Problémák és megoldások a műanyag extrudálásban
1. szakasz A műanyag extrudálás alapelvei
A műanyagfeldolgozó ipar rendkívül átfogó, technológián{0}}alapú iparág. Ez magában foglalja a polimer kémiát, a polimer fizikát, az interfész elméletet, a műanyag gépeket, a műanyag feldolgozó öntőformákat, a képlettervezési elveket és a folyamatvezérlést stb. Az extrudálás elmélete elsősorban a műanyagok extruderben való mozgását és szabályainak változását vizsgálja. Az extruderben lévő műanyagra bizonyos külső erő hat, és a nagy polimer három fizikai állapota közötti kapcsolat különböző hőmérsékleti tartományokban, a csavarszerkezet, a műanyag tulajdonságok és a feldolgozási körülmények között. Annak érdekében, hogy ésszerű folyamatszabályozást hajtsunk végre. A műanyag termékek kibocsátásának és minőségének javítása céljának elérése érdekében. Ha a műanyag polimer anyagokat állandó nyomáson hevítik, három fizikai állapotban jelennek meg: üvegállapotban, nagy rugalmasságban és viszkózus folyékony állapotban különböző hőmérsékleti tartományokban. Általában a műanyag formázási hőmérséklete meghaladja a viszkózus előremenő hőmérsékletet.
2. szakasz Poliolefin cső extrudálási folyamatának szabályozása
Az extrudálási folyamat szabályozási paraméterei közé tartozik az öntési hőmérséklet, az extruder üzemi nyomása, a csavar sebessége, az extrudálási sebesség és a vontatási sebesség, az adagolási sebesség, a hűtés és a beállítás stb.
1. Nyersanyag előkezelés
A poliolefinek nem-abszorbens anyagok, és általában alacsony a nedvességtartalmuk, ami elegendő az extrudáláshoz, de ha a poliolefinek vízelnyelő pigmenteket, például kormot tartalmaznak, érzékenyek a nedvességre. Ezenkívül újrahasznosított anyagok és töltőanyagok használatakor a víztartalom megnő. A nedvesség nem csak érdességet okoz a cső belső és külső felületén, hanem légbuborékok megjelenését is okozhatja az olvadékban. A nyersanyagokat általában elő kell kezelni. Általában szárítási kezelést alkalmaznak, és a megfelelő páramentesítő funkcióval rendelkező adalékanyagok is hozzáadhatók. Ilyenek a habzásgátlók stb. A PE szárítási hőmérséklete általában 60-90 fok. Ezen a hőmérsékleten a hozam 10%-kal - 25%-kal növelhető.
2. hőmérséklet szabályozás
Az extrudálási formázási hőmérséklet szükséges feltétel a formázóanyag lágyulásának és a műanyagolvadék áramlásának elősegítéséhez. Nagyon fontos hatással van az anyagok lágyítására, valamint a termékek minőségére és teljesítményére. A műanyag extrudálás elméleti hőmérsékleti ablaka a viszkózus előremenő hőmérséklet és a lebomlási hőmérséklet között van. A hőmérséklet-tartomány szélesebb a poliolefinek esetében. Általában az olvadáspont felett és 280 fok alatt is feldolgozható. Az extrudálási hőmérséklet megfelelő szabályozásához meg kell érteni a kapcsolatot a feldolgozott anyag hőmérsékleti határa és fizikai tulajdonságai között. Csak a jellemzőinek és szabályainak megismerésével lehet jobb hőmérséklet-tartományt választani az extrudáláshoz. Ezért a következő szempontokat kell figyelembe venni az egyes szakaszok hőmérséklet-beállításánál: Először is magának a polimernek a tulajdonságai, mint például az olvadáspont, a molekulatömeg mérete és eloszlása, az olvadási index stb. Ezután vegye figyelembe az eszköz teljesítményét. Egyes berendezéseknél a betáplálási szakasz hőmérséklete nagyban befolyásolja a fogadó áramát. Itt is megfigyeljük, hogy a csőszerszámfej által extrudált csődarab felülete sima-e. Hogy vannak-e buborékok és egyéb jelenségek, amelyeket meg kell ítélni.
Az extrudálási hőmérséklet magában foglalja a fűtőelem beállított hőmérsékletét és az olvadék hőmérsékletét. A fűtési hőmérséklet a külső fűtőelem által biztosított hőmérsékletre vonatkozik. Az olvadási hőmérséklet a csavar elülső része és a gépfej közötti kapcsolat közötti anyag hőmérsékletére vonatkozik.
A hordó hőmérséklet-eloszlása a betáplálási zónától a szerszámig lehet lapos, növekvő, csökkenő és kevert. Ez elsősorban az anyag pontjától és az extruder szerkezetétől függ.
A gépfej hőmérsékletének beállításához, a jobb megjelenés és mechanikai tulajdonságok elérése, valamint az olvadékkimenet tágulásának csökkentése érdekében a géptest hőmérsékletét általában alacsonyra, a gépfej hőmérsékletét pedig magasra kell szabályozni. A gépfej magas hőmérséklete miatt az anyag simán bejuthat a formába, de az extrudált termék alakstabilitása gyenge, és a zsugorodási sebesség nő. Ha a gépfej hőmérséklete alacsony, akkor az anyag műanyaga gyenge, az olvadék viszkozitása magas, és a gépfej nyomása megemelkedik. Bár ettől a termék túl sűrű lesz, az utólagos zsugorodási arány kicsi, és a termék alakstabilitása jó, de a feldolgozás nehezebb, a formakioldó tágulás nagy, a termék felülete pedig érdes. Ez az extruder ellennyomásának növekedéséhez, a berendezés nagy terheléséhez és az energiafogyasztás növekedéséhez is vezet. A szerszám kötési hőmérséklete, a szerszám hőmérséklete és a magforma hatással van a cső felületi minőségére. Egy bizonyos tartományon belül minél magasabb a szerszám és a magforma hőmérséklete, annál magasabb a cső felületi minősége. Általánosságban elmondható, hogy a szerszám kimeneténél a hőmérséklet nem haladhatja meg a 220 fokot, az olvadék hőmérséklete a fej bemeneténél 200 fok, és a hőmérséklet-különbség a fej bemenete és a kimeneti olvadék között nem haladhatja meg a 20 fokot. Mivel az olvadék és a fém közötti nagyobb hőmérsékletkülönbség cápabőr jelenséghez vezet. A túl magas olvadási hőmérséklet a szerszámlerakódásokhoz vezet. De ezt a tényleges helyzet alapján kell eldönteni. Az olvadékhőmérséklet az olvadék tényleges hőmérsékletére utal, amelyet a csavar végén mérnek, és ezért ez a függő változó. Ez elsősorban a csavar fordulatszámától és a hordó beállítási hőmérsékletétől függ. Az olvadékhőmérséklet felső határa a polietilén csövek extrudálásához általában 230 fok. Általában jobb, ha körülbelül 200 fokban szabályozzuk. A polipropilén csőextrudálás olvadékhőmérsékletének felső határa általában 240 fok. Az olvadék hőmérséklete nem lehet túl magas. Általában az anyagok lebomlását veszik figyelembe, ugyanakkor a túl magas hőmérséklet megnehezíti a cső alakítását.
3. Nyomásszabályozás
Az extrudálási folyamat legfontosabb nyomásparamétere az olvadéknyomás, vagyis a fejnyomás. Általánosságban elmondható, hogy az olvadéknyomás növelése csökkenti az extruder teljesítményét és növeli a termék tömörségét, ami elősegíti a termék minőségének javítását. A túl nagy nyomás azonban biztonsági problémákat okozhat. Az olvadéknyomás összefügg a nyersanyagok tulajdonságaival, a csavar szerkezetével, a csavar sebességével, a folyamat hőmérsékletével, a szűrőszita hálószámával, a perforált lemezzel és egyéb tényezőkkel. Az olvadéknyomás általában 10-30 MPa között van szabályozva.
4. vákuum beállítás
A vákuumbeállítás főként két paramétert, a vákuum mértékét és a hűtési sebességet szabályozza. Általában a cső megjelenési minőségének kielégítése mellett a vákuum mértékének a lehető legalacsonyabbnak kell lennie, hogy a cső belső feszültsége kicsi legyen, és a termék deformációja a tárolás során kicsi legyen.
5. lehűteni
A polietilén csövek extrudálása során a hűtővíz hőmérséklete általában alacsony, általában 20 fok alatti. A PPR csövek gyártása során a hőmérséklet az első szakaszban valamivel magasabb, az utóbbi szakaszban pedig alacsonyabb lehet, ezáltal hőmérsékleti gradiens alakul ki. Nagyon fontos a hűtővíz áramlásának beállítása is. Ha az áramlási sebesség túl nagy, a cső felülete érdes lesz, ami foltokat és gödröket eredményez. Ha az áramlási sebesség túl kicsi, a cső felületén fényes foltok lesznek, amelyek könnyen eltörhetnek, például egyenetlen eloszlás, egyenetlen falvastagság vagy ellipszis.
6. Csavar sebessége és extrudálási sebessége
A csavar sebessége nehéz paraméter az extrudálási sebesség, a kimenet és a termék minőségének szabályozásához. Az egy-csigás extruder sebessége nő, a teljesítmény pedig nő. A nyírási sebesség növekedésével az olvadék látszólagos viszkozitása csökken. Elősegíti az anyagok homogenizálását. Ugyanakkor a jó lágyításnak köszönhetően a molekulák közötti erő növekszik és a mechanikai szilárdság javul. Azonban a csavar sebessége túl magas, a motor terhelése túl nagy, az olvadéknyomás túl magas, a nyírási sebesség túl magas, a szerszám tágulása megnövekszik, a felület romlott, és az extrudálási térfogat instabil.
7. vontatási sebesség
A vontatási sebesség közvetlenül befolyásolja a termék falvastagságát, mérettűrését, teljesítményét és megjelenését. A vontatási sebesség arányának stabilnak kell lennie, és a vontatási sebességnek meg kell egyeznie a cső extrudálási sebességével. A vontatási sebesség és az extrudáló vonal sebességének aránya tükrözi a termékben előforduló orientáció mértékét. Ezt az arányt nyúlási aránynak nevezzük, és értékének egyenlőnek vagy nagyobbnak kell lennie 1-nél. Ha a vontatási sebesség nő, és a hűtési és beállítási hőmérsékleti feltételek változatlanok maradnak, a vontatási sebesség gyors. , a termék viszonylag rövid ideig marad a méretező hüvelyben és a hűtővíz tartályban, és a hűtés és formázás után több hő marad a termék belsejében, ami a termék orientációs szerkezetét fogja kialakítani a vontatási folyamat során. , ami a termék orientáltsági fokának csökkenését eredményezi. Minél nagyobb a vontatási sebesség, annál vékonyabb a cső falvastagsága, és annál nagyobb a hűtött termék zsugorodási sebessége hosszirányban. Minél kisebb a húzási sebesség, minél vastagabb a cső falvastagsága, annál könnyebben lehet anyagfelhalmozódást okozni a matrica és a méretező hüvely között. Megzavarja a normál extrudálási termelést. Ezért az extrudálási sebességet és a húzási sebességet jól szabályozni kell az extrudálás során.
8. A csövek online-minőség-ellenőrzése és utólagos-feldolgozása
A poliolefin egy kristályos polimer, és különbség van a vezeték melletti cső teljesítménye és a csőtermék mérete és teljesítménye között, amikor azt leszállítják. A fő okok a következők: először is, a kristályosodás a poliolefin olvadék hűtési folyamata során megy végbe, a kristályosság és a kristályforma pedig összefügg a hőmérséklettel, a hőtörténettel és a tárolási idővel. Másodszor, a cső hőmérséklete közvetlenül a szerelősor mellett általában magasabb, mint a normál hőmérséklet. Harmadszor, a cső belső feszültsége az összeszerelősor mellett viszonylag nagy. A teljesítmény és a méretstabilitás elérése érdekében az általános polietilén csöveket 24 órára, a polipropilén csöveket pedig 48 órára el kell helyezni, mielőtt a megfelelő szabványoknak megfelelő teljesítményteszteket végeznének.
3. szakasz Gyakori problémák és megoldások a poliolefin csövek gyártásában
A poliolefin olvadékok viszkoelasztikusak. A feldolgozás során gyakran két jelenség jelenik meg, nevezetesen a duzzanat és az olvadéktörés. Itt nem lesz részletesen kifejtve. Az alábbiakban felsoroljuk a csőgyártásban előforduló gyakori rendellenességeket, azok okait és kezelési módjait.
Rendellenes állapotok okai Javasolt megoldások
1. alapanyag nedvesség
2. Az olvadáspont nem megfelelő
3. Az extruder által extrudált olvadt anyag egyenetlen
4. A méretező hüvely túl rövid
5. A présformázó szakasz túl rövid
1. Nyersanyag előkezelés
2. Állítsa be a hőmérsékletet
3. Növelje az ellennyomást, használjon finomabb szűrőt, és alakítson ki megfelelő csavarszerkezetet
4. Meghosszabbított méretező hüvely
5. Meghosszabbított szerszámformázó szakasz. a
felszíni foltok
1. Nedvesség van az alapanyagban
2. Buborékok a csövekben a mosogatóban
1. Száraz nyersanyagok
2. Távolítsa el a légbuborékokat. Állítsa be a folyamat hőmérsékletét. a
A külső felület világos és átlátszó blokk (közismert nevén szemtiszta)
1. A fej hőmérséklete túl magas
2. A hűtővíz túl kicsi vagy nem elegendő, vagy egyenetlen
1. Csökkentse a gépfej hőmérsékletét
2. Nyissa ki a hűtővizet vagy tisztítsa meg a méretező hüvelyt
Rendszeres jelölések a cső sima külső felületén A cső hajlamos rátapadni a méretező hüvelyre Növelje a hűtővíz áramlását a vízi út megtisztításához vagy a sebesség csökkentéséhez
Mély hullámosítás a cső külső felületén. A méretező hüvely matricája nincs középre igazítva. Állítsa középre, és tartsa a mérettartó dobozt és a szerszámot ugyanazon a tengelyen.
Durva belső felület
1. alapanyag nedves
2. Alacsony maghőmérséklet
3. Túl nagy a rés a szerszám és a tüske között. a
4. A szerszámformázó szakasz túl rövid
1. Nyersanyag szárítás, vagy előkezelés
2. Növelje a hőmérsékletet vagy hosszabbítsa meg a tartási időt
3. A tüske cseréje
4. Cserélje ki a szerszámot hosszabb formázórésszel
hullámos cső belső fala
1. Az extruder teljesítménye megváltozik, és az adagolás instabil
2. A vonóerő csúszása
3. A csövek egyenetlen hűtése
1. Csökkentse a hőmérsékletet a csavaradagoló zónában. a
2. Állítsa be a vontatási levegő nyomását. a
3. Állítsa be a vízi utat
A cső belső falán gödrök találhatók
1. Magas nyersanyagnedvesség
2. Töltőanyagok gyenge diszpergálhatósága lágyítás nélkül, szennyeződések
1. Nyersanyag előmelegítés és szárítás
2. Tankolás, hőmérséklet beállítása, nyersanyagok tisztítása
A cső belső falán kokszszemcsék vannak
1. Az extruderfej és a szerszám belső fala nem tiszta
2. A helyi hőmérséklet túl magas
3. A lerakódások súlyosak
1. Tiszta penész
2. Ellenőrizze, hogy a hőelem normális-e. a
3. Törölje ki a formát, és csökkentse megfelelően a szerszám hőmérsékletét
A külső átmérő vagy a falvastagság bármikor megváltozhat
1. Az extrudálási sebesség változása
2. A vontatási sebesség változása vagy csúszás
3. Instabil etetés (egyenetlen visszatérő részecskeméret)
4. Olvadék instabilitása
5. Egyenetlen hűtés
1. Ellenőrizze a traktort
2. Megfelelően növelje a nyomást
3. Nyersanyag szűrés vagy granulálás
4. Növelje az anyaghőmérsékletet, csökkentse a vezeték sebességét, növelje a szerszámhézagot
5. Tisztítsa meg a vízi utakat
Egyenetlen csőfalvastagság
1. A kocka nincs középre állítva
2. Egyenetlen szerszámhőmérséklet
3. A traktor, a méretező hüvely, a matrica nincs beállítva
4. Túl nagy a távolság a méretező hüvely és a szerszám között
1. Állítsa be a szerszám koncentrikusságát
2. állítsa be a hőmérsékletet
3. maradjon ugyanazon a tengelyen
4. rövidítse le a távolságot
Gyenge hegesztési varrat
1. A szerszámformázó szakasz túl rövid
2. Alacsony olvadási hőmérséklet
3. A műanyag diszperziója a szerszámban
4. Indokolatlan gépfejszerkezet
1. Használjon hosszabb szerszámformázó részt
2. Növelje az anyag hőmérsékletét
3. Tisztítsa meg a vágófejet
4. Csere vagy utólagos felszerelés
Cső idő előtti sérülés átszúrása
1. Buborékfólia
2. buborék
3. Szennyeződések
4. A pigmentek vagy töltőanyagok rossz diszperziója
1. Száraz nyersanyagok
2. Párátlanítás vagy alacsonyabb hőmérséklet
3. Tisztítsa meg az összetevőket, vagy használjon szűrőt
4. Állítsa be a hőmérsékletet vagy cserélje ki az alapanyagokat
Törékeny meghibásodás a cső idő előtti meghibásodása miatt
1. Alacsony anyaghőmérséklet
2. Túl magas a hőmérséklet, az alapanyag lebomlik
1. Növelje az anyag hőmérsékletét
2. Tisztítsa meg a formát és csökkentse a hőmérsékletet
csőrepedezés
1. Alacsony fejhőmérséklet, gyors extrudálási sebesség
2. A hűtővíz túl nagy
1. felmelegszik, lassít
2. Csökkentse a hűtővíz áramlását
A cső gömbölyűsége nem jó, és meg van hajlítva
1. A matrica és a matrica középső helyzete nem megfelelő
2. Egyenetlen hőmérséklet a gépfej körül
3. A hűtővíz túl közel van a szerszámhoz
4. A hűtővíz permetezési ereje túl nagy
5. A hűtővíz-permet túl kicsi
6. A vízszint túl magas
7. A traktor nyomása túl magas
1. Állítsa be a koncentrikusságot
2. állítsa be a hőmérsékletet
3. Állítsa be a hűtővíz helyzetét
4. Állítsa be a fúvóka szögét
5. Tisztítsa meg a vízi utakat
6. Vízelvezetés
7. Állítsa be a légnyomást
