层压样品展示了天然纤维复合材料(NFK复合材料)的多种可能性。
应用

NFK: 天然纤维复合材料

数千年来,天然材料一直是人类的主要原材料。

木材用于建造房屋和船舶,亚麻纤维和大麻纤维被加工成绳索以及船帆、谷物袋等技术纺织品。
进入近代和工业革命时期,新的应用领域不断涌现。化学家开发出粘合剂,借助这些粘合剂,天然纤维得以加工成稳定的构件,并应用于不同工业领域。

典型应用领域

天然纤维的独特性能——无论是过去还是现在——都是选择这种材料的驱动力:其良好的机械强度值,如拉伸强度和抗冲击强度、伸长率和弹性模量,同时兼具轻质特性。

可再生原料基础、优异的二氧化碳和能源平衡,以及具有竞争力的价格,使得应用领域及相应产量迅速增长。最重要的应用领域包括汽车和飞机制造业以及建筑业。

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优势

BUSS 混炼系统为天然纤维复合材料 (NFC) 提供以下具体优势。

均匀的剪切速率使得混炼机能够在较低温度下实现受控混合,同时仅针对当前工艺任务引入所需的剪切能量。与其他系统相比,狭窄的剪切速率分布确保了每个颗粒都能获得均匀的剪切过程。这实现了高质量加工,同时减少了能量输入。

BUSS 混炼机凭借可控的能量输入、均匀适中的剪切速率以及通过热电偶进行的温度监控,实现了精确的温度控制。这些热电偶安装在沿工艺段相关位置、被聚合物包围的空心捏合销钉中。

BUSS 混炼机适中的剪切速率确保了可控的剪切和低温曲线,相比其他系统,对纤维及炭黑等高结构填料的损伤显著降低。这带来了更优异的机械和电气性能、改善的流动性以及昂贵添加剂用量的减少。

BUSS 混炼机技术通过将填料分配至 2-3 个进料位置、利用侧向喂料螺杆等进料装置、填料的重力计量添加、反向排气以及卓越的输送效率,可实现高达 70% 的填料含量(针对天然纤维复合材料)。混炼机适中的剪切速率可轻松处理高填料含量时产生的高粘度。

在BUSS混炼机中进行混炼与在卸料单元中建立压力的分离设计,使得在低压和低温条件下进行加工成为可能。通过在各工艺区配置特定应用的螺杆几何结构,可确保优化的温度曲线。

对混炼的要求 天然纤维复合材料

用于生产天然纤维复合材料的混炼系统,其基体采用热塑性或热固性聚合物。热塑性材料包括PE、PP、PS、PVC或PLA,而热固性材料主要为丙烯酸树脂、环氧树脂和酚醛树脂。

纤维材料的主要代表有亚麻、大麻、黄麻、洋麻、剑麻、蕉麻和棉花。木纤维、木粉或稻壳也是广泛使用的其他材料。在许多情况下,会使用定制化的偶联剂来确保基体与纤维之间的最佳结合。

天然纤维复合材料的混炼过程要求具备优异的分散性和分布性混合能力,且需在低温条件下进行,以处理通常占30-70%高比例的天然纤维和添加剂,同时避免对天然纤维造成热损伤。多路分流喂料以及必要时在特定位置注入偶联剂液体,均属于工艺要求范畴。

典型的设备布局

BUSS 混炼机在以下应用中能够充分发挥其独特优势: 在天然纤维复合材料混炼过程中,其工作原理可实现极高次数的混合循环,同时保持温和且均匀的剪切速率,从而在最大产能下实现最高混合效率及产品品质。

温和剪切速率的附带效应是,与替代性螺杆机械相比,其磨损程度显著降低。

加工区采用模块化结构,并由公司内部专家根据具体应用进行设计。通过 BUSS 混炼机的两级系统,混炼与建压步骤得以彻底分离。

因此,在天然纤维复合材料的混炼中,BUSS 混炼机的各工艺步骤可独立优化。BUSS 混炼机的可开启式机筒或卸料挤出机的可移出式机筒确保了系统的快速检修与高可用性。

整个设备的模块化及可调整结构,加上 BUSS 广泛积累的工艺专长,使 BUSS 混炼机成为天然纤维复合材料混炼的首选方案。

COMPEO 用于天然纤维复合材料(NFC)混炼

请在我们的 COMPEO 展厅查看用于生产天然纤维复合材料的典型设备布局。

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布斯混炼机全球应用

我们获得专利的混炼机如今遍布全球,支持客户进行塑料生产。借助BUSS混炼系统,我们的客户能够应对天然纤维复合材料混炼中的所有高要求。

全球混炼机应用地图:高性能复合材料生产设备分布概览

NFK 混炼中使用的混炼机数量

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