传统热塑性塑料管材的挤出成型，熔体活动方向平行于管材轴线，管壁中塑料大分子链沿平行于管材轴线取向，管壁的强度是轴向大于周向，而承压管材的受力则是周向为轴向的二倍，因而轴向和周向强度与轴向和周向应力相悖。热塑性塑料管材挤出涂覆成型将熔体活动方向旋转为与管材轴线挨近笔直，塑料大分子链以沿管材周向取向为主，使塑料管材周向强度大于轴向，使轴向、周向的强度和受力保持一致。
1、前语
热塑性塑料管材创造至今，已有七十余年的前史，塑料管材的品种、用量、运用技能和制作技能等都获得惊人进步。
可是，传统热塑性塑料管材的挤出成型，塑料熔体的活动方向平行于管材轴线，七十余年来基本无变化。此举带来的坏处是：管壁中塑料大分子链是沿平行于管材轴线取向的，管壁的强度是平行于管材轴线方向大于笔直于管材轴线方向。这与承压管材承受内压时管壁受力恰恰相反。根据承压管材的受力分析，当管材在承受内压时，管壁中沿圆周发生的应力约为管壁中平行于管轴线所发生应力的两倍以上。
原本塑料的强度就比金属低许多，塑料强度高的方向并未用于塑料管材强度需要高的环向管壁上，而是落在了相对而言强度要求不高的轴向上，这一现象的存在，无疑是一种很大的糟蹋。不同的塑料，这种各向异性不同的大小也不尽相同，如最简单取向的TLCP，当选用注射成型时，平行于熔体活动方向的强度高达笔直于熔体活动方向的三倍左右，也就是说，强度可达150MPa的TLCP，当选用传统挤出成型法制作管材时，其可利用强度缺乏50MPa。
中国专利CN101332667A公开了一种长玻纤增强塑料管材挤出机头，详细涉及一种安装在塑料挤出机上且具有长玻璃纤维在线螺旋复配特点的塑料圆形管材挤出机头。该设备具有玻璃纤维的输入及纤维与熔体的混合分布设备和芯棒滚动设备，该机头的混合分布设备成功将一定长度经偶联剂处理的玻璃纤维输入到已塑料化的塑料熔体中，并使玻璃纤维均匀地混合到其中，成为纤塑混合熔体。该机头的芯棒滚动设备完成了熔体在芯棒和口模间由沿芯棒轴线活动到绕芯棒螺旋方向活动的改动，直至固化。上述设备挤出的塑料管材中，聚合物分子和长玻璃纤维沿轴线的螺旋方向取向，大大进步了管材的周向强度。
可是，上述塑料管材中长玻璃纤维周向排布是通过芯棒在口模中的旋转完成的，需要外加驱动动力并设置相应的传动设备(如芯棒转速调节链轮、芯棒旋转传动链轮支架、芯棒旋转传动链条、可旋转芯棒与传动从动链轮)，不只消耗能量且机头结构杂乱;另外，上述设备中一个无法克服的坏处是，熔体随芯棒旋转并被逐渐推出口模冷却定型的过程中，管胚中存在着旋转应力，因而管材除了必须进行直线运动外，又增加了一种无谓的的旋转运动，并且这旋转应力将被冻结在管壁中，这是所有热塑性塑料管材的挤出成型所不允许的;另外，大都塑料的挤出加工熔体温度约为200℃左右，有的甚至高达400℃左右，塑料在挤出过程中的熔体压力高达数兆帕至数十兆帕，填加了玻纤的聚合物熔体压力必然更高，致使芯棒与轴承座之间的密封十分困难，简单构成熔体走漏，影响设备的正常工作，并增加操作者劳动强度，有时甚至会导致设备损坏等状况的发生。
2、热塑性塑料管材的挤出涂覆成型
首要热塑性塑料管材的成型，传统办法为挤出成型。如上所述，在挤出成型过程中，熔体活动方向与管材轴线平行，大分子链也平行于管材轴线取向，管壁的强度是平行于管材轴向大于笔直于管材轴向。为进步塑料管材功能，赋予其新的功能，常对塑料管材外外表进行修饰加工，以进步塑料管材的强度、韧性、弹性模量，或阻氧性、防静电及导电性、阻燃性等。传统的挤出涂覆办法，熔体活动方向也是平行于管材轴线的。
为改动这一落后技能，曼瑞德自控系统公司申请了PCT专利，并获美国授权，如图2所示。选用这项专利技能，使塑料管材在挤出成型过程中，熔体活动方向由平行于管材轴线改动为笔直于管材轴线方向，塑料大分子链取向也由平行于管材轴线改动为与管材轴线笔直，并与管材园周相切，管壁强度笔直于管材轴线方向大于平行于管材轴线，纤维增强的热塑性塑料管材亦将完成真实意义上的笔直于管材轴线方向上的增强。这个专利提供了一种改动熔体活动方向的关键技能，即含有导流板的挤出涂覆机头及含有涂覆机头的塑料管材涂覆成型设备。
由导流板两边发生的两股熔体流，违拗、逆时针方向活动，涂覆在芯管构成的管胚外壁，热塑性塑料的大分子链准沿着管胚周向取向。在牵引机施于管材的轴向线速度的作用下，两股熔体流将构成穿插摆放，穿插视点由牵引速度与熔体流速决定。
热塑性塑料管挤出涂覆成型设备(2、原料预处理设备;5、涂覆层供料挤出机;6、挤出涂覆机头;7、定径冷却设备;8、牵引设备;9、制品管卷取设备;10、芯管挤出成型机)
热塑性塑料管材挤出涂覆成型是这样完成的：挤出涂覆机头6中设有两只导流板，由两台挤出机供料。一只导流板承受来自挤出机10熔融塑化的聚合物熔体并挤出成型芯管，另一只导流板承受来自挤出机5熔融塑化的聚合物熔体并挤出涂覆在芯管之外，经冷却定型可得制品管。
热塑性塑料管材的生产过程是靠牵引机的牵引力将管胚引出口模进入定径冷却设备的，在牵引力的作用下，导流板构成的两股相向而行的熔体流将绕芯棒呈螺旋轨迹被拉伸构成了网状，可称为穿插复合。螺旋角的大小由挤出速度与牵引速度之比确认，其中环向强度等于轴向强度的2倍的螺旋角(穿插复合角)为抱负的视点。图6中制品管实践为四层结构，四层中的大分子链沿管材园周取向。
3、热塑性塑料管材挤出涂覆成型的运用
TLCP具有高强度、高模量、高耐热、高抗冲、高耐磨、高阻燃、高阻隔、耐腐蚀、低蠕变、低热导等特点，功能超群。可是其大分子链极易取向，制品各向异性严重，熔接缝强度与非熔接缝处强度相差悬殊，约束了该产品的广泛运用。选用热塑性塑料管材挤出涂覆成型技能挤出涂覆成型TLCP管材，或许TLCP/TP合金管材，TLCP的棒状大分子将挨近笔直于管材轴线取向，这种取向将首要体现在管材的周向强度上，并且熔接缝强度低的坏处将被穿插复合所补偿。
3.1TLCP输汽管道
用于运送较高温度的蒸汽时，与金属管材比较，可以节约很多防腐费用和保温费用，运用寿命长;与传统挤出成型法比较，管材承压能力可进步一倍以上。
3.2TLCP原油集输管道
与金属管材比较，可以节约很多防腐费用、很多伴热保温费用，运用寿命长;与传统挤出成型法比较，管材承压能力可进步一倍以上。
3.3TLCP/TPU合金油井抽油衬管
可习惯5000公尺以内油井采油，远远超越UHMWPE衬管的2500公尺和PEX衬管的3500公尺。
3.4TLCP/PO合金阻氧塑料管
耐水性、耐热性、阻隔功能、力学功能等优秀，二层结构，功能超越选用EVOH五层结构阻氧塑料管，废料回收简单。(1、制品塑料管;2、原料处理设备;3、送管机;4、管材外表预热等离子处理设备;5、挤出机;6、挤出涂覆机头;7、定型冷却设备;8、牵引机;9、涂覆了TLCP/PO合金层的阻氧塑料管)
送管机3和引管机8线速度持平，将需外表改性或许增加新功能的半制品管如需涂覆阻氧层的PEXb管、PEXc管和同步交联PEXa管等的半制品置于半制品管放卷机1上，经送管机3和引管机8拖动放卷，并进入管材外表处理设备4中对管材外表处理，处理的办法为等离子体处理、电晕处理，或许火焰处理等，经外表处理过的半制品管进入涂覆机头6中，与通过原料处理设备2和涂覆层挤出机5熔融塑化的聚合物熔体集合。在涂覆机头6中，熔体以与半制品管轴线笔直，并沿与半制品管外壁相切顺逆时针方向活动，被涂覆到半制品管的外外表后进入定型冷却水箱7冷却定型，最终得到外外表经挤出涂覆改性的管材阻氧层的阻氧管，并被收集到制品收卷机9上。
