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南京科亞化工成套裝備有限公司 2020-03-09 點擊2581次
超大長徑比雙螺桿擠出機應(yīng)用于超高分子量聚乙烯行業(yè)
超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene,簡稱UHMWPE)是新型的熱塑性工程塑料,分子結(jié)構(gòu)和普通聚乙烯相同,但黏均分子量可達150萬到1000萬。UMMWPE分子鏈很長,沿同一方向排列,相互纏繞,通過強化分子間相互作用,能夠?qū)⑤d荷更有效地傳遞到主鏈,因此UMMWPE具有很高的比模量和比強度。UMMWPE還具有極佳的抗沖擊性、耐磨損性、耐化學(xué)腐蝕性、耐低溫性、耐候性,自身潤滑等,廣泛應(yīng)用于能源、化工、紡織、建筑、冶金等領(lǐng)域。近年來,UMMWPE材料兩個最突出的應(yīng)用領(lǐng)域是UMMWPE纖維和UMMWPE鋰電池隔膜,南京科亞的超大長徑比雙螺桿擠出機都有突出表現(xiàn)。
UMMWPE纖維與芳綸、碳纖維合稱為世界三大高科技纖維,產(chǎn)品應(yīng)用于防彈、防刺等高強類國防軍需裝備,以及航空航天,海洋產(chǎn)業(yè),運動器材,建筑加固等行業(yè)。我國UMMWPE纖維行業(yè)起步較晚,早期從原材料到工藝設(shè)備幾乎都被發(fā)達國家壟斷,隨著近二十余年的發(fā)展,現(xiàn)在我國UMMWPE纖維生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)能已經(jīng)躍居世界前列,原料和工藝設(shè)備都已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化,產(chǎn)品性能也接近國際先進水平。
(UMMWPE纖維用于防彈衣)
鋰離子電池自上世紀90 年代初索尼公司開發(fā)成功后,以其能量密度高、循環(huán)壽命長和電壓高等優(yōu)異的電性能而獲得了迅速的發(fā)展。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機、電腦等電子產(chǎn)品領(lǐng)域,隨著近年來在動力電池的應(yīng)用成熟,需求量呈急劇增長。
鋰離子電池由正負極、電解質(zhì)和隔膜組成,隔膜的一個重要功能是隔離正負極并阻止電池內(nèi)電子穿過,同時能夠允許離子的通過,從而完成在電化學(xué)充放電過程中鋰離子在正負極之間的快速傳輸。隔膜性能的優(yōu)劣直接影響著電池內(nèi)阻、放電容量、循環(huán)使用壽命以及電池安全性能的好壞。隔膜越薄、孔隙率越高,電池的內(nèi)阻越小,高倍率放電性能就越好,因此,隔膜對提高電池的綜合性能具有十分重要的作用。商品化鋰離子電池隔膜材料仍主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜,尤其在動力電池領(lǐng)域,UMMWPE隔膜由于突出的性能應(yīng)用廣泛。
UMMWPE微孔膜的制備方法有干法(熔融拉伸,MSCS)和濕法(熱致相分離,TIPS)之分,兩種方法都包括UMMWPE或混合物的擠出步驟,然后至少一個取向步驟使薄膜產(chǎn)生孔隙并提高拉伸強度,南京科亞的超大長徑比擠出機就是這個擠出步驟的關(guān)鍵設(shè)備,目前已經(jīng)在一些隔膜生產(chǎn)企業(yè)開始批量化生產(chǎn)。
(熱致相分離法制備的鋰離子電池隔膜)
南京科亞在UMMWPE行業(yè)的設(shè)備研發(fā),始于上世紀90年代初,現(xiàn)在已經(jīng)形成從螺桿直徑36mm到125mm的多個規(guī)格型號擠出機的開發(fā)和應(yīng)用,其長徑比(L/D)可達到68-72,是目前國內(nèi)乃至世界先進水平。南京科亞的UMMWPE超大長徑比擠出機研發(fā),為滿足UMMWPE擠出的極高工藝需求,解決了一系列技術(shù)難題,獲得了多項技術(shù)成果和專利。目前,南京科亞超大長徑比擠出機在UMMWPE纖維行業(yè)已經(jīng)占據(jù)主要市場份額,在隔膜行業(yè)也開始取代進口設(shè)備應(yīng)用。
國家和行業(yè)協(xié)會極為重視UMMWPE發(fā)展,在“十二五”、“中國制造2025”等規(guī)劃中重點將超高分子量聚乙烯材料應(yīng)用研發(fā)列為重點突破的28項關(guān)鍵技術(shù)之一,并要求“要對國內(nèi)已有基礎(chǔ)的新一代超高強高模聚乙烯等應(yīng)用技術(shù)深化研究,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級”。南京科亞將響應(yīng)國家號召,抓住市場時機,把提高單機產(chǎn)量,降耗增效,實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)作為發(fā)展重點,以技術(shù)進步帶動產(chǎn)業(yè)升級,為我國超高分子量聚乙烯行業(yè)的制備技術(shù)和裝備水平達到國際先進水平做出貢獻。