PC透明板材挤出成型工艺设计 毕业设计论文

PC透明板材挤出成型工艺设计 毕业设计论文 毕 业 设 计(论 文) 题目 PC透明板材挤出成型工艺设计 姓 名 XXXXX 系 (部) 料科学与工程系 专 业 高分子材料应用技术 指导教师 XXXX 2011年 月 日 透明PC板材挤出成型工艺设计 摘 要 本设计主要介绍PC板材的挤出成型工艺，较详细地说明了PC板材的原料选取、挤出生产工艺流程及参数的确定和废品的后处理等方面。对挤出机、三辊压光机机等型号的选定进行了明确的计算。计算了工艺过程中物料衡算和热量衡算。还就车间管理与生产组织、工程经济概算进行了规划。最后确定了年产量3000t的PC板材的挤出成型工艺，其原料可行，车间管理与生产组织完善。 本次设计的特点是从厂区布置到车间生产过程，以及废料处理最大限度的简化生产，提高生产效率，提高了原料的利用率，并且使产品符合市场的要求。 关键词:PC，板材，挤出，挤出机 II PC Plates Extrusion Molding Process ABSTRACT This design introduces the PC plates extrusion molding process, a more detailed description of the formulation PC plates extrusion production process and determination of parameters and post-processing waste and so on. The extrusion machine, granulator model selected for such a clear calculation. Process of calculating the material balance and heat balance. Also on the workshop management and organization of production, engineering estimates for economic planning. Finalized the annual production of 3000t of PC plates extrusion molding process, the materials selecting is feasible, well-organized workshop management and production. This design is characterized by the production from the plant layout to the workshop process, as well as a simplified waste disposal to maximize production, improve production efficiency and greatly improved utilization of raw materials and the pollution to a minimum. KEY WORDS: PC, Plates, extrusion, extruder III 目 录 前 言 ........................................................................................... 1 第1章 聚碳酸酯板材的原料及产品................................................. 2 1.1聚碳酸酯树脂.......................................................................... 2 1.2聚碳酸酯的性能...................................................................... 2 1.3聚碳酸酯的成型工艺及用途.................................................. 3 1.3.1 PC的成型工艺.............................................................. 3 1.3.1 PC的用途...................................................................... 3 1.4原料型号及产品参数.............................................................. 5 第2章 挤出工艺流程及参数确定..................................................... 7 2.1成型前的准备.......................................................................... 7 2.2挤出成型工艺.......................................................................... 7 2.2.1挤出机的分类及选择.................................................... 8 2.2.2挤出机的选择 ............................................................... 9 2.2.3螺杆的选择 ................................................................... 9 2.2.3挤出过程 ..................................................................... 10 2.2.3挤出装置及机头的选择.............................................. 11 2.2.4切割装置 ..................................................................... 11 2.2.5冷却方法 ..................................................................... 11 2.3废料的后处理........................................................................ 11 第3章 物料衡算与热量衡算........................................................... 13 3.1物料衡算 ............................................................................... 13 3.2物料衡算的前提及计算........................................................ 13 3.3热量衡算 ............................................................................... 14 第4章 挤出生产线机器数量的确定............................................... 16 4.1挤出机规格的确定................................................................ 16 4.2挤出机数量的确定................................................................ 16 4.3挤出生产线的确定................................................................ 17 第5章 车间管理与生产组织........................................................... 18 IV 5.1管理项目 ............................................................................... 18 5.2生产职能形式........................................................................ 20 5.3管理及公作人员的确定........................................................ 20 第6章 工程经济概算 ...................................................................... 23 6.1编制概算的意义.................................................................... 23 6.2编制原则 ............................................................................... 23 6.3编制和修订............................................................................ 23 6.3.1设备购置费 ................................................................. 24 6.3.2设备安装费 ................................................................. 24 6.4概算修正 ............................................................................... 25 结 论 .................................................................................................. 29 谢 辞 .................................................................. 错误～未定义书签。 参考文献 ............................................................................................ 30 外文资料翻译.............................................................................. 31 V 前 言 聚碳酸酯按功能特性可分为一系列品级，如通用级、透明级、医药食品级、阻燃、耐热、耐寒、耐候、润滑、玻璃纤维增强、无机物填充、电磁屏蔽、抗静电等品级和复合品级。各品级又可进一步按树脂熔体指数或混配改性添加物成分不同，细分为更多的具体牌号。一些大的生产厂商可提供几十个品级、上百个牌号的产品。聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，目前已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品各种专用的品级牌号。 本设计是根据聚碳酸酯的性能及市场产品的需求情况设计的板材的生产工艺过程，聚碳酸酯板材在农业和建材行业都有广泛的应用，并且性能优越。 聚碳酸酯板材具有良好的透光性、抗冲击性、耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势。经压制或挤出方法制得的聚碳酸酯板材重量是无机玻璃的50,，隔热性能比无机玻璃提高25,，冲击强度是普通玻璃的250倍，在世界建筑业上占主导地位，约有1/3用于窗玻璃、商业橱窗等玻璃制品。 在设计过程中主要讲到原料的选取和产品的应用，挤出工艺成型技术，物料及热量横算，车间生产管理和工程概算，明确的表达了聚碳酸酯从原料到产品的全过程。 1 第1章 聚碳酸酯板材的原料及产品 1.1聚碳酸酯树脂 聚碳酸酯(PC)是指大分子链中碳酸酯基团与另一些基团交替排列的一类线性聚合物。按其组成不同，分为脂肪族、脂环族、芳香族脂肪—芳香族3类，通过应用最广、产量最大的是芳香族的双酚A型聚碳酸酯。 双酚A型PC，分子主链具有对称结构，简单规整，可结晶，但结晶能力差，基本属于无定型工程塑料。PC链节重复较长，且存在苯环，因此玻璃化温度、熔融温度比较高，熔体粘度大，在分子链结构中既有柔顺的碳酸酯链，又有刚性的苯环相联结结构，因此具有优异的透明性和抗冲击强度。 PC的分子链中含有多种基团，它所表现的性能为各种基团的综合反映:亚苯基，提供刚性、力学性能和耐化学性能的稳定性;羰基，增强刚性;酯基，易吸水、电绝缘性和耐化学性能差;氧基，加强韧性。 1.2聚碳酸酯的性能 聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。 1(PC为透明或白色硬而韧的热塑性树脂，阻燃性良好，燃烧时火焰呈黄色，熔融起泡，发出花果臭味，离火能自熄。 2(PC是高透明树脂，透光率为85%~90%，折射指数为1.589，接近PMMA，适用于透明镜材料。 3(PC具有刚而韧的力学性能，其冲击性能是热塑性塑料中比较优秀 2 的，比PA、POM高出3倍之多，接近PF和UP玻璃钢的水平;拉伸强度、弯曲强度、尺寸稳定性都比较好，而耐应力开裂性差，缺口敏感性高。 4(PC的热学性能优秀，产品可在-60~125?范围内使用;热变形温度为130~140?，脆化温度为-100?，熔点为220~230?;电绝缘性能良好， 16?*cm，比PE、PS、聚四氟乙烯差;热导率和线膨胀体积电阻率为5×10 系数较小。 5(耐化学性能稳定，在室温下耐稀酸、水、油、脂肪烃、盐类及氧化剂等，但胺、酮、酯、芳香烃能使之溶胀，易导致应力开裂;不耐60?以上的热水;PC溶于二氯甲烷、氯苯、二氧六环中。 1.3聚碳酸酯的成型工艺及用途 1.3.1 PC的成型工艺 1(PC可以用于普通的挤出、吹塑、注塑、热成型及溶液涂覆等方法成型加工;可以注塑透明部件，可挤出多层板材、型材等，制品可以打孔、辊压或其他机加工。 2(PC注塑通常使用相对分子质量<35000的PC;吹塑要求有较高的熔体强度，通常使用相对分子质量高于32000的PC。PC在成型中对水极为敏感，高温下微量水也会引起分解，因此，加工成型前一定要干燥处理，使含水量在0.02%一下，具体干燥温度110~120?，干燥时间8~10h，以降低降解和防止起泡。 3(PC注射成型工艺条件:熔体温度<320?，料筒温度为前段、中断280~300?，后段为275~290?，注射压力50~120MPa，模具温度为80~120?，在注塑复杂制品时，一般要加入热稳定剂好的脱模剂，通常用硬脂酸、季戊四醇和脂肪酸酯等。 4(挤出加工的螺杆压缩比为2.0~2.3，L/D为25/1;由于PC粘度高，易产生较高的压力，所以倾向于快速进料;挤出温度为230~300?。 1.3.1 PC的用途 PC是日常常见的一种材料。由于其无色透明和优异的抗冲击性，日常常见的应用有光碟，眼镜片，水瓶，防弹玻璃，护目镜、银行防子弹之玻 3 璃、车头灯、动物笼子、宠物笼子等。 由于PC材料力学性能和光学性能的优异，因此在建筑及装饰方面也有很大的用处，而PC板材最为突出。如今PC板材在很多方面都有应用，而且市场前景很好。 PC阳光板(又称聚碳酸酯中空板、玻璃卡普隆板、PC中空板)是以高性能的工程塑料-----聚碳酸酯(PC)树脂加工而成，具有透明度高、质轻、抗冲击、隔音、隔热、难燃、抗老化等特点，是一种高科技、综合性能极其卓越、节能环保型塑料板材，是目前国际上普遍采用的塑料建筑材料，有其他建筑装饰材料(如玻璃、有机玻璃等)无法比拟的优点。 广泛应用于温室/工业厂房、装潢、广告招牌、停车棚、通道采光雨披住宅、商厦采光天幕、展览采光、体育场馆、游泳池、仓库采光顶商业、工厂、体育场馆的采光天棚和遮阳雨棚、农业温室、养殖业和花卉大棚、以及电话亭、书报亭、车站等公用设施、高速公路隔音、广告装饰领域。 5(透光性:P C板透光率最高可达89%，可与玻璃相妣美。UV涂层板在太阳光下爆晒不会产生黄变，雾化，透光不佳，十年后透光流失仅为6%，PC流失率则高达15%—20%，玻璃纤维为12%-20%。 6(抗撞击:撞击强度是普通玻璃的250-300倍，同等厚度亚克力板的30倍，是钢化玻璃的2-20倍，用3kg锤以下两米坠下也无裂痕，有“不碎玻璃”和“响钢”的美称。 7(防紫外线:PC板一面镀有抗紫外线(UV)涂层，另一面具有抗冷凝处理，集抗紫外线、隔热防滴露功能于一身。可阻挡紫外线穿过，及适合保护贵重艺术品及展品，使其不受紫外线破坏。 8(重量轻:比重仅为玻璃的一半，节省运输、搬卸、安装以及支撑框架的成本。 9(阻燃:国家GB50222—95确认，PC板为难燃一级，即B1级。PC板自身燃点是580摄氏度，离火后自熄，燃烧时不会产生有毒气体，不会助长火势的蔓延。 10(可弯曲性:可依设计图在工地现场采用冷弯方式，安装成拱形，半圆形顶和窗。最小弯曲半径为采用板厚度的175倍，亦可热弯。 11(隔音性:PC板隔音效果明显，比同等厚度的玻璃和亚加力板有更佳的音响绝缘性，在厚度相同的条件下，PC板的隔声量比玻璃提高3— 4 4DB。在国际上是高速公路隔音屏障的首选材料。 12(节能性:夏天保凉，冬天保温，PC板有更低于普通玻璃和其它塑料的热导率(K值)，隔热效果比同等玻璃高7,-25,，PC板的隔热最高49%。从而使热量损失大大降低，用于有暖设备的建筑，属环保材料。 13(温度适应性:PC板在-100?时不发生冷脆，在135?时不软化，在恶劣的环境中其力学，机械性能等均无明显变化。 14(耐候性: PC板可以在,40?至120?范围保持各项物理指标的稳定性。人工气候老化试验4000小时，黄变度为2，透光率降低值仅0.6,。 15(防结露: 室外温度为0?，室内温度为23?，室内相对湿度低于80,时，材料的内表面不结露。 1.4原料型号及产品参数 根据PC生产厂家、粘度、性能及用途的不同分成了不同的型号，而每种型号的PC又有不同的性能以满足产品的需要。 根据PC板材性能的需求决定选取杭州塑料化工一厂生产的JTG-3型号的PC原料，JTG-3型号的聚碳酸酯树脂技术指标如表1-1。 表1-1 JTG-3树脂技术指标 型号 JTG-3 相对分子量 35000?2000 拉伸屈服强度(MPa) >64 拉伸断裂强度(MPa) >55 2冲击强度(缺口，大条，kJ/m) >45 维卡耐热(?) >140 布氏硬度(MPa) >95 15电阻率(Ω*?) >6×10 6-2介质损耗角正切(10Hz) <1.0×10 5 有原料生产的产品参数如表1-2所示: 表1-2 PC板材尺寸参数 挤板厚度/mm 1.5~4.8 挤板宽度/mm 400~800 板材透光率 80%~88% 6 第2章 挤出工艺流程及参数确定 塑料制品的挤出法成型与塑料成型和压延成型比较是一种比较简单的成型方法。把粉状或粒状塑料树脂加入到挤出机的机筒内，在螺杆的旋转的挤压推动下，使树脂原料在高温、高压条件中熔融塑化;然后，连续转动的螺杆再把熔融料推入机头模具，从机头模具中被挤出的融料，成为生产需要的塑料制品形状。 塑料制品用挤出成型法成型，在塑料制品的各种成型方法中占比例较大。按成品的质量计算，约占塑料制品总产量的1/2。由此可见，挤出成型是塑料制品成型中一种主要的成型方法。用挤出机可以挤出大部分热塑性塑料成型制品。 2.1成型前的准备 成型料的准备过程是根据已选定的配方，将原、辅料进行必要的预处理、计量输送。 1、原料的预处理 由于原辅料在生产和装运的过程中可能混入一些机械杂质，为了管材生产安全，保证产品质量，需要进行过筛和吸磁处理，除去杂质。 PC在高温下水解现象十分严重，当PC含水量大于0.05,，温度在100?以上时，随着树脂软化开始降解，造成制品出现银纹、气泡、变色、变脆等缺陷。因此PC在成型前必须干燥，干燥后立即使用。 2、原辅料的计量 按照确定的配方将原辅料精确计量。虽然原料是袋装或桶装，一般有规定的重量，也必须复称。采用人工称量、人工倒料等操作进行配料，无论任何配料方式，各组分的称量误差应控制在1%以内。 2.2挤出成型工艺 7 目前大多数生产PC板材的企业都是采用螺杆挤出机进行塑化工艺连续操作。在螺杆挤出机转动时，装入料斗中的混料借助转动的螺杆进入加料筒中，由于料筒的外加热及PC混料本身与设备之间的剪切摩擦热，遂使混料熔化而呈为熔体在设备中不断往前流动，各组分受螺杆的搅拌而均匀分散。熔体在机头口模处成型后成连续体被螺杆挤到机外，然后直接切粒、冷却。 2.2.1挤出机的分类及选择 挤出机的分类如下:按螺杆数目多少可主要分为单、双螺杆挤出机;按是否排气可分为排气和非排气挤出机;按螺杆的位置可分为立式和卧式挤出机。我国国标GB\T12783-91规定了中国橡胶塑料成型机械号的同一编制方法:类别编号，组成编号，辅助编号，规格代号，设计代号，前三个代号是最基本的代号，具体方法举例如下: 1(SJ-45 S为塑料，J为挤出机，45为螺杆直径d，长径比为20:1(规格参数，标准规定，挤出机长径比为20:1，可以不标注)。 2(SJF-60×30 S为塑料，J为挤出机，F为发泡(品种代号)，65为螺杆直径，螺杆的长径比为30:1。 挤出机一般由挤出机、机头、口模、辅机等几部分组成。挤出机有基础装置(螺杆和料筒)，传动装置和加热冷却等几部分组成。 板材挤出主要用的是单螺杆挤出机，单螺杆挤出机的主要参数有: (1)螺杆直径 指螺杆外圆直径，用d表示，单位mm，它可以表征挤出机挤出量的大小，是挤出机的重要参数。 (2)螺杆长径比 指螺杆的工作部分长度，即有螺纹部分长度(工艺上将其定义为加料口中心线到螺纹末端的长度)与螺杆直径之比，用L/d表示。 (3)螺杆转速范围 指螺杆转动时最高转速与最低转速范围，用nmin~nmax表示。 (4)驱动电机功率 指驱动螺杆转动的电动机功率，用Pm表示，单位KW。 我国单螺杆挤出机推荐电机功率见表2-5 8 表2-1单螺杆挤出机推荐电机功率 螺杆直径d/mm 30 45 65 90 120 150 200 电机功率/kw 1-3 1.7-5 5-15 7.3-22 8.3-55 25-75 33-100 (5)机筒加热功率及机筒加热段数 机筒加热功率指机筒加热电功率，用Pn表示，单位kw。机筒加热段数指机筒分为几段加热，即温度控制的段数，用B表示。 (6)挤出机生产率 指挤出机单位时间的生产能力，用Q表示，单位kg/h。 (7)名义比功率 指每小时加工1kg制品所需电机功率的综合指标，用P`表示，P`=Pm/Qmax。 (8)比流量 指螺杆每一转的生产制品质量，用Q=Q实测/n实测 ，单位(kg/h)/(r/min)。 (9)机器中心高 指螺杆中心线到地面的高度，用H表示，单位mm。 (10)机器外形尺寸 用长、宽、高表示，单位mm。 (11)机器的质量 用w表示，单位吨或千克。 2.2.2挤出机的选择 根据生产聚碳酸酯的宽度规格，参照表2-6选取螺杆直径。板材生产用挤出机和辅机组成的塑料挤出板材机组型号:SOSZ-65×22。第一格是螺杆直径，第二格是板材宽度。 表2,2 螺杆直径与板材规格的关系/mm 螺杆直径 65 90 120 150 板材宽度 400-800 700-1200 1000-1400 1200-2500 2.2.3螺杆的选择 螺杆是塑料挤出塑化的关键零件。不同塑料品种的挤出塑化要选用不同的螺杆结构形式，以适应其工艺条件要求。 9 聚氯乙烯板材生产用螺杆条件如下: a. 螺杆应该是等距不等深形:螺纹由加料段至均化段逐渐变浅。 b. 螺杆的长径比:选择L/D,25 c. 螺纹的压缩比:所用为粒料选2.5 螺杆头部结构选择:综合考虑螺杆前的分流板和机头模具的料流空腔结构，选用圆锥形。 2.2.3挤出过程 挤出机螺杆的设计都有三个区段:加料段(送料段)、熔化段(压缩段)、计量段(均化段)。此三段所起的作用不同。加料段是把料斗来的固体塑料升温到它的软化点，并将它送到熔化段，只是一个升温和输送过程，塑料仍是固体状态。熔化段一般在螺杆中部，塑料在这段中除受热和前移外，同时粒状固体逐渐压实和熔化为连续状的熔体，还将包在料内的空气向送料段排出，塑料在这段是由固态逐渐转化为熔融状态。计量段是螺杆的最后一段，熔体在这一段中进一步均匀塑化，并使料流定量、定压由机头流道均匀挤出，所以又叫均化段。 表2-3生产PC板材的挤出机螺杆分段 加料段 压缩段 均化段 全长的10%,25% 全长的55%,65% 全长的22%,25% 挤出机螺杆的三个区段相对应组成了三个功能区:固体输送、物料塑化、熔体输送。 (1) 固体输送区(加料段) 料筒温度一般控制在100,140?.若加料温度控制过高，会使固体输送区短于加料段长度，造成产量下降;若加料段温度过低，使固体输送区延长，减少了塑化区和熔体输送区的长度，会引起塑化不良，影响产品质量。 (2) 物料塑化区(熔化段) 其温度控制在150,160?.控制该段的真空度是一个重要的工艺指标，若真空度较低，会影响排气效果，导致 10 管材中存有气泡，严重降低了管材的机械性能。为了使物料内部的气体容易逸出，应控制物料在该段不能塑化过度，同时还要经常清理排气管路以免阻塞。另外在塑化区提高螺杆转速能提高剪切速率，会增加剪切热利于塑化。 (3) 熔体输送区(计量段) 其温度控制略低一些，一般为150?左右。在该段提高螺杆转速，减小机头阻力及在塑化区提高压力都有利于输送速率的提高，对于PC这样热敏塑料，不应在此段停留时间过久也不宜再从这段高剪切作用下取得热量。 2.2.3挤出装置及机头的选择 挤出机连续提供的熔化和具有压力的塑料熔体是通过机头特定的流道进入口模而形成一定的结构和形状。机头是挤出制品成型的重要部件，它的作用是产生较高的塑料熔体压力并使其成为所需的形状。本次设计选用的是衣架式板材机头， 2.2.4切割装置 切割装置的主要作用是将挤出的条状切割成一定的长度的板材。生产中要求切割的大小均一; 切割装置:星形式自动切割机 安装在机头上的 ;切割时，刀片紧挨着模具自转切割。 2.2.5冷却方法 目前，板材的冷却方式有两种:一种是浸浴式冷却，另一种是鼓风机风冷。水浴冷却冷却的快但是缺点是冷却后还要在干燥处理，不能直接包装给生产带来麻烦，本次设计的板材厚度较薄，容易降温，所以选用风冷方法，提高了制品的质量。 2.3废料的后处理 PC板材的生产过程中会产生一些不合格产品，尤其是每次换料生产，硬度未合格前，总会产生部分废品，另外，还有一些是客户退回来的产品 11 以及生产过程中有杂色统称为废料。 这些废料成分与板材成分基本相同，将分类加到颜色和硬度差不多。所以必须加强对这些废料的管理和合理回收利用。首先要对这些料分类一种颜色的要放在一起，硬度和比重差不多的也要放在一起。待下次生产相同或相近颜色或硬度的粒料是直接加进去重新挤出造粒就可以了。 还有一些是水口料这些些是在清换机头是留下的废料，但这种和以上的不同时这种不能直接造粒重出，这些水口料大小不等所以首先要破碎，破碎后还要进行清洗，由于里面含有铁屑、石头等杂质，所以在清洗后才能造粒重出。 12 第3章 物料衡算与热量衡算 3.1物料衡算 物料衡算指的是利用质量守恒定律对物料进行操作前后物料的总量恒等于产物及物料的损失状况计算方法，即进入设备用于生产的物料的总量恒等于产物和物料损失的量。物料衡算直接与生产经济效益挂钩。 3.2物料衡算的前提及计算 物料衡算的前提是应在已知产品规格和产量的前提下进行许多原辅材料量、废品量及消耗量的计算。 已知:PC板材年生产量为3000吨，其中物料自然消耗率为0.1%，产品合格率为98%，回收率为90%。每年生产270天，三班轮流全天24小时生产。物料衡算如下: 年需要物料量 M1=合格产品量/合格率=3000/0.98?3061.22t 年车间进料量 M2= M1/(1-物料自然消耗率)=3061.22t /(1-0.1%)?3064.28t 年自然消耗量 M3=M2-M1=3064.28-3061.22=3.06t 年废品量 M4=M1-合格产品量=3061.22-3000=61.22t 每小时车间处理物料量 M5=3061.22/340/24h?0.38t 年回收物料量 M6=M4×回收率=61.22×90%?55.09t 新料量 M7=M2-M6=3064.28-55.09=3009.19t 13 表3-1 列表 合格率 98% 合格产品量 2940t 废品率 2% 废品量 61.22t 自然损耗 0.1% 自然损耗量 3.06t 进车间物料量 4085.71t 小时车间处理量 0.38t 近机料量 10204.08t 进车间新料量 3009.19t 回收率 90% 回收量 55.09t 3.3热量衡算 在热塑性塑料成型过程中，必须将塑料原料进行加热至粘流态(高弹态)再成型，需要将加热量传递给塑料，成型后的冷却定型需要将热量移出。 在车间设计中进行热量衡算的目的:为保证顺利进行成型加工，确定加热所需的热量，并核算加算电功率。一方面作为选择设备的依据，另一方面作为计算耗电量的依据。确定冷却需排出热量，一方面可计算出冷却介质的消耗量，另一方面作为选择换热设备的依据。 塑料制品成型加工过程更多采用对单元设备的热量衡算。 热量衡算遵循能量守恒定律，热力学第一定律是热量衡算的理论依据。即若忽略机器的散热，不考虑摩擦剪切热则:加热器放出的热量(Q)应0等于物料所吸收的热量(Q)。 1 热平衡方程式表示为:Q=Q01 上式是通用，具体应注意以下几个问题: 正确建立热量平衡关系。 1.必须弄清过程中的热量形式及热损失，从而确定所要收集的物理性数据及数据的可靠性。以保证计算的准确性。 2.要合理确定计算基准，计算基准是指数量上的基准和基准态，数量基准。 3.按处理每公斤物料计算，基准态一般是以25?作为基准温度的。 在热塑性成型过程中，最常用的能量来源为电能转变成热能。主要方法有两种:电阻加热，电感加热。电加热装置简单，干净，无污染，温度 14 调节也很方便。所以广泛采用于塑料加工过程中，热量衡算的方法有:(1)温差法 (2)焓变法 (3) 潜热法 (1)温差法 qh=qm.h×ch(T1-T2) qc=qm.c×cc(T’1-T’2) 式中: qm.h,qmc--------热流体和冷流体的质量流量 kg/s Ch,cc---------热流体和冷流体的比热容 J/(kg.k) T1,T2---------热流体最初和最终的温度 k T’1,T’2---------冷流体最初和最终的温度 k (2)焓变法 qh=qm.h×(h1-h2) qc=qm.c×(h’1-h’2) 式中: qm.h,qm.c--------热流体和冷流体的质量流量 kg/s h1,h2--------热流体最初和最终的焓值 J/k h’1,h’2--------冷流体最初和最终的的焓值 J/k 15 第4章 挤出生产线机器数量的确定 4.1挤出机规格的确定 由物料衡算知，要求车间的处理物料量为: M=合格产品率/合格率=3000/0.98?3061.22t 1 那么，每小时车间处理物料量为: M3061.22/320/24h?0.40t 5= 表4-1 SOSZ-65?22锥形双螺杆挤出机主要参数表 型号 SOSZ-65?22 外型尺寸(长×宽×高)(mm) 5000×1540×2280 生产能力(kg/h) 80,250 最大螺杆转速(rpm) 600 总功率(Kw) 90 4.2挤出机数量的确定 根据挤出机的最佳生产能力，初定挤出机的生产能力为200kg/h. 初定台数: 初定台数=每小时总处理物料量/挤出机生产能力=400kg/h/180kg/h?2.22台 实际所需台数 确定是应该考虑的因素有:车间开机率(内含设备维修情况、开停车及临时性停车);一般选择范围在85%,95%，然后计算实际台数。其计算公式如下: 实际所需台数=初定台数/开机率=2.22/95%?2.3台 择优分析(依据台时产量) 则3台: 16 台时产量=每小时总处理物料量/(台数×开机率)=400/(3×0.95)=140.35kg/h 则2方案: 台时产量=每小时总处理物料量/(台数×开机率)=400kg/h/(2×0.95)=210.52 kg/h 择2台方案接近每小时及其产量，设备利用率高，故选用2台方案。 4.3挤出生产线的确定 为使挤出成型工艺更为高效的配合，提高车间生产效率和产品的合格率及质量，采用成套的挤出机生产线(GF250)。 17 第5章 车间管理与生产组织 车间是工业企业的基本生产单位，十工业企业的基本组成部分。车间管理是企业管理的基础。工业企业管理，就是企业为了有效的实现预定目标而对车间生产经营活动进行决策、组织、指挥、培训、协调、激励和教育的综合性工作。车间的生产经营活动大体可分为两大部分:一部分是在车间内部的生产活动，其中包括:基本生产活动、辅助生产活动、生产与技术准备活动等。这一部分的管理系统统称为生产管理。另一部分是涉及到企业外部，联系到社会的生产、流通、分配和消费过程的经营活动;包括:原材料与能量的采购与供应，劳动力和设备的调整与补充。市场地调查研究，产品的销售和用户服务等，这类活动的管理叫经营管理。所以车间管理包括生产管理和经营管理。 车间管理活动是依靠着车间内的人、机器设备、物资、资金和信息实现的。这五个要素相互作用，并满足一定的条件和约束。车间管理就是认识，对车间生产活动取得优异效果。为此，车间管理的基本任务就是:努力降低生产成本，提高经济效益，开展全员培训，提高车间职工科学文化技术水平，为企业物质文明和精神文明建设作出贡献。 5.1管理项目 (1)车间管理 计划管理是企业生产经营计划的继续和分解。车间生产管理的好坏直接决定企业各项计划的实现程度。 (2)车间生产管理 生产管理是根据企业和车间生产计划安排，组织市场的过程。 (3)车间质量管理 包括车间产品质量管理和车间工作质量管理。车间质量管理是企业全面质量管理的基础。 (4)车间经济核算 经济核算是对车间生产中的劳动消耗和劳动成果进行计算和控制。同时对使用的原料、辅助材料和各种产品、半成品等进行核算，进行车间成本统计，经济核算。 (5)车间设备，物资管理 设备、物资管理是负责设备的日常维护保 18 养，提高设备完全率，降低设备故障率，确保设备的正常运转。 (6)车间劳动定额管理 劳动定额管理是合理组织车间劳动分工和协作，做好车间的定员，定机，定额管理，调动职工积极性，提高车间劳动生产率。 (7)车间安危 文明生产管理。 1、管理职能 2、计划职能 围绕企业给车间下达的各项生产任务，通过制定具体实施计划，使各项生产任务圆满完成。 3、组织职能 领导或指导车间各个部门职工生产活动的一种。 4、协调职能 协调工段、班组、部门的一系列的活动。 5、控制职能 把执行情况统既定目标、计划、标准、制度进行对比;及时发现偏差，查明原因，采取措施加以纠正的一系列管理活动。 6.服务职能 主演包括:?技术指导(包括改进生产工艺，改进设备，技术革新等);?设备使用和维修;?提供原料，动力服务;提供后勤和生产服务;?对车间以外单位进行协调和联系。 7、教育职能 经常对车间职工进行政治和技术业务教育，提高职工素质，并建立合理的奖励制度，生产组织。 工业企业车间要顺利地开展生产活动，建立正常的生产工作秩序，实现有效地组织指挥，必须通过组织职能才能发挥作用。组织职能就是根据车间目标，将实现这个目标所需进行的各项活动和工作加以适当划分和归类;设立必要的管理机构和生产单位，委派适当的人员赋予适当的职责，授予适当的权利。分工负责，并进行协调的一系列管理活动。从而利用车间的各种资源，有效实现车间管理目标。 19 5.2生产职能形式 工业企业的组织结构有多种形式。我国轻工业一般实行三及管理，即厂级、车间、班组，班组是企业车间组织结构的基石，是车间开展生产活动管理的基础。企业是车间生存和发展的基础。班组的生存完成情况直接决定车间企业的管理水平，也是企业全面开展经济核算的基础和培养锻炼工人队伍的阵地，搞好生产，完成生产任务是班组管理的核心。 在车间采取哪一种班组组织形式比较好呢,这要从生产实际出发。根据具体生产条件和特点来确定。塑料制品的生产特点是在机械设备加热的条件下进行加工成型的，所以，一般采取连续生产的形式，即“歇人不歇机”。根据年生产量和挤出机的生产能力分班如下: 两班运转 将车间人员分成两个班，每个班工作12小时，休息12小时。机器总是连续运转。 5.3管理及公作人员的确定 车间生产人员包括生产管理人员，直接生产人员，简介生产人员三类。他们的核心任务是完成车间生产任务，保证正常的生产过程。 生产管理人员包括:车间主任、技术员、统计核算人员。 1、车间主任 负责本车间生产、技术、质量、设备及劳动纪律管理工作，负责下达生产任务和车间安排。督促检查其他管理人员及班组长的工作，完成厂里下达给车间的各项任务，做好职工的思想工作，调动各方积极性。 2、技术员 主管车间的生产管理。制定合理的生产工艺，执行工艺规格及主管车间计量工作。对产品质量进行分析，负责车间工人的技术教育和技术培训，与有关部门研究有关改造和提高产品质量问题。 3、统计核算员 主管车间计量工作，对于原料的出入库，产品的成品率、生产完成情况进行统计，完成成本核算，并统计车间人员考勤情况，工资分配等。 4、直接生产人员 主要指机台前生产操作人员，生产人员必须经过培训上岗，要严格按照操作规程进行操作，并会产品质量进行自检;认真填 20 写生产记录卡，对生产谁出现的问题及时反映给有关人员，做好交接班工作。 5、间接生产人员 主要是指保障正常生产不可缺少的人员。包括:设备维修工、电工、检验员等。 6、设备维修工 做好设备维修的工作，保证生产正常运行。平时要准备好各种部件，做到少停机。并建立大修、中修计划及设备检修卡，经常检查运转情况，督促帮助工人进行设备的维修保养，建立设备管理制度。 7、电工 做好车间的供电工作，并根据车间布置合理安排供电线路，保证正常生产。保证操作工人的人身安全。 8、检验员 按质量标准对车间所生产的产品进行抽样检查，把质量问题及时给车间主任和技术人员。帮助分析质量问题，并做好车间产品质量情况记录，每日上报车间统计表。 对于设计的PC板材挤出车间: (1) 挤出生产线2套，混合机2台，粉碎机1台。 (2) 班制:确定为三班。 (3) 直接生产人员:按每套挤出设备1计，其它每台设备1人计，共 需22人，另外备料4人。 (4) 生产管理人员:车间主任1人，班长2人，技术员2人，统计核 算员1人，质量检验员2人，设备维修及电工2人。 (5) 实际车间从人数:假定出勤率为96%，车间应有人数:36/96%=38 (人)，所以车间管理及生产人员确定为38人。 另外个部门的确定: 一个工厂除了有车间及工作人员进行生产产品外，还要有其他部门进行协调工作，才能使一个工厂正常运作。其它部门主要有总经办、业务部、财务部、研发部、采购部、物控部、人事部。各部门主要职能如下: (1) 总经办:协调各部门的关系，对公司的决策作出决定，是公司的 核心。 (2) 业务部:工厂生产的成品要卖出去，他们要联系客人买，中间要 有报价，还价，到客人下订单，跟踪产品到安排出货。要5人。 (3) 财务部:对进入每一批资金进行安排，即在利用的每一笔资金， 是公司运转的核心部门。要5人。 21 (4) 研发部:开发新产品，给客人更多选择。要5人。 (5) 采购部:采购原料，即是配方中需要的原料，还有需要的各种东 西。要6人。 (6) 物控部:控制物料，根据仓库的库存量做每批订单的物料需求， 因为成品要有多种材料组合加工而成。要6人。 (7) 人事部:对公司需求的人员进行招工，而且负责员工的出勤和就 寝情况。要4人。 (8) 生产部:主管产品的生产和仓库保管，以及制品的检测。要23 人。 22 第6章 工程经济概算 6.1编制概算的意义 一个车间的好坏，除了主要判断生产技术上是否先进外，还必须判断经济上是否合理。该算是编制设计项目全部建设中所需要费用的一项重要工作，通过概算判断概算项目的经济合理性。国家计委建设部、财政部明文规定，把概算作为基本建设项目投资额、编制基本项目投资计划，实行进本建设大包干，控制进本建设拨款和施工图预算，考核设计经济合理性和建设成本的依据。 6.2编制原则 概算是以初步设计文件、设备清单、文字说明及图纸为根据进行编制，其编制的原则为: 1、必须遵照党的方针政策和有关规定，坚持实事求是、调查研究的工作方法。 2、批准的概算是国家控制基建项目投资、编制基建计划和考核建设成本，控制施工预算的依据。 3、初步设计阶段编制概算，施工阶段编制预算，建成后进行决算。 4、总概算批准后不得任意突破，如有突破需按有关档审批。 5、一个项目有几个单位共同设计，主管部门应指定一个设计单位负责汇编总概况。 6、逐步做到设计人员编制单位原工程概算，概算专业人员负责提供编制概算的基本资料，汇编综合概算和总概算，做好投资分析。 6.3编制和修订 工艺概算是确定某一工程项目的工艺设备及安装工程的费用的文件，内容包括:设备购置费用、设备安装费用、机器备件费用、生产用工具费 23 用、车间内运输机械费用、实验仪器费用及工艺管道费等。 6.3.1设备购置费 设备购置费是指一切需要安装与不需要安装的工艺设备购置费用。计算是必须按设备清单逐项计算，以免漏掉。 设备购置费用=设备原价+设备运输费用 1、 设备原价 (1) 定型设备按国家规定的现行产品出厂价格。 (2) 非标准设备或为定型新产品，是设备价格中最复杂的部分，没 有现行价格可查。只能按各主管部门的定价办法计算。 (3) 进口设备按外贸部门核定价格计算。 2、 设备运杂费 设备运杂费是指设备由制造厂运至施工工地仓库所 需要的费用，称运杂费。 3、 设备购置费 设备购置费为设备原价与设备运杂费之和。 6.3.2设备安装费 设备安装费包括各种需要安装机器设备的装配、装置工程，与设备相连的工作台 表6-1 运杂费率 地区 运杂费率 说明 辽宁、吉林、上海 4 河北、北京、天津、江苏、浙江 4.5 对于交通不便 山东、山西、安徽、湖北 5 的山区建设工 河南、陕西、江西、黑龙江 5.5 程可根据具体 湖南 6.5 情况适当提高 四川、福建、广东 7 运杂费 甘肃、内蒙古、宁夏、广西 7.5 青海、贵州 8.5 24 1、机器备件费用 这是指备用易损部件的费用，国内较多，为简化起见，可按设备备件费用。 2、生产工具费用 主要指车间、实验室、维修、保养的特种工具等。一般按占设备原价的0.5%,1%来计算。 表6-2 品质估价表 设备形式 质量单位 指标/元 其中工资/元 化工容器 t 75 29 压缩机 t 150 40 泵 t 184 69 其它机械 t 115 44 管壳式、管套式换热器 t 60 20 金属结构的钢架子、梯子、平台、t 1120 80 栏杆 3、车间内运输设备费用 主要指车间内各种机动车辆或运输设备的费用。 4、实验仪器费用 按仪器清单逐项查阅仪器价格，汇总后再加运杂费，即得出实验仪器费用，这部分内容要逐项填写在设备及安装工程概算表内。 5、工艺管道费用 塑料制品车间的工艺管道内容并不复杂，最好按实际需要计算。 6、综合概算表 在上述各项计算完之后，还要将各项数值最后填写在综合概算表内，这样工艺部分的概算表编制内容即告结束。 6.4概算修正 25 概算是在初步设计阶段编制的，由于当时没有详细的施工图纸，车间费用不可 能编制的完整准确，所以在施工图设计阶段，有必要对车间投资的概算作一次修正。 概算修正许可框算的项目 为了简化工作，在本阶段有些项目同概算一样，仍可套用经验资料，主要有机器备件费用和生产工具费用两项。 则本设计经济该算是: 1、 总概算见表6-3 表6-3 总概算 工程费用名技术经济指标 计算依据 费用/万 称 元 数量 单价 设备费用 挤出机2台 35万 200 安装费 设备费用的2.4% 4.2 运杂费 设备费用的5% 10 管道费 设备费用的3.2% 6.4 工具购置费 设备费用的1% 2 厂房购置费 14000平方米 1200元 1680 厂房建设费 40000平方米 800元 3200 小计 5102.6 不可预算费 设备费用的6% 12 合计 5114.6 2、 成本核算 (1) 原料费用 原料费用=进车间新料量×物料单价=3064.28t×13000元/t+助剂费用=4200万。 (2) 工人工资 26 工人工资=38×1500×12+奖金=68.4万 (3) 水电费 水电费=6t×24×270×2元+696163kwh×1元/kwh=77.4万 (4) 车间经费 见表6-4 表6-4 车间经费 项目 计算方法 金额/万元 项目 计算方法 金额/万元 折旧费 按十五年算 约48 车间管理费 21 大修费 设备费的5% 7.88 合计 76.88 车间成本费=原料费+水电费+工人工资+车间经费=4422.68万 (5) 副产品回收100万 (6) 车间净成本 车间净成本=车间成本费-副产品回收=4322.68万 (7) 企业管理费 企业管理费=车间净成本×6%=4322.68万×6%=265.3608万 (8) 工厂总成本 工厂总成本=车间净成本+企业管理费=4322.68+265.3608=4588.04万 (10) 销售费用 按车间成本的1.3%，为4322.68×1.3%=56.2万 (11) 销售成本 销售成本=工厂总成本+销售费用=4588.04+56.2=4644.24万 3、 经济分析 (1)销售收入估算 本产品销售价:25000元/t 投产后负荷100% 产品年收入: 3000×25000元=7500万元 (2)税金与利润计算 A、税金 a、产品税率为10%;城建税率为0.5%;教育附加税为0.1%。 b、产品税=产品年收入×10%=750万 城建税=产品年收入×0.5%=37.5万 27 教育附加税=产品年收入×0.1%=7.5万 税金总计:795万元 B、利润 利润=销售收入-销售成本-税金= 7500-4680.5-795=2024.5万 4、 投资回收期 本设计预计建设一年，则 投资回收期=(固定资产/正常年利润)+建设期 =4644.24/2024.5+1=3.29年 经济可行。 28 结 论 此次毕业设计从老师帮助选材到现在将近六个周的时间。从起初设计时无从下手，到通过找老师帮忙，我对PC板材挤出成型设计有了全面的了解，并不知不觉也完成了毕业设计。 本次设计先是和老师共同拟定设计的题目，其次是查阅资料、收集数据并计算相关数据，最后是绘制工程图和编制设计说明书。设计中主要谈到聚碳酸酯板材的原料及产品，挤出工艺流程及参数确定，物料衡算与热量衡算，挤出生产线机器数量的确定，车间管理与生产组织和工程经济概算。设计的PC板材市场需求是非常广的，这有助于成本回收。 PC板材因其特殊的物理性能，在建筑业和农业都有广泛应用，所以做这样的设计能更好的提前了解塑料加工行业的前景，为以后的工作打下良好的基础。 29 参考文献 [1] 黄锐主编.塑料成型工艺学.社北京:中国轻工业出版,2000 [2] 吴清鹤主编.塑料挤出成型.北京:化学工业出版社,2004.12 [3] 钱江英主编.塑性加工实用技术问答.北京:机械工业出版社,2001.7 P18-45. [4] 张玉龙,张子钦主编.塑料挤出制品配方设计与加工实例.北京:国防工业出版社,2006.1 [5] 张丽叶主编.挤出成型.北京:化学工业出版社,1989.12 [6] 周达飞编著.高分子材料成型加工.北京:中国轻工业出版社,2000.10 [7] 刘瑞霞主编.塑料挤出成型.北京:化学工业出版,2006.6 [8] 卢寿慈主编.粉体加工技术.北京:中国轻工业出版社,1999 [9] 傅旭编著.树脂与塑料.北京:化学工业出版社,2005. [10] 王文广主编.塑料材料的选用.北京:化学工业出版社,2001.2 [11] 丁浩主编.塑料工业实用手. 北京:化学工业出版社,1998 [12] 田雁晨,王文广主编.塑料配方大全 北京:化学工业出版社, 1987 [13] 王善勤主编.塑料挤出制品生产工艺手册.北京:中国轻工业出版社 2001 [14] 邹国明主编，李光副主编.高分子材料加工工艺学.北京:中国纺织出版社, 1982 [15] 罗河胜主编,塑料材料手册.广州:广东科技出版社:2010.3 [16] 吴智华,杨其编.高分子材料成型工艺学.成都:四川大学出版社,2010.9 [17] 机械工业部编,橡胶塑料机械产品样本,北京:机械工业出版社,1996 30 外文资料翻译 Polycarbonate Polycarbonates, known by the trademarked names Lexan, Makrolon, Makroclear and others, are a particular group of thermoplastic polymers. They are easily worked, moulded, and thermoformed. Because of these properties, polycarbonates find many applications. Polycarbonates do not have a unique plastic identification code and are identified as Other. Structure Polycarbonates received their name because they are polymers containing carbonate groups (-O-(C=O)-O-). Most polycarbonates of commercial interest are derived from rigid monomers. A balance of useful features including temperature resistance, impact resistance and optical properties position polycarbonates between commodity plastics and engineering plastics. Production The main polycarbonate material is produced by the reaction of bisphenol A and phosgene (COCl). The overall reaction can be written as follows: 2 The first step of the synthesis involves treatment of bisphenol A with sodium hydroxide, which deprotonates the hydroxyl groups of the bisphenol A. (HOCH)CMe+ 2 NaOH ? (NaOCH)CMe + 2 HO 6422 64222 The diphenoxide ((NaOC6H4)2CMe2) reacts with phosgene to give a chloroformate, which subsequently is attacked by another phenoxide. The net reaction from the diphenoxide is: (NaOCH)CMe + COCl ? 1/n [OC(OCH)CMe]n + 2 NaCl 642226422 In this way, approximately one billion kilograms of polycarbonate is produced annually. Many other diols have been tested in place of bisphenol A, 31 e.g. 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane and dihydroxybenzophenone including some, e.g. tetramethylcyclobutanediol, that are unlikely endocrine disruptors. An alternative route to polycarbonates entails transesterification from BPA and diphenyl carbonate: (HOCH)CMe + (CHO)CO ? 1/n [OC(OCH)CMe]n + 2 CHOH 6422652642265 The diphenyl carbonate was derived in part from carbon monoxide, this route being greener than the phosgene method. Properties and processing Polycarbonate is a very durable material. Although it has high impact-resistance, it has low scratch-resistance and so a hard coating is applied to polycarbonate eyewear lenses and polycarbonate exterior automotive components. The characteristics of polycarbonate are quite like those of polymethyl methacrylate (PMMA, acrylic), but polycarbonate is stronger, usable in a wider temperature range but more expensive. This polymer is highly transparent to visible light and has better light transmission characteristics than many kinds of glass. Polycarbonate has a glass transition temperature of about 150 ?C (302 ?F), so it softens gradually above this point and flows above about 300 ?C (572 ?F). Tools must be held at high temperatures, generally above 80 ?C (176 ?F) to make strain- and stress-free products. Low molecular mass grades are easier to mould than higher grades, but their strength is lower as a result. The toughest grades have the highest molecular mass, but are much more difficult to process. Unlike most thermoplastics, polycarbonate can undergo large plastic deformations without cracking or breaking. As a result, it can be processed and formed at room temperature using sheet metal techniques, such as forming bends on a brake. Even for sharp angle bends with a tight radius, no heating is generally necessary. This makes it valuable in prototyping applications where 32 transparent or electrically non-conductive parts are needed, which cannot be made from sheet metal. Note that PMMA/Plexiglas, which is similar in appearance to polycarbonate, is brittle and cannot be bent at room temperature. Main transformation techniques for polycarbonate resins: extrusion into tubes, rods and other profiles. extrusion with cylinders into sheets (0.5–15 mm (0.020–0.59 in)) and films (below 1 mm (0.039 in)), which can be used directly or manufactured into other shapes using thermoforming or secondary fabrication techniques, such as bending, drilling, routing, laser cutting etc. injection molding into ready articles. Applications Polycarbonate is a versatile, tough plastic used for a variety of applications, from bulletproof windows to compact disks (CDs). The main advantage of polycarbonate over other types of plastic is unbeatable strength combined with light weight. While acrylic is 17% stronger than glass, polycarbonate is nearly unbreakable. Bulletproof windows and enclosures as seen inside banks or at drive-throughs are often made of polycarbonate. Add to this the advantage that polycarbonate is just one-third the weight of acrylic, or one-sixth as heavy as glass, and the only drawback is that it is more expensive than either acrylic or glass. Compact disks and digital versatile discs (DVDs) are perhaps the most readily recognized examples of polycarbonate. If you’ve ever archived files on a writable CD, then later tried to break it before throwing it away, you know just how tough polycarbonate can be! Clear polycarbonate is used to make eyeglasses because of its excellent transparency, durability, and high refractive index. This means that it bends light to a far greater degree than glass or other plastics of equal thickness. Since prescription lenses bend light to correct vision, polycarbonate lenses can be far thinner than glass or conventional plastic, making polycarbonate the 33 ideal material for heavy prescriptions. Thin polycarbonate lenses correct poor vision beautifully without distorting the face or the size of the eyes, yet this extremely thin lens is virtual indestructible, an important safety factor for children and active adults. Polycarbonate lenses are also used in quality sunglasses that incorporate filters to block ultra-violet (UV) rays and near-UV rays. The lenses can also be polarized to block glare, and their high impact resistance makes them perfect for sports. Many sunglasses manufacturers choose polycarbonate because it can be easily shaped without problems like cracking or splitting, resulting in extremely lightweight, distortion-free, fashionable glasses that feature all of the health benefits doctors recommend. Polycarbonate is also used in the electronics industry. Apple’s original iMac featured polycarbonate mixed with clear colors for a transparent computer case. Many cell phones, pagers, and laptops also use clear or opaque polycarbonate in their casings. Other uses for polycarbonate include greenhouse enclosures, automobile headlights, outdoor fixtures, and medical industry applications, though the list is virtually endless. Somewhat less toxic than polyvinyl chloride (PVC) to produce, polycarbonate nevertheless requires toxic chemicals in its production phase. It is, however, recyclable and environmentally preferable to PVC in applications for which either material can be used. Electronic components Polycarbonate is mainly used for electronic applications that capitalize on its collective safety features. Being a good electrical insulator and having heat resistant and flame retardant properties, it is used in various products associated with electrical and telecommunications hardware. It also serves as dielectric in high stability capacitors. Construction materials 34 The second largest consumer of polycarbonates is the construction industry, e.g. for domelights, flat or curved glazing, and sound walls. Data storage A major application of polycarbonate is the production of Compact Discs, DVDs, and Blu-ray Discs. These discs are produced by injection molding polycarbonate into a mold cavity that has on one side a metal stamper containing a negative image of the disc data, while the other mold side is a mirrored surface. Typical products of sheet/film production include applications in advertisement (signs, displays, poster protection). Automotive, aircraft, and security components In the automotive industry, injection moulded polycarbonate can produce very smooth surfaces that make it well suited for direct (without the need for a basecoat) metalised parts such as decorative bezels and optical reflectors. Its uniform mould shrinkage results in parts with greater accuracy than those made of polypropylene. However, due to its susceptibility to environmental stress cracking, its use is limited to low stress applications. It can be laminated to make bullet-proof "glass", although "bullet-resistant" is more accurate for the thinner windows, such as are used in bullet-resistant windows in automobiles. The thicker barriers of transparent plastic used in teller's windows and barriers in banks, are also polycarbonate. So called "theft-proof" large plastic packaging for smaller items, which cannot be opened by hand, is uniformly made from polycarbonate. The cockpit canopy of the F-22 Raptor jet fighter is made from a piece of high optical quality polycarbonate, and is the largest piece of its type formed in the world. Niche applications Polycarbonate, being a versatile material with attractive processing and 35 physical properties, has attracted myriad smaller applications. The use of injection molded drinking bottles and glasses and food containers has stirred serious controversy (see below). Many kinds of lenses are manufactured from polycarbonate, including automotive headlamp lenses, lighting lenses, sunglass/eyeglass, lenses, and safety glasses. Other miscellaneous items: MP3/Digital audio player cases, Ocarinas, computer cases, riot shields, visors, instrument panels, blender jars. Many toys and hobby items are made from polycarbonate parts, e.g. fins, gyro mounts, and flybar locks for use with radio-controlled helicopters. For use in applications exposed to weathering or UV-radiation, a special surface treatment is needed. This either can be a coating (e.g. for improved abrasion resistance), or a coextrusion for enhanced weathering resistance. Polycarbonate is also used as a printing substrate for nameplate and other forms of industrial grade under printed products. The polycarbonate provides a barrier to wear, the elements, and fading. Medical applications Some polycarbonate grades are used in medical applications and comply with both ISO 10993-1 and USP Class VI standards (occasionally referred to as PC-ISO). Class VI is the most stringent of the six USP ratings. These grades can be sterilized using steam at 120 ?C, gamma radiation, or by the ethylene oxide (EtO) method. However, scientific research indicates possible problems with biocompatibility. Dow Chemical strictly limits all its plastics with regard to medical applications. Potential hazards in food contact applications The use of polycarbonate containers for the purpose of food storage is controversial. The basis of this controversy is their hydrolysis (degradation by water, often referred to as leaching) releases bisphenol A: 1/n [OC(OCH)CMe]n + HO ? (HOCH)CMe + CO 6422264222 36 More than 100 studies have explored the bioactivity of bisphenol A derived from polycarbonates. Bisphenol A appeared to be released from polycarbonate animal cages into water at room temperature and it may have been responsible for enlargement of the reproductive organs of female mice.However, the animal cages used in the research were fabricated from industrial grade polycarbonate, rather than FDA food grade polycarbonate. An analysis of the literature on bisphenol A leachate low-dose effects by vom Saal and Hughes published in August 2005 seems to have found a suggestive correlation between the source of funding and the conclusion drawn. Industry funded studies tend to find no significant effects whereas government funded studies tend to find significant effects. Sodium hypochlorite bleach and other alkali cleaners catalyze the release of the bisphenol A from polycarbonate containers. A chemical compatibility chart shows that polycarbonate is incompatible with ammonia and acetone because it dissolves in their presence. Alcohol is one recommended organic solvent for cleaning grease and oils from polycarbonate. 37 聚碳酸酯 聚碳酸酯是因为Lexan、Makrolon、Makroclear而被人们所认识的，是一种热塑性聚合物的特殊群体。他们很容易加工，成型，和热。由于这些特性，聚碳酸酯发现许多应用。聚碳酸酯没有一个独特的塑料识别代码，并被鉴定。 结构 聚碳酸酯有这样的名字，因为它们含有聚合物(- O型(C = O等)- O型)碳酸组。聚碳酸酯的商业利益大部分是来自刚性单体。一个有用的功能平衡，包括耐高温，耐冲击性和位置的光学特性之间的商品聚碳酸酯塑料和工程塑料。 生产 主要的聚碳酸酯材料所生产的双酚A和光气(二氯化碳)的反应。总的反应可以写成如下: 该合成的第一步涉及双酚用氢氧化钠，双酚A 处理的羟基 (HOCH)CMe+ 2 NaOH ? (NaOCH)CMe + 2 HO 6422 64222 (HOCH)CMe 反应得到一个，随后被另一酚袭击光气。从6422 (HOCH)CMe净反应是: 6422 (NaOCH)CMe + COCl ? 1/n [OC(OCH)CMe]n + 2 NaCl 642226422 这样，约十亿公斤，每年生产聚碳酸酯。许多其他二醇测试了双酚A的地方，例如1,1 -双(4羟基苯基)环己烷和二羟基包括一些，例如那是不可能的内分泌干扰物。 另一种途径，需要由双酚A和聚碳酸酯碳酸二苯酯交换: (HOCH)CMe + (CHO)CO ? 1/n [OC(OCH)CMe]n + 2 CHOH 6422652642265 碳酸二苯酯源性一氧化碳的一部分，这条线路是比绿色光气法。 性能和加工 聚碳酸酯是一种非常耐用的材料。虽然它具有很高的耐冲击，它具有 38 低划伤性等硬涂层应用到眼镜镜片和聚碳酸酯聚碳酸酯汽车外部元件。聚碳酸酯的特点是很喜欢的聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃，亚克力)的，但聚碳酸酯强，在较宽的温度范围，但更昂贵的使用。这种聚合物是高度透明的，比可见光和各类玻璃更好的光传输特性。 聚碳酸酯有大约150个玻璃化转变温度150?(302?)的，所以它上面这一点逐渐软化及以上流量约300?(572?)。工具必须在高温下举行的，一般高于80?(176?)，以应变和应力免检产品。低分子质量等级更容易塑造比档次更高，但他们的实力因此而有所降低。最艰难的最高等级的分子质量，但要困难得多的过程。 与大多数热塑性塑料，聚碳酸酯可以进行无开裂或断裂大塑性变形。因此，它可以被处理，在室温下形成使用，如在刹车弯曲成形金属板材技术。即使是锐角转弯半径与一紧，没有暖气一般是必要的。这使得它在应用中的原型透明或不导电部件都需要，不能从金属板提出宝贵的。请注意，聚甲基丙烯酸甲酯/有机玻璃，它在外观上相似，聚碳酸酯，性脆，不能在室温下弯曲。 聚碳酸酯树脂主要用于改造技术: 挤出成管，棒等型材。 挤出成片气缸(0.5-15毫米(0.020-0.59中))和薄膜(小于1毫米(0.039英寸))，可直接使用或为其他使用热成型或二次加工技术，形状如弯曲，制造，钻井，路由，激光切割等。 把准备好的条款的注射成型。 应用 聚碳酸酯是一种多用途，坚韧的塑料用于各种应用，从防弹窗(CD)的光盘。在超过其他类型的聚碳酸酯塑料的主要优点是不可战胜的力量，重量轻相结合。虽然是17,，比亚克力玻璃更强，聚碳酸酯几乎是牢不可破的。防弹玻璃窗和外壳看内部银行或来速往往是聚碳酸酯制成。加上今年的好处是聚碳酸酯只是三分之一的重量丙烯酸，或一六重如玻璃，唯一的缺点是，它比任何昂贵的压克力或玻璃。 光碟及数码(DVD)的多功能光盘或许是最容易识别聚碳酸酯的例子。 39 如果你曾经在一个可写光盘存档的文件，后来试图打破之前把它扔了它，你知道是多么艰难的聚碳酸酯都可以～ 清除聚碳酸酯用于制造，因为其优良的透明性，耐久性眼镜，和高折射率。这意味着，它弯曲光比同等厚度的玻璃或其他塑胶大得多的程度。由于光线弯曲处方镜片矫正视力，聚碳酸酯镜片可以远远超过传统的玻璃或塑料的轻薄聚碳酸酯重处方的理想材料。聚碳酸酯镜片薄不正确或扭曲的脸，眼睛，视力低下的大小而这种极其精美的薄透镜是虚拟的坚不可摧的，一个活跃的成人和儿童安全的重要因素。 聚碳酸酯镜片的质量也使用太阳镜，纳入过滤器来阻止紫外线(紫外线)照射和近紫外线。该镜头还可以被极化，阻止眩光，其高抗冲击性，使他们对体育的完美。许多制造商选择太阳镜聚碳酸酯，因为它可以很容易破裂或分裂不一样，在重量极轻，无失真，该功能对健康的好处医生建议所有时尚眼镜形状造成的问题。 聚碳酸酯还可用于电子行业。苹果的原始iMac的特色与聚碳酸酯透明电脑机箱清除颜色混合。许多移动电话，寻呼机和笔记本电脑也使用透明或不透明的外壳聚碳酸酯。 聚碳酸酯的其他用途包括温室外壳，汽车车灯，户外灯具，以及医疗行业的应用，虽然名单几乎是无止境的。有些有毒小于聚氯乙烯(PVC)的生产，但需要在其聚碳酸酯生产阶段有毒化学品。它是，但是，在回收和无害环境的，任何一方的申请材料可用于聚氯乙烯。 电子元器件 聚碳酸酯是主要用于电子应用，利用其集体安全功能。作为一个具有良好的电绝缘和耐热性，阻燃性，它是用来在电气和通信硬件相关的各种产品。它也可作为电介质，高稳定性的电容。 建筑材料 聚碳酸酯的第二大消费是建筑行业，例如:平坦或弯曲的玻璃，墙壁和声音。 40 数据存储 一个主要的应用是聚碳酸酯的光碟，DVD和蓝光光盘的生产。这些光盘是由注入模腔，一边有一个金属母碟载有光盘的数据的负面形象的塑造聚碳酸酯，而另一边是一个镜像模具表面。板/电影制作的典型产品包括广告应用(标志，显示，海报保护)。 汽车，飞机，安全部件 在汽车行业，注塑聚碳酸酯可以产生非常光滑的表面，使其非常适合用于直接(无须使用底漆需要)，如装饰边框和光学反射部分。其统一与大于聚丙烯制成的准确性件模具收缩的结果。然而，由于其环境应力开裂敏感性，它的使用仅限于低应力应用。它可以使夹层防弹“玻璃”，尽管“防弹“更准确的薄窗口，如在汽车防弹窗使用。在出纳员的窗口和障碍应用于银行的透明塑料，较厚的障碍也聚碳酸酯。 所谓的“防盗”为较小的项目，不能用手工开大型塑料包装，是由聚碳酸酯制成均匀的F - 22猛禽战斗机座舱树冠是由一个高光学质量聚碳酸酯片，是同类型中最大的一块世界上形成的。 特殊应用 聚碳酸酯，作为一个有吸引力的加工和多功能材料物理性能，吸引了无数的小型应用。注射成型用的饮料瓶，食品容器，眼镜已引起严重的争议。 许多种类的镜头从聚碳酸酯制造，包括汽车前照灯镜头，照明镜片，太阳眼镜/眼镜，镜片和安全眼镜。其他杂项:MP3/Digital音频播放器的情况下，陶笛，电脑机箱，防暴盾牌，遮阳板，仪表板，搅拌器罐。许多玩具和业余爱好的项目是由聚碳酸酯部件，如鳍，陀螺坐骑，和平衡翼锁与无线电控制直升机的使用 对于暴露于风化或紫外线辐射应用，一个特殊的表面处理是必要的。这可以是一个或涂层(如改善耐磨性)，或为加强共挤耐候性。 聚碳酸酯也被用来作为一个铭牌印刷产品及根据其他形式的工业级印刷基材。聚碳酸酯提供了一个屏障，穿，元素和褪色。 41 医疗应用 有些牌号聚碳酸酯用于医疗应用，并符合了ISO 10993-1和USP VI级标准(有时被称为PC的ISO文件)。第六类是美国药典的六个等级最严格的。这些牌号可使用在120?蒸汽消毒，γ射线，或由环氧乙烷(环氧乙烷)方法。然而，科学研究表明，具有生物相容性可能出现的问题。陶氏化学严格限制医疗应用方面的所有塑料。 在食品接触应用的潜在危害 容器的聚碳酸酯贮存食物用途是有争议的。这个争论的基础是它们水解(水退化，通常被称为淋于)发布双酚A: 1/n [OC(OCH)CMe]n + HO ? (HOCH)CMe + CO 6422264222 100多名研究探讨了生物活性的双酚A聚碳酸酯而得。双酚A似乎是从聚碳酸酯释放到水中动物笼在室温下，它可能已对雌性小鼠生殖器官肿大负责。然而，在研究中使用动物笼从工业级聚碳酸脂制成，而不是FDA食品级聚碳酸酯。 对双酚A的渗滤液低剂量VOM的萨尔和休斯在2005年8月出版的影响分析似乎已经找到了之间的资金来源和得出的结论暗示的相关性。产业资助的研究往往会发现没有显着影响，而政府资助的研究往往会发现明显的影响。 次氯酸钠漂白剂和其它碱清洁剂催化从容器的聚碳酸酯的双酚A释放的化学兼容性图表显示，聚碳酸酯是氨和丙酮不兼容，因为它溶解在他们面前。酒精是一建议从聚碳酸酯有机清洁油脂和油脂的溶剂。 内 部资料， 请 勿外传～ 42 43 44 45