论文总字数：16525字

摘 要

本文主要是年产1万吨云母增强聚丙烯改性料的挤出造粒生产线的设计。本文配方设计中以B215作为抗氧剂，加入β成核剂来增加冲击强度和延展性能，使用白云母粉作为改性剂，制备出硬度更大，耐热性能更好的材料。

本设计包含了生产工艺流程，物料衡算，设备选型。此外，在已经确定生产线和机械设备的基础上绘制出生产车间的总体平面结构图以及双螺杆挤出机的结构图。通过以上几个步骤来完成本文生产线的设计。

关键词：聚丙烯 云母 改性 生产线设计

An annual output of 10,000 tons of mica reinforced polypropylen modified material extrusion granulation production line

Abstract

This article mainly designs an annual output of 10,000 tons of mica reinforced polypropylene modified material extrusion granulation production line. In this design, B215 is used as an antioxidant, β nucleating agent is used to increase the impact strength and ductility of the material. Using muscovite powder as modifier, to prepare the material with a greater hardness and better heat resistance.

In this design, the production process is first to be determined, and then is the material balance, and then according to the production process to determine the corresponding equipment selection. In addition, the general plan structure of the production workshop and the structure of the twin-screw extruder are drawn on the basis of the production line and the mechanical equipment. Through the above steps to complete the design of the production line.

Key words: polypropylene; mica; modified; design of production line

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1概述 1

1.2聚丙烯结构和性能 1

1.2.1聚丙烯结构 1

1.2.2等规聚丙烯结构 1

1.2.3聚丙烯性能 1

1.2.4等规聚丙烯性能 2

1.3云母改性聚丙烯 2

1.4设计的内容、目的及意义 2

1.4.1设计的内容 2

1.4.2设计的目的及意义 3

第二章 配方及工艺设计 4

2.1配方设计 4

2.1.1配方设计原理 4

2.1.2配方原料的选择 4

2.1.3其他助剂的选择 4

2.1.4云母增强聚丙烯改性料配方 4

2.2工艺流程设计 4

第三章 物料衡算 4

3.1物料衡算的意义 4

3.2物料衡算计算步骤 4

3.3物料衡算计算过程 4

3.3.1 计算基准 4

3.3.2 物料衡算 4

3.3.3 各组分理论需要量 4

3.3.4 实际物料需求量 4

第四章 反应设备及选型 4

4.1 挤出成型设备的组成 4

4.1.1挤出成型主机的组成 4

4.1.2辅机 4

4.1.3控制系统 4

4.2双螺杆挤出机 4

4.2.1双螺杆挤出机的结构与分类 4

4.2.2双螺杆挤出机选型 4

4.3挤出辅机的选型 4

4.3.1上料装置选型 4

4.3.2机头 4

4.3.3冷却装置 4

4.3.4牵引装置 4

4.3.5切粒机选型 4

4.3.6干燥机选型 4

4.3.7振动筛的选型 4

4.3.8其他设备选择 4

第五章 生产车间平面设计 4

5.1车间设计的原则 4

5.2车间主要设备及尺寸 4

5.3车间设计的布置 4

5.3.1车间设备分布设计 4

5.3.2车间尺寸设计 4

第六章 能量衡算 4

6.1电能计算 4

6.2冷却水消耗计算 4

第七章 车间生产成本计算 4

7.1材料支出费用 4

7.2设备支出费用 4

7.3车间资金投入费用 4

7.4员工安排及工资支出费用 4

7.5水电支出费用 4

7.5.1生产中电费 4

7.5.2冷却水费用 4

7.6车间总支出 4

7.7生产专用料车间利润计算 4

第八章 结论 4

参考文献 4

致谢 4

第一章 绪论

1.1概述

聚丙烯是非常常见的高分子材料，由丙烯单体聚合而成，具有等规、无规和间规三种结构。当其用于工业场合时，等规结构是最为主要的结构^[1-3]。与其他通用热塑性塑料相比，还有比重最轻、耐腐蚀、电绝缘性良好等优点，又由于市场价格便宜、合成工艺简单、来源广泛，聚丙烯的需求量一直呈上升趋势。功能化聚丙烯产品，可以增加原料使用多样性。这种产品市场和应用前景开阔，值得深入研究。

1.2聚丙烯结构和性能

1.2.1聚丙烯结构

配位聚合可以得到聚丙烯。聚丙烯具有头尾相连的线性聚合链结构。聚丙烯分子链具有三种空间定向结构，分别是全同立构、间同立构和无规立构。甲基在分子链上的位置是确定等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯结构的依据。

1.2.2等规聚丙烯结构

等规、间规和无规聚丙烯的最大区别由聚丙烯的侧甲基位于大分子链段位置的不一样而判别，导致性能也相异^[7]。其中iPP主链上，甲基位于一侧，由于侧甲基的位阻效应，聚丙烯的分子链呈现出螺旋式，并且螺旋周期是三个单体单元。

1.2.3聚丙烯性能

聚丙烯的市场价格便宜，且生产制品工艺简单，来源广泛，有强度、刚度较高的力学性能^[4]，是良好的绝缘、介电材料，能耐沸水、蒸汽，可用于医疗消毒制品，耐化学药品性好^[5]，但容易氧化，透明性差，可进行改性弥补^[6]。

1.2.4等规聚丙烯性能

等规聚丙烯是一种乳白色蜡状物，无毒、无味。与PE相比，虽然外观类似，但iPP更透明更轻，等规度的变化也会导致其性能的变化^[8]。iPP是一种最常见的热塑性塑料，结晶性和规整度很好，目前生产的聚丙烯95%为iPP，又因为它具有良好的力学性能、可行的加工性能和低廉的价格而常常被应用于工业上^[9]。

1.3云母改性聚丙烯

云母是一种廉价的高分子材料的填充料。用云母增强聚丙烯，不仅可拓展聚丙烯的使用范围，还能优化聚丙烯制品的性能。因为云母纵横比大、耐热、绝缘性能优良等优势，把它用来填充增强聚丙烯，能得到模量高、耐热、绝缘性好的结构材料。这种材料在家电、仪器仪表、和汽车制造等行业都有着广阔的发展前景^[10]。

在聚丙烯中添加云母，这样材料才不会发生翘曲、变形等情况，但韧性却会因此变低，所以复合材料也需要改性^[11]。本文主要是对云母增强聚丙烯进行生产线设计，所以对复合材料的改性不做过多的研究。

1.4设计内容、目的及意义

1.4.1设计的内容

1、原材料、改性剂和助剂的选择、工艺配方设计；

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