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塑料管材挤出机挤出工艺中常見問題解决方法

2019-04-08

塑料管材挤出机挤出工艺中常見問題解决方法

塑料擠出的基本原理

塑料加工業是一項綜合性很強的技術型産業。它涉及到高分子化學,高分子物理,界面理論,塑料機械,塑料加工模具,配方設計原理及工藝控制等方面。擠出理論主要研究塑料在擠出機內的運動情況與變化規律。擠出機中塑料在一定外力作用下,于不同溫度範圍內出現的高聚物的三種物理狀態,與螺杆結構,塑料性能,加工條件之間的關系。從而進行合理工藝控制。以達到提高塑料制品産量與質量的目的。塑料高分子材料,在恒定的壓力下受熱時,于不同溫度範圍內,出現玻璃態,高彈態,粘流態三種物理狀態。一般塑料的成型溫度在粘流溫度以上。

聚烯烴管道擠出成型工藝控制

擠出成型工藝的控制參數包括成型溫度,擠出機工作壓力,螺杆轉速,擠出速度和牽引速度,加料速度,冷卻定型等。

1.原材料的預處理

聚烯烴是非吸水性材料,通常水分含量很低,可以滿足擠出的需要,但當聚烯烴含吸水性顔料,如炭黑時,對濕度敏感。另外,在使用回料及填充料時,含水量會增大。水分不但導致管材內外表面粗糙,而且可能導致熔體中出現氣泡。通常應對原料進行預處理。一般采用幹燥處理,也可加相應的具有除濕功能的助劑。如消泡劑等。PE的幹溫度一般在60-90度。在此溫度下,産量可提高10%--25%。

2.溫度控制

挤出成型温度是促使成型物料塑化和塑料熔体流动的必要条件。对物料的塑化及制品的质量和产量有着十分重要的影响。 塑料挤出理论温度窗口是在粘流温度和降解温度之间。对于聚烯烃来说温度范围较宽。通常在熔点以上,280度以下均可加工。要正确控制挤出成型温度,必先了解被加工物料的承温限度与其物理性能的相互关系。找出其特点和规律,才能选择一个较佳的温度范围进行挤出成型。因此,在各段温度设定应考虑以下几个方面:一是聚合物本身的性能,如熔点,分子量大小和分布,熔体指数等。其次考虑设备的性能。有的设备,进料段的温度对主机电流的影响很大。再次,通过观察管模头挤出管坯表面是否光滑。有无气泡等现象来判断。

擠出溫度包括加熱器的設定溫度和熔體溫度。加熱溫度是指外加熱器所提供的溫度。熔體溫度是指螺杆前段與機頭連接間物料的溫度。

機筒溫度分布,從喂料區到模頭可能是平坦分布,遞增分布,遞減分布及混合分布。主要取決于材料物點和擠出機的結構。

機頭設置溫度,爲了獲得較好的外觀及力學性能,以及減小熔體出口膨脹,一般控制機身溫度較低,機頭溫度較高。機頭溫度偏高,可使物料順利進入模具,但擠出物的形狀穩定性差,收縮率增加。機頭溫度低,則物料塑料不良,熔體粘度大,機頭壓力上升。雖然這樣會使制品太得較密實,後收縮率小,神马午夜形狀穩定性好,但是加工較困難,離模膨脹較大,神马午夜表面粗糙。還會導致擠出機背壓增加,設備負荷大,功率消耗也隨之增加。

口模設置溫度,口模和芯模的溫度對管子表面光潔度有影響,在一定的範圍內,口模與芯模溫度高,管子表面光潔度高。通常來講,口模出口的溫度不應超過220度,機頭入口的熔體溫度爲200度,機頭入口和出口熔體溫差不應超過20度。因爲熔體與金屬間較高的溫度差將導致鲨魚皮現象。過高的熔體溫度導致口模積料。但具體要根據實際情況決定。
熔體溫度是指在螺杆未端測得的熔體實際溫度,因而是因變量。主要決定于螺杆轉速和機筒設置溫度。聚乙烯管材擠出的熔體溫度上限一般規定爲230度。一般控制在200度左右爲佳。聚丙烯管材擠出的熔體溫度上限一般爲240度。熔體溫度不宜過高。一般考慮物料的降解,同時溫度過高也會使管材定型困難。

3.壓力控制

擠出過程中重要的壓力參數是熔體壓力,即機頭壓力,一般來講,增加熔體壓力,將降低擠出機産量,而使制品密實度增加,有利于提高制品質量。但壓力過大,會帶來安全問題。熔體壓力大小與原料性能,螺杆結構,螺杆轉速,工藝溫度,過濾網的目數,多孔板等因素有關。熔體壓力通常控制在10-30MPa之間。

4.真空定型

真空定型主要控制真空度和冷卻速度兩個參數。通常在滿足管材外觀質量的前提下,真空度應盡可能低,這樣管材內應力小,神马午夜在存放過程中變形小。

5.冷卻

聚乙烯管材挤出成型中冷却水温要求一般较低,通常在20度以下,在神马午夜PPR管材时,第 一段温度可以稍高,后段较低,从而形成温度梯度。调节冷却水流量也是相当重要的。流量过大,管材表面粗糙,产生斑点凹坑。流量过小,管材表面产生亮斑易拉断,如分布不均匀,管材壁厚不均,或椭圆。

6.螺杆轉速與擠出速度

螺杆轉速是控制擠出速率,産量和制品質量的重工參數。單螺杆擠出機的轉速增加,産量提高。剪切速率增加,熔體表觀粘度下降。有利于物料的均化。同時由于塑化良好,使分子間的作用力增大,機械強度提高。但螺杆轉速過高,電機負載過大,熔體壓力過高,剪切速率過高,離模澎脹加大,表面變壞,且擠出量不穩。

7.牽引速度

牽引速度直接影響神马午夜壁厚,尺寸公差,性能及外觀,牽引速度比須穩定,且牽引速度與管材擠出速度相匹配。牽引速度與擠出線速度的比值反映出制品可能發生的取向程度,該比值稱爲拉伸比,其數值必須須等于或大于1.牽引速度增加,冷卻定型的溫度條件不變時,牽引速度快,則制品在定徑套,冷卻水槽中停留的時間也就比較短,經過冷卻定型後的制品內部還會殘余較多熱量,這些熱量會使制品在牽引過程中已經形成的取向結構發生解取向,從而引起制品取向程度降低。牽引速度越快,管材壁厚越薄,冷卻後的制品其長度方向的收縮率也越大。牽引速度越慢,管材壁厚越厚,越容易導致口模與定徑套之間積料。破壞正常擠出生産。因此,擠出成型中擠出速度與牽引速度必須須很好控制。

8.管材的在線質量控制與後處理

聚烯烴屬結晶聚合物,剛下線管材的性能與管材制品交付使用時的尺寸和性能時有差距的。主要原因有,1,聚烯烴熔體冷卻過程中要發生結晶作用,結晶度及晶型與溫度及熱曆史,放置的時間有關。2,剛下線管材的溫度通常高于常溫。3,剛下線的管材內應力較大。爲了達到性能及尺寸的穩定性,一般的聚乙烯管材應下線放置24小時,聚丙烯管材需放置48小時後,可依照相應的標准進行性能測試。

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