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摘要：介紹了一種地下灌溉用的多孔橡塑滲灌管的膠料配合與生產(chǎn)工藝，對其中主要材料
的選用原理與加工設(shè)備的溫度控制等關(guān)鍵技術(shù)作了詳細闡述。
關(guān)鍵詞：地下灌溉；多孔橡塑滲灌；滲水性能；擠出機。
前言
隨著人類文明的不斷進步，工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，地球生態(tài)環(huán)境卻在不斷惡化。其中水資源的污染與缺乏問題非常嚴峻，為此聯(lián)合國大會已經(jīng)多次發(fā)出警告：在未來的 10 年可能造成水荒。
中國是世界嚴重缺水的 13 個國家之一，未來會因為缺水有 3 億人要移民，作為解決對策我國已經(jīng)采取了一系列措施，特別是正在逐步推廣高技術(shù)節(jié)水灌溉。
傳統(tǒng)的地上灌溉用水量龐大，遠遠超出作物生長所需要的水量，所以浪費相當(dāng)大[1]。我們在對國外相關(guān)產(chǎn)品研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合所里現(xiàn)有設(shè)備，進行了大量試驗，初步開發(fā)出了一種滲灌用橡塑管，這種滲水膠管管壁呈微細的多孔狀。管內(nèi)的水借助很低的水壓和土壤的毛細作用，通過多空的管壁滲漏到周圍的土壤中。當(dāng)土壤干燥疏松時滲水速率較快，當(dāng)土壤中水份較充足時滲水速率較慢，兩者存在一定的平衡作用，構(gòu)成地下灌溉系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。從而使土壤保持一個理想的供水狀態(tài)。綜合地看，這種橡塑滲灌管有以下優(yōu)點：
滲水均勻，防堵塞性能良好。
水的利用率高，水壓要求不大，能耗低。
保溫性能好，有利于過冬作物的種植。
對地面不造成影響，水、氣、肥、溫充分利用。
使用壽命長。
本文對這種多孔橡塑滲灌管的生產(chǎn)技術(shù)的試驗研究進行綜合分析與總結(jié)，以期使該技術(shù)與產(chǎn)品得到推廣應(yīng)用，并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。
主要原材料及其使用
主要原材料有：NR 再生膠粉，上海肖友橡膠有限公司；高密度聚乙烯，上海金山石油化工公司；低密度聚乙烯，上海金山石油化工公司；發(fā)泡劑 AC，上海向陽化工廠；硬脂酸，上海延安油脂廠；滑石粉，上海石粉廠。
膠粉是橡塑滲灌管的主體材料，可以選用 NR 再生膠粉或者 EPDM 再生膠粉，前者機械性能較好，后者使用壽命更長，我們綜合考慮選用 NR 再生膠粉，它主要來自廢舊輪胎，經(jīng)過研磨成粉狀，粒徑在 30 目到 60 目之間[1]。
聚乙烯在本產(chǎn)品中是作為粘接劑使用的，主要是考慮到它的熔點比較低，易于加工。高密度聚乙烯的密度為 0.94~0.97g/cm3，其作用是使膠管強度增大，挺性好，但容易發(fā)脆，不利于擠出。低密度聚乙烯的密度為 0.90~0.93g/cm3，其作用是使膠管屈撓性能增大，易于彎曲，利于擠出，但不增加強度，容易使管子打折，埋在地下容易壓癟，堵塞管道。為了使橡塑滲灌管有較好的綜合性能，我們采用兩者并用的方法。聚乙烯與膠粉在高溫高壓作用下混合粘接起來，并在膠粉顆粒之間形成細小均勻的空隙。這樣就可以產(chǎn)生了很好的滲水效果。
在配方中加入適量的發(fā)泡劑可以增加橡塑滲灌管的發(fā)孔率，其使用量直接關(guān)系到橡塑滲灌管的滲水率與機械性能，用量小則滲水率小，用量大則機械性能差。經(jīng)過大量試驗我們選擇了 AC 發(fā)泡劑，主要是因為它的發(fā)泡起始溫度略高于聚乙烯的熔點溫度，有利于造粒與擠出工藝的溫度控制。用量為 1~2.5 份。
少量使用的硬脂酸鋅與滑石粉是作為加工過程中的潤滑劑，一方面利于材料混合均勻，另一方面可降低成本。
2.橡塑滲灌管的生產(chǎn)配方
經(jīng)過大量試驗研究，終確定以下配方：
3.生產(chǎn)設(shè)備
橡塑滲灌管的生產(chǎn)設(shè)備主要有下列幾種：
造粒擠出設(shè)備
膠管擠出機
冷卻水槽
牽引設(shè)備
畫線機
纏卷機
造粒擠出設(shè)備可選用單螺桿擠出機，但必須經(jīng)過三段反復(fù)造粒，以使材料混合均勻，其效率比較低下，有條件可以選用雙螺桿擠出機造粒。
膠管擠出機為二段塑料擠出機，長徑比（L/D）可選用 24/1[1]，擠出機上的加熱裝置可分為四段： 加料段，壓縮段，均化段，機頭段，每一段都附帶冷卻裝置，以利于溫度的控制。
冷卻水槽的起始端必須帶垂直式圓環(huán)噴淋裝置，這是因為橡塑滲灌管的制造工藝是采用垂直式擠出，剛從機頭出來的管子在進入水槽之前必須彎曲，而此時的管子仍有較高的溫度，此時彎曲容易變形、破裂。所以在彎曲之前必須采用垂直式圓環(huán)噴淋裝置對管子冷卻[2]。
生產(chǎn)工藝
橡塑滲灌管的生產(chǎn)工藝流程如下圖：
其主要工藝流程的操作要點如下：
(1)原料處理過程
由于采用的膠粉質(zhì)量存在著較大的不穩(wěn)定性，所以必須過篩處理，考慮到膠粉的使用目的與機械性能的要求，我們采用 30 目的膠粉，所以
用30 目過篩。由于發(fā)泡劑的用量較少且容易結(jié)塊，
為了分散均勻，所以要用 120 目過篩。
(2)擠出造粒
造粒主要是為了使原材料混合均勻，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，由于要在高溫下混合攪拌，就必須要考慮到發(fā)泡劑的發(fā)泡臨界溫度（AC 發(fā)泡劑的發(fā)泡臨界溫度為 150℃），為了不使發(fā)泡劑在擠出管子之前分解掉，再考慮到聚乙烯的熔點在 125℃左右， 我們把造粒擠出機的溫度設(shè)置為 130℃至 140℃。
(3)膠管擠出
經(jīng)過造粒后，將混合均勻的顆粒投入擠出機進料口，擠出機的各段溫度控制非常重要，加料段和壓縮段的溫度應(yīng)低于體系所用發(fā)泡劑的發(fā)泡臨界溫度，擠出機均化溫度的設(shè)置一般高于壓縮段的溫度而低于機頭溫度，機頭溫度又要高于發(fā)泡臨界溫度[3]。根據(jù)以上原則，擠出機的各段溫度設(shè)置如下。
進料段溫度 140℃
壓縮段溫度 145℃
均化段溫度 150℃
機頭段溫度 160℃
(4) 冷卻裝置
冷卻裝置主要是使膠管在擠出之后迅速冷 卻，以利于膠管在牽引、畫線、纏卷過程中不至于變形、破裂。除了上文提到的環(huán)行噴淋冷卻裝置之外，還必須配備彎曲的引導(dǎo)通道，以利于膠管順利進入水槽。此時膠管還有較高的溫度，這就要靠冷卻水槽來冷卻。冷卻水槽的長度應(yīng)當(dāng)在3 米以上，并帶有循環(huán)冷卻水，其中還應(yīng)設(shè)置必要的滾輪以利管子通過。
5.結(jié)束語
經(jīng)過以上的配合工藝，可以制作成滲水性能良好、物理機械性能優(yōu)良的多孔橡塑滲灌管。將該種管子埋于地下，一頭接在水源上，并給予一定的水壓，水就可以透過管壁的毛細孔進入到土壤，直達作物根部，達到節(jié)約用水的目的。大力提倡使用這種多孔橡塑滲灌管，特別是在干旱缺水地區(qū)，可以大量節(jié)約水資源，利國利民。
參考文獻
劉玉田，地下灌溉用多孔滲水膠管[J]，特種橡膠制品，
2003，3（3）；45-48。
劉作新，梁海軍，橡塑滲灌管生產(chǎn)工藝及其滲水性能研究進展[J]， 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報， 2006，12（3）；255-258。