pvc管材生產(chǎn)中常見問題及解決辦法-資料下載頁
2025-04-16 13:08本頁面
【正文】 生產(chǎn)出現(xiàn)過塑化問題，且管材的擠出量隨之下降，造成產(chǎn)量的降低。如圖4所示，在相同的擠出工藝條件下，隨著填料含量的增加，扭矩值和熔體壓力呈逐步上升趨勢。隨著填料含量的增加，螺桿中物料的密度也隨之增大，使得物料在擠壓、剪切過程中的摩擦力增加，摩擦熱因此急劇增加，從而導(dǎo)致螺桿、機筒4區(qū)（均化擠出段）的溫度遠遠超出設(shè)定溫度（如圖5所示），而此時設(shè)備自身的冷卻系統(tǒng)已達到滿負荷狀態(tài)，無法使該區(qū)溫度繼續(xù)下降，通常會高出設(shè)定溫度15℃～25℃。這時若要緩解物料的過塑化問題，必須將實際溫度降低至130℃以下，而在如此低的溫度下生產(chǎn)管材，由于物料對螺桿磨損以及扭矩的上升對設(shè)備的安全運行極為不利，而且此時物料塑化所需的熱能需要大量的機械能來轉(zhuǎn)換，這樣長時間的擠出運轉(zhuǎn)勢必會加劇螺桿及設(shè)備傳動系統(tǒng)的損壞。 圖5 填料對擠出工藝控制方面(工藝溫度)的影響另一方面是填料本身對管材擠出設(shè)備的磨損。一般，～3，即便是硬度低于鋼材的填料，其尖角也會對設(shè)備有影響。從機筒抽真空處觀察到的塑化情況與螺桿扭矩曲線上表現(xiàn)出的塑化情況對比發(fā)現(xiàn)，粒徑大小以及粒徑分布均勻程度直接影響混料的塑化時間和螺桿扭矩的變化，甚至顆粒大小、分布和形狀相同的填料，若硬度較高，對料筒、螺桿、混料機槳葉，甚至是模具都會有較大的磨損。 綜上所述，在實際生產(chǎn)過程中，填料增加后的情況：試樣0～4的液壓實驗時間從23min～60min不等。試樣0～3主要是剪切熱大，物料有過塑化現(xiàn)象，均出現(xiàn)了韌性變形：試樣0的液壓時間為23min，此時物料并未出現(xiàn)塑化過度的現(xiàn)象，但存在螺槽中物料填充不足的現(xiàn)象；試樣1降低了主機速度，由于塑化效果不充分，出現(xiàn)了脆爆現(xiàn)象；試樣2的機身2區(qū)和機頭2區(qū)溫度比1高5℃，雖進一步改善了塑化效果，大大延長了液壓實驗時間，但仍然達不到國標要求。這4次工藝調(diào)整使得物料的塑化狀態(tài)逐漸由條狀轉(zhuǎn)變?yōu)樾鯛?，扭矩值和熔體壓力也逐漸恢復(fù)到原有水平，液壓實驗逐漸好轉(zhuǎn)，但仍然達不到質(zhì)量標準要求。這樣我們對試樣4的滑劑種類進行了調(diào)整，適當(dāng)?shù)脑黾恿藘?nèi)潤滑劑的比例，對比發(fā)現(xiàn)該試樣有效提高了填料的分散性，改善了塑化效果，而且所獲得的混料電流值最高，液壓實驗性能最好。 圖6 液壓實驗對比圖解決方案 一般，可以通過提高管材的擠出速度和增加模具壓縮段的壓力來提高離模膨脹率，從而使管材的壁厚達到標準范圍。通過降低真空箱的真空度可以將管材的外徑維持在標準的范圍內(nèi)，如果仍無法達到預(yù)期的目的，那么就必須通過更換定型模具來解決該問題。 在實際生產(chǎn)過程中，可以通過降低管材的擠出速度或喂料量來緩解高扭矩和高摩擦熱的問題，但隨之而來的是設(shè)備產(chǎn)能的下降和單位管材能耗的增加，不利于管材穩(wěn)定高效的生產(chǎn)。在增加填料的同時，應(yīng)盡可能地將扭矩值和熔體壓力保持在原有水平：一方面，可適當(dāng)調(diào)整工藝溫度。但這通常要降低機身溫度，適當(dāng)提高模具以及合流芯的溫度，以減少物料在機身部分的受熱程度，緩解過塑化問題。另一方面，要改進管材生產(chǎn)的整個生產(chǎn)流程源頭，即調(diào)整配方組份。調(diào)整配方組份其實主要是指調(diào)整配方中的潤滑體系，使其最終達到潤滑平衡的狀態(tài)。 在生產(chǎn)PVC硬管時，所需的熱量來自管材擠出機的外部加熱和物料與物料、物料與螺桿和料筒之間的剪切摩擦，后者是主要的供熱源。由于混料在加工時受到一定的剪切力會產(chǎn)生大量的剪切熱，這就要求混料配方具有控制塑化速率及熔體粘度的特性。雖然潤滑劑對混料的影響不大，但潤滑劑可調(diào)節(jié)物料分子之間的作用力和物料與機械表面的摩擦力，其中內(nèi)潤滑劑能促進塑化并降低塑化扭矩，而外潤滑劑可延遲塑化并防止樹脂熔體粘附在加工設(shè)備的金屬表面。可通過調(diào)整內(nèi)外潤滑劑的比例來調(diào)控樹脂混合物的塑化時間，以滿足特定加工設(shè)備及工藝所要求的塑化速率。 表 各配方的配比情況 在管材生產(chǎn)的過程控制中，需要結(jié)合干混料的性能檢測結(jié)果對配方中的潤滑體系進行調(diào)配。調(diào)配主要以硬脂酸、石蠟和改質(zhì)劑為主，保證混料電流值趨于偏中下水平，混料時間必須達到8min以上。在工藝調(diào)試過程中，并不調(diào)整工藝溫度，而是增加喂料量，提高物料的剪切、混煉效果，從而增加管材的密實度，改善液壓實驗性能。隨著擠出工藝溫度控制逐步下降，接下來應(yīng)盡可能下調(diào)工藝溫度，包括機頭溫度的控制。若調(diào)試過程中管材擠出速度變大，出現(xiàn)韌性變形的次數(shù)越頻繁，說明調(diào)整不適宜，干混料的加工性能欠缺。 如果加工設(shè)備的剪切力過大，生成的摩擦熱過多，在加工較易分解的樹脂時就必須降低加工溫度，以避免樹脂內(nèi)部局部過熱而造成熱分解。由于樹脂都是熱的不良導(dǎo)體，單靠降低加熱溫度來調(diào)節(jié)很有限，最可靠的方法是降低樹脂粘度，從根本上減少摩擦熱。這時，可適當(dāng)?shù)匕幢壤黾觾?nèi)、外潤滑劑用量來降低樹脂的熔體粘度，使?jié)櫥w系能適應(yīng)特定的加工設(shè)備及工藝的要求。反之，加工設(shè)備的剪切力較小，則應(yīng)適當(dāng)減少內(nèi)、外潤滑劑的用量。(end)
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