I. Εισαγωγή
Στον τομέα της υπαίθριας μηχανικής, η απόδοση και το κόστος των υλικών είναι πάντα βασικοί παράγοντες που πρέπει να είναι ισορροπημένοι. Το συμπολυμερές ακρυλονιτριλίου-στυρενίου-ακρυλικού (ASA), με την εξαιρετική αντίσταση του καιρού, την αντίσταση στη γήρανση με την υπεριώδη ακτινοβολία και τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα, έχει γίνει ένα ιδανικό υλικό για υπαίθρια κατασκευή. Ωστόσο, το σχετικά υψηλό κόστος πρώτης ύλης έχει περιορίσει την ευρεία εφαρμογή του σε κάποιο βαθμό. Το συμπολυμερές ακρυλονιτριλίου-βουταδιενίου (ABS) έχει πλεονέκτημα κόστους, αλλά η αντίσταση του καιρού είναι ανεπαρκής. Προκειμένου να εξισορροπηθεί η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας και των υλικών επιδόσεων, η Jiangsu Compound χρησιμοποιεί προηγμένη τεχνολογία συν-εξώθησης για να συν-εξουδετερώσει την ASA και ABS για την προετοιμασία λειτουργικών φύλλων με τα πλεονεκτήματα και των δύο υλικών και βελτιστοποιεί την αναλογία μέσω ενός μαθηματικού μοντέλου για να επιτύχει την καλύτερη ισορροπία μεταξύ κόστους και απόδοσης.
Ii. Σύγκριση των υλικών ιδιοτήτων και των πλεονεκτημάτων του σύνθετου
(1) Χαρακτηριστικά υλικού ASA
Το συμπολυμερές ακρυλονιτριλίου-ακρυλικού (ASA) είναι ένα τριμερές συμπολυμερές που λαμβάνεται με συμπολυμερισμό γαλακτώματος ή χύδην συμπολυμερισμού τριών μονομερών: ακρυλονιτριλικό (Α), στυρένιο και ακρυλικό (Α). Στη μοριακή της δομή, η ομάδα ακρυλικού προσφέρει το υλικό με εξαιρετική αντίσταση καιρού. Κάτω από την υπεριώδη ακτινοβολία, τα συνηθισμένα πολυμερή υλικά είναι επιρρεπή σε αντιδράσεις θραύσης μοριακής αλυσίδας και οξείδωσης. Οι μονάδες ακρυλικού στην ASA μπορούν να απορροφήσουν αποτελεσματικά την υπεριώδη ενέργεια, να διαλυθούν η ενέργεια μέσω των δικών της διαρθρωτικών αλλαγών και έτσι να επιβραδύνουν τη διαδικασία γήρανσης του υλικού. Οι σχετικές έρευνες δείχνουν ότι σε ένα εξωτερικό περιβάλλον φυσικής έκθεσης, μετά από 5 χρόνια χρήσης, το ποσοστό διατήρησης της μηχανικής ιδιοκτησίας του υλικού ASA μπορεί να φτάσει περισσότερο από 80%, το οποίο είναι σημαντικά καλύτερο από πολλά άλλα πολυμερή υλικά. Επιπλέον, η ASA διαθέτει επίσης καλή αντοχή στη χημική διάβρωση, η οποία μπορεί να αντισταθεί στη διάβρωση των σκληρών περιβαλλόντων όπως η όξινη βροχή και το σπρέι αλατιού. Ταυτόχρονα, έχει υψηλή επιφανειακή σκληρότητα και καλή απόδοση επεξεργασίας, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις της υπαίθριας μηχανικής για την εμφάνιση και τη μακροπρόθεσμη χρήση των υλικών.
(2) Χαρακτηριστικά υλικού ABS
Το συμπολυμερές ακρυλονιτρίνης-βουταδιενίου (ABS) είναι ένα θερμοπλαστικό πλαστικό συμπολυμερισμένο από τρία μονομερή: ακρυλονιτρίλιο, βουταδιένιο και στυρένιο. Η παρουσία της φάσης καουτσούκ βουταδιενίου κάνει το ABS να έχει εξαιρετική αντίκτυπο αντίκτυπου, η οποία μπορεί να απορροφήσει την ενέργεια όταν υποβάλλεται σε εξωτερικές επιπτώσεις και να μειώσει την παραγωγή και την επέκταση των ρωγμών. Επιπλέον, το ABS έχει επίσης καλή απόδοση χύτευσης και επεξεργασίας και μπορεί να γίνει σε διάφορα σχήματα προϊόντων μέσω διαδικασιών όπως η χύτευση με έγχυση και η εξώθηση. Επιπλέον, το κόστος της πρώτης ύλης είναι σχετικά χαμηλό και έχει εφαρμοστεί ευρέως σε πολλούς τομείς. Ωστόσο, η αντίσταση του ABS είναι κακή. Κάτω από την υπεριώδη ακτινοβολία, είναι επιρρεπής σε κιτρίνισμα και ζώνη και οι μηχανικές του ιδιότητες θα μειωθούν γρήγορα όταν εκτίθενται στο υπαίθριο περιβάλλον για μεγάλο χρονικό διάστημα, περιορίζοντας την ανεξάρτητη χρήση του στην υπαίθρια μηχανική.
(3) Πλεονεκτήματα σύνθετων φύλλων
Η συν-εκμετάλλευση ASA και ABS για την προετοιμασία λειτουργικών φύλλων μπορούν να συνειδητοποιήσουν τα συμπληρωματικά πλεονεκτήματα της απόδοσης των δύο υλικών. Ως υλικό επιφανειακής στρώσης, η ASA μπορεί να ασκήσει πλήρως την αντίσταση του καιρού και την αντίσταση στη γήρανση με υπεριώδη ακτινοβολία, προστατεύοντας τα φύλλα από τη διάβρωση του υπαίθριου περιβάλλοντος. Ως υλικό στρώματος πυρήνα, το ABS μπορεί να χρησιμοποιήσει τις καλές μηχανικές ιδιότητες και τα πλεονεκτήματα του κόστους για να παρέχει επαρκή δύναμη και ακαμψία για τα φύλλα, μειώνοντας παράλληλα το συνολικό κόστος υλικού. Αυτή η σύνθετη δομή δεν μπορεί να ανταποκριθεί μόνο στις απαιτήσεις της υπαίθρια μηχανική για τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα και την απόδοση των υλικών, αλλά και να ελέγξει το κόστος σε κάποιο βαθμό, έχοντας σημαντικά οικονομικά οφέλη και αξία εφαρμογής.
Iii. Εξοπλισμός συν-εξώθησης και επαγγελματίαςέλεγχος βολής
(1) Εισαγωγή στον εξοπλισμό συν-εξώθησης
Ο εξοπλισμός συν-εξώθησης που χρησιμοποιείται σε αυτή τη μελέτη έχει το χαρακτηριστικό ενός μέγιστου πλάτους επεξεργασίας 2,75 μέτρων, το οποίο μπορεί να καλύψει τις ανάγκες της παραγωγής μεγάλης κλίμακας. Ο εξοπλισμός αποτελείται κυρίως από ένα εξωθητήρα, ένα μήτλο, ένα σύστημα ψύξης, ένα σύστημα έλξης και ένα σύστημα ελέγχου. Ο εξωθητής υιοθετεί μια δομή διπλής βδέλας, η οποία έχει καλή ανάμειξη και μεταφορά απόδοσης, εξασφαλίζοντας ότι τα δύο υλικά της ASA και ABS είναι πλήρως αναμεμειγμένα και πλαστικοποιημένα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συν-εξώθησης. Η μήτρα έχει σχεδιαστεί με μια απλοποιημένη δομή, η οποία μπορεί να κάνει τα υλικά ομοιόμορφα κατανεμημένα, εξασφαλίζοντας την ομοιομορφία του πάχους και την ποιότητα της επιφάνειας των φύλλων. Το σύστημα ψύξης υιοθετεί μια μέθοδο ψύξης ψεκασμού, η οποία μπορεί γρήγορα να κρυώσει και να διαμορφώσει τα εξωθημένα φύλλα, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα της παραγωγής. Το σύστημα έλξης υιοθετεί την τεχνολογία ρύθμισης της ταχύτητας μεταβλητής συχνότητας, η οποία μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια την ταχύτητα πρόσφυσης των φύλλων, εξασφαλίζοντας την ακρίβεια των διαστάσεων των φύλλων.
(2) ακριβής έλεγχος της διαδικασίας συν-εξώθησης
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συν-εξώθησης, ο με ακρίβεια ο έλεγχος των παραμέτρων της διαδικασίας είναι το κλειδί για την παρασκευή σύνθετων φύλλων υψηλής απόδοσης. Οι κύριες παράμετροι ελέγχου περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία εξώθησης, την ταχύτητα εξώθησης, την αναλογία υλικού, την πίεση της μήτρας κλπ. Η θερμοκρασία εξώθησης επηρεάζει άμεσα την επίδραση πλαστικοποίησης και τη ρευστότητα των υλικών. Για τα δύο υλικά του ASA και του ABS, σύμφωνα με τις θερμοκρασίες τήξης και τις ιδιότητες επεξεργασίας, οι θερμοκρασίες κάθε τμήματος του εξωθητήρα πρέπει να ρυθμιστούν εύλογα. Σε γενικές γραμμές, η θερμοκρασία τήξης του ASA είναι σχετικά υψηλή, περίπου 220-250 και η θερμοκρασία τήξης του ABS είναι περίπου 200-230 βαθμός. Επομένως, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συν-εξώθησης, οι θερμοκρασίες κάθε τμήματος του εξωθητήρα πρέπει να ρυθμιστούν με τρόπο κλίσης για να διασφαλιστεί ότι και τα δύο υλικά είναι πλήρως πλαστικοποιημένα και δεν αποσυντίθενται.
Η ταχύτητα εξώθησης όχι μόνο επηρεάζει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής, αλλά επηρεάζει επίσης την ποιότητα των φύλλων. Η πολύ γρήγορη ταχύτητα εξώθησης μπορεί να οδηγήσει σε ανομοιογενή ανάμιξη υλικών και ελαττώματα όπως φυσαλίδες και αποκόλληση στα φύλλα. Η πολύ αργή ταχύτητα εξώθησης θα μειώσει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής και θα αυξήσει την κατανάλωση ενέργειας. Μέσα από πειράματα και πρακτικές παραγωγής, καθορίστε την κατάλληλη περιοχή ταχύτητας εξώθησης και πραγματοποιήστε προσαρμογές σε πραγματικό χρόνο σύμφωνα με την απόδοση του λόγου και του εξοπλισμού.
Ο λόγος υλικού είναι ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει την απόδοση και το κόστος των σύνθετων φύλλων. Όσο υψηλότερο είναι το περιεχόμενο ASA, τόσο καλύτερη είναι η αντίσταση και οι καιρικές συνθήκες και η ανθεκτικότητα στη γήρανση της υπεριώδους ακτινοβολίας των φύλλων, αλλά το κόστος θα αυξηθεί ανάλογα. Όσο υψηλότερο είναι το περιεχόμενο ABS, τόσο χαμηλότερο είναι το κόστος, αλλά η αντίσταση του καιρού θα μειωθεί. Ως εκ τούτου, μέσω της ανάλυσης μαθηματικών μοντέλων, καθορίστε την καλύτερη αναλογία ASA και ABS υπό την προϋπόθεση της ικανοποίησης των απαιτήσεων της υπαίθριας χρήσης.
Η πίεση της μήτρας έχει σημαντική επίδραση στην ομοιομορφία του πάχους και την ποιότητα της επιφάνειας των φύλλων. Ο εύλογος έλεγχος της πίεσης της μήτρας μπορεί να κάνει τα υλικά να ρέουν ομοιόμορφα στη μήτρα, αποφεύγοντας την απόκλιση πάχους και τα επιφανειακά ελαττώματα. Παρακολουθήστε και ρυθμίστε την πίεση της μήτρας σε πραγματικό χρόνο μέσω του συστήματος ελέγχου για να εξασφαλίσετε τη σταθερή ποιότητα των φύλλων.
Iv. Προοπτική εφαρμογής και ανάλυση οικονομικών παροχών
(1) Προοπτική εφαρμογής
Τα προετοιμασμένα σύνθετα λειτουργικά φύλλα ASA\/ABS έχουν εξαιρετική ολοκληρωμένη απόδοση και μπορούν να εφαρμοστούν ευρέως σε πεδία όπως υπαίθριες πινακίδες, οικοδόμηση εξωτερικών διακοσμητικών πλαισίων, εξαρτημάτων αυτοκινήτων και υπαίθρια έπιπλα. Στον τομέα των υπαίθριων διαφημιστικών πινακίδων, η αντίσταση στις καιρικές συνθήκες και η αντίσταση στη γήρανση με την υπεριώδη ακτινοβολία των φύλλων μπορούν να εξασφαλίσουν ότι οι διαφημιστικές πινακίδες διατηρούν φωτεινά χρώματα και καθαρά μοτίβα για μεγάλο χρονικό διάστημα, μειώνοντας το κόστος συντήρησης. Στον τομέα της οικοδόμησης διακοσμητικών πλαισίων εξωτερικού τοίχου, οι καλές μηχανικές ιδιότητες και η αντίσταση των καιρικών συνθηκών των φύλλων μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις της οικοδόμησης εξωτερικών τοίχων για υλικά, ενώ εμπλουτίζουν την επίδραση εμφάνισης των κτιρίων. Στον τομέα των εξαρτημάτων αυτοκινήτων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή εξωτερικών εξαρτημάτων αυτοκινήτων, όπως προφυλακτήρες και περιβλήματα καθρέφτη, βελτιώνοντας την αντίσταση και τις καιρικές συνθήκες και τη διάρκεια ζωής των οχημάτων.
(2) Ανάλυση οικονομικών παροχών
Με τη χρήση της τεχνολογίας συν-εξώθησης και τη βελτιστοποίηση της αναλογίας μέσω ενός μαθηματικού μοντέλου, το κόστος υλικού μειώνεται σημαντικά στην προϋπόθεση της εξασφάλισης της απόδοσης των φύλλων. Σε σύγκριση με τα καθαρά φύλλα ASA, το κόστος των σύνθετων φύλλων μπορεί να μειωθεί κατά 30%-50%, διατηρώντας ταυτόχρονα καλή αντίσταση καιρού και μηχανικές ιδιότητες. Με τη συνεχή επέκταση της αγοράς υπαίθριων μηχανικών, η ζήτηση για υλικά υψηλής απόδοσης και χαμηλού κόστους αυξάνεται καθημερινά. Αυτό το σύνθετο φύλλο έχει ευρείες προοπτικές αγοράς και σημαντικά οικονομικά οφέλη.
Σύναψη
Διαφορετικά από την άμεση αγοραστική ανάμειξη σωματιδίων για εξώθηση, το φύλλο ASA\/ABS που αναπτύσσεται ειδικά από την ένωση Jiangsu παρασκευάζεται με σύνθετη εξώθηση της ASA και ABS για την παραγωγή λειτουργικών φύλλων που συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα και των δύο υλικών, μειώνοντας ταυτόχρονα το κόστος. Μέσω της ανάλυσης μαθηματικών μοντέλων, ο λόγος των ABS και ASA βελτιστοποιείται, επιτυγχάνοντας την καλύτερη ισορροπία μεταξύ κόστους και απόδοσης. Η μελέτη αυτή παρέχει μια οικονομικά αποδοτική λύση υλικού για την υπαίθρια μηχανική, η οποία έχει σημαντική πρακτική αξία εφαρμογής και διαφημιστική σημασία. Στο μέλλον, μπορεί να διεξαχθεί περαιτέρω διεξοδική έρευνα σχετικά με την τεχνολογία επεξεργασίας και τη βελτιστοποίηση των επιδόσεων των σύνθετων φύλλων για την επέκταση των πεδίων εφαρμογής τους και τη συμβολή στην ανάπτυξη υπαίθριων μηχανικών υλικών.