩现象。聚丙烯中空制品，能很好地再现模具型腔的纹理。同 时，模腔上轻微的刮痕，也会再现在制品的表面，因此，成型聚丙烯中空制品的 模具型腔，要求较光洁。聚丙烯具有良好的成型性，可采用注射吹塑、注射拉伸 吹塑、共挤出吹塑等方法制成中空容器。但挤出吹塑成型性较差，其市场需求量 比聚乙烯小，应用范围多在聚乙烯不能胜任的场合。虽然挤出吹塑的缺点是废品率较高，废料的回收、利用差，制品的厚度控制、 原料的分散性受限制成型后必须进行修边操作；但其优点是生产效率高，设备成 本低，模具和机械的选择范围广，所以本次设计采用挤出吹塑生产工艺。由于聚 丙烯的单体中没有活性基团，反应型阻燃剂对它不适用，只能采用添加型阻燃体 系。目前，用于聚丙烯的阻燃剂有以下几大体系。(1) 卤系阻燃剂卤系阻燃剂主要是应用阻燃剂与阻燃助剂的协同效应抑制气态燃烧反应的 方法来阻止聚丙烯的燃烧。在溴系阻燃剂中，溴化环氧树脂作为一种新型的阻燃 剂已开始在国内外市场上日益受到重视。溴化环氧树脂由于具有优良的流动性、 较高的阻燃效率、优异的热稳定性和光稳定性，又能使被阻燃的材料具有良好的 物理机械性能、不起霜，因而有广阔的市场空间。但是由于卤素系阻燃产品在燃 烧时产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体，因此卤素系阻燃产品的应用受到了限 制。(2) 无机阻燃剂在无机阻燃剂的应用中，以水镁石为原料制备氢氧化镁阻燃剂的发展十分迅 速。氢氧化镁(MDH)的生产有两种方法：卤水合成法以及利用天然水镁石通过精 选、粉碎、后处理的直接生产法。氢氧化镁具有安全性高、抑烟、无毒、价廉等 优点，在聚丙烯的阻燃剂中具有重要地位。它在受热时发生吸热的脱水反应，产 生不燃性的水可以起到稀释和降温的作用。(3) 硅系阻燃剂有机硅阻燃剂兼有有机和无机的双重优点，具有防潮、增水、电气绝缘、耐 高低温、化学稳定等优异性能。用有机硅阻燃剂阻燃PP不仅可大大改善材料的 阻燃抑烟性，而且可以提高材料的力学性能和电气性能。(4) 膨胀型阻燃剂(IFR)在无卤阻燃剂中，IFR是最重要的一种，它以阻燃效果好、低烟、无毒、添 加量相对较少，正逐渐受到人们的关注，尤其在解决聚丙烯阻燃化的熔滴难题上 具有其它类型阻燃剂不可比拟的优越性，因此特别适用于PP的阻燃。本次设计所用的阻燃体系选择膨胀型阻燃剂。IFR是以磷、氮为主要成分的 无卤阻燃剂，含IFR的高聚物受热燃烧时，表面生成一层炭质泡沫层，能够隔热、 隔氧、抑烟，并能防止熔滴产生，所以具有良好的阻燃性能。本次设计的产品主要规格：卷装，厚度0.125mm,长度1049m,宽度610mm， 卷重80kg。2研究的基本内容，拟解决的主要问题研究的基本内容熟悉原料的性能；掌握原料的阻燃机理；挤出机的机构；作出挤吹工艺的物 料、热量衡算；挤出吹塑生产的工艺流程；设计生产车间的生产布局；绘制全厂 的平面布置；工程经济的概算。拟解决的主要问题(1) PP环保、阻燃薄膜的生产工艺；(2) 选择合适的挤出机规格以及辅助机，并绘制设备图；(3) 生产的物料衡算及热量衡算；(4) 绘制车间生产线的布局图，工厂的布局图；(5) 毕业设计说明书的撰写。3. 研究步骤、方法及措施(1) 、本次毕业设计产品的年产量4000吨，首先对原材料PP的基本性能进行资料的查阅，并绘制出PP环保、阻燃薄膜制件图；(2) 、根据产品的生产方式查阅资料确定本次毕业设计的生产工艺为挤出吹塑成型，采用上吹法生产PP环保、阻燃薄膜，对生产工艺进行概述 并确定生产的工艺流程，同时绘制出物料循环图；(3) 、对本次毕业设计进行物料和热量的衡算，选择设备并计算设备数量，选择并绘制设备等图；(4) 、确定车间的管理制度，并组织车间的生产，同时绘出车间、工厂的布局图；(5) 、对本次工艺生产的经济进行概算；(6) 、进行外文文献的翻译；(7) 、打印出毕业设计说明书和CAD图纸，检查并交指导教师审定，修改过后打印装订。4. 研究工作进度毕业设计进程时间安排1 日3月9日进彳丁文献资料查阅10日一3月23日开题报告的撰写以及开题答辩24日4月6日查阅文献资料完成说明书第一章原料的选择以及绘制制件图7日一4月20日完成说明书成型工艺概述以及生产工艺流程的确定，并绘制出物料循环图21日一4月27日进行本次毕业设计的物料和热量衡算28日一5月4日确定设备，并计算设备数量，绘制出设备图5日一5月18日确定车间的管理制度，并组织车间生产，绘制出车间级工艺布局图19 日5 月 25 日进行经济概算以及外本翻译26日一6月1日确定最终稿，打印装订2日准备毕业答辩2 日3月6日毕业答辩2014年3月2014年3月2014年3月2014年4月2014年4月2014年4月2014年5月2014年5月2014年5月2014年6月2014年6月5. 主要参考文献黄锐，曾邦禄等塑料成型工艺学北京：中国轻工业出版社,1996.罗权焜，刘维锦高分子材料成型加工设备北京:化学工业出版社,2007. 朱信明，张馨等橡塑制品厂工艺设计北京:化学工业出版社,2010.贾润礼，李宁等.塑料成型加工新技术.北京：国防工业出版社,2006.王国全聚合物共混改性原理与应用北京：中国轻工业出版社,2006.赵德仁，张恩盛等高聚物合成工艺学北京:化学工业出版社,1996.王丽新.吹塑用聚丙烯的开发及应用.当代石油化工,200& 16：3134张玉霞吹塑薄膜技术进展包装材料,2007, 17(3):38469 黄琰，张翔宇等聚丙烯膨胀型阻燃剂研究进展精细化工中间 体,2011,41(6):1 710 林师沛塑料配制与成型北京:化学工业出版社,1997.11 黄汉雄主编.吹塑成型技术北京:化学工业出版社,1996.12 李楠,贾润礼.阻燃聚丙烯的研究进展.上海塑料,2006, 3 (9):4713 严淑芬.PP阻燃体系的研究进展.现代塑料加工应用，2007, 19 (6): 616414 申欣,李伟等.环保型阻燃聚丙烯的研制.塑料工业,2006, 34(9):575915 黄林坤，张林.聚丙烯阻燃剂的作用机理及其研究进展.国外塑 料，2006, 24(9):4043教研室意见年月日教研室主任签字：