Problemas e soluções em extrusão plástica
Seção 1 Princípios Básicos de Extrusão de Plástico
A indústria de processamento de plásticos é uma indústria altamente abrangente-de base tecnológica. Envolve química de polímeros, física de polímeros, teoria de interface, máquinas plásticas, moldes de processamento de plástico, princípios de design de fórmulas e controle de processo, etc. A teoria da extrusão estuda principalmente o movimento e as regras de mudança dos plásticos na extrusora. O plástico na extrusora está sob uma certa força externa e a relação entre os três estados físicos do polímero elevado em diferentes faixas de temperatura, a estrutura do parafuso, as propriedades plásticas e as condições de processamento. Para realizar um controle de processo razoável. A fim de atingir o objetivo de melhorar a produção e a qualidade dos produtos plásticos. Quando os materiais poliméricos plásticos são aquecidos sob pressão constante, eles aparecerão em três estados físicos: estado vítreo, estado altamente elástico e estado fluido viscoso em diferentes faixas de temperatura. Geralmente, a temperatura de moldagem do plástico está acima da temperatura do fluxo viscoso.
Seção 2 Controle do processo de extrusão de tubo de poliolefina
Os parâmetros de controle do processo de moldagem por extrusão incluem temperatura de moldagem, pressão de trabalho da extrusora, velocidade da rosca, velocidade de extrusão e velocidade de tração, velocidade de alimentação, resfriamento e configuração, etc.
1. Pré-tratamento de matéria-prima
As poliolefinas são materiais não{0}}absorventes e geralmente têm baixo teor de umidade, o que é suficiente para extrusão, mas quando as poliolefinas contêm pigmentos que absorvem-água, como negro de fumo, elas são sensíveis à umidade. Além disso, ao utilizar materiais reciclados e enchimentos, o teor de água aumentará. A umidade não apenas causa rugosidade nas superfícies interna e externa do tubo, mas também pode causar o aparecimento de bolhas de ar no fundido. As matérias-primas geralmente devem ser pré-tratadas. Geralmente é utilizado tratamento de secagem e também podem ser adicionados aditivos correspondentes com função de desumidificação. Como antiespumantes, etc. A temperatura de secagem do PE é geralmente de 60-90 graus. A esta temperatura, o rendimento pode ser aumentado em 10% - 25%.
2. controle de temperatura
A temperatura de moldagem por extrusão é uma condição necessária para promover a plastificação do material de moldagem e o fluxo do plástico fundido. Tem um impacto muito importante na plastificação dos materiais e na qualidade e rendimento dos produtos. A janela de temperatura teórica para extrusão plástica está entre a temperatura do fluxo viscoso e a temperatura de degradação. A faixa de temperatura é mais ampla para poliolefinas. Geralmente pode ser processado acima do ponto de fusão e abaixo de 280 graus. Para controlar corretamente a temperatura da moldagem por extrusão, é necessário compreender a relação entre o limite de temperatura do material processado e suas propriedades físicas. Somente conhecendo suas características e regras é possível selecionar uma melhor faixa de temperatura para moldagem por extrusão. Portanto, os seguintes aspectos devem ser considerados no ajuste de temperatura de cada seção: Primeiro, as propriedades do próprio polímero, como ponto de fusão, tamanho e distribuição do peso molecular, índice de fusão, etc. Para alguns equipamentos, a temperatura da seção de alimentação tem grande influência na corrente do hospedeiro. Novamente, observando se a superfície do tubo em bruto extrudado pela cabeça de matriz do tubo é lisa. Se existem bolhas e outros fenômenos para julgar.
A temperatura de extrusão inclui a temperatura de ajuste do aquecedor e a temperatura de fusão. A temperatura de aquecimento refere-se à temperatura fornecida pelo aquecedor externo. A temperatura de fusão refere-se à temperatura do material entre a seção frontal do parafuso e a conexão entre o cabeçote da máquina.
A distribuição da temperatura do barril desde a zona de alimentação até a matriz pode ser plana, crescente, decrescente e mista. Depende principalmente do ponto material e da estrutura da extrusora.
Para definir a temperatura do cabeçote da máquina, a fim de obter melhor aparência e propriedades mecânicas, e reduzir a expansão da saída do fundido, a temperatura do corpo da máquina é geralmente controlada para ser baixa e a temperatura do cabeçote da máquina é alta. A alta temperatura do cabeçote da máquina pode fazer com que o material entre no molde suavemente, mas a estabilidade da forma do produto extrudado é baixa e a taxa de encolhimento aumenta. Se a temperatura do cabeçote da máquina for baixa, o plástico do material será pobre, a viscosidade do fundido será alta e a pressão do cabeçote da máquina aumentará. Embora isso torne o produto muito denso, a taxa de pós-{3}}encolhimento é pequena e a estabilidade da forma do produto é boa, mas o processamento é mais difícil, a expansão da desmoldagem é grande e a superfície do produto é áspera. Também levará a um aumento na contrapressão da extrusora, uma grande carga no equipamento e um aumento no consumo de energia. A temperatura de ajuste da matriz, a temperatura da matriz e do molde do núcleo têm impacto no acabamento superficial do tubo. Dentro de uma certa faixa, quanto maior a temperatura da matriz e do molde do núcleo, maior será o acabamento superficial do tubo. De modo geral, a temperatura na saída da matriz não deve exceder 220 graus, a temperatura de fusão na entrada do cabeçote deve ser de 200 graus e a diferença de temperatura entre a entrada do cabeçote e o derretimento de saída não deve exceder 20 graus. Porque a maior diferença de temperatura entre o fundido e o metal levará ao fenômeno da pele de tubarão. Temperaturas de fusão excessivamente altas levam a depósitos na matriz. Mas deve ser decidido de acordo com a situação real. A temperatura do fundido refere-se à temperatura real do fundido medida na extremidade da rosca e é, portanto, a variável dependente. Depende principalmente da velocidade do parafuso e da temperatura de ajuste do cilindro. O limite superior da temperatura de fusão para extrusão de tubos de polietileno é geralmente especificado como 230 graus. Geralmente, é melhor controlá-lo em cerca de 200 graus. O limite superior da temperatura de fusão para extrusão de tubos de polipropileno é geralmente de 240 graus. A temperatura de fusão não deve ser muito alta. Geralmente, a degradação dos materiais é considerada e, ao mesmo tempo, temperaturas muito altas dificultarão a moldagem do tubo.
3. Controle de pressão
O parâmetro de pressão mais importante no processo de extrusão é a pressão de fusão, ou seja, a pressão da cabeça. De um modo geral, aumentar a pressão de fusão reduzirá a produção da extrusora e aumentará a compactação do produto, o que contribui para melhorar a qualidade do produto. Mas muita pressão pode trazer problemas de segurança. A pressão de fusão está relacionada às propriedades das matérias-primas, estrutura do parafuso, velocidade do parafuso, temperatura do processo, número de malha da tela do filtro, placa perfurada e outros fatores. A pressão de fusão é geralmente controlada entre 10-30MPa.
4. configuração de vácuo
A configuração de vácuo controla principalmente dois parâmetros de grau de vácuo e velocidade de resfriamento. Normalmente, sob a premissa de satisfazer a qualidade da aparência do tubo, o grau de vácuo deve ser o mais baixo possível, de modo que a tensão interna do tubo seja pequena e a deformação do produto durante o armazenamento seja pequena.
5. esfriar
A exigência de temperatura da água de resfriamento na moldagem por extrusão de tubos de polietileno é geralmente baixa, geralmente abaixo de 20 graus. Ao produzir tubos PPR, a temperatura no primeiro estágio pode ser ligeiramente mais alta e a temperatura no último estágio pode ser mais baixa, formando assim um gradiente de temperatura. Também é muito importante ajustar o fluxo da água de resfriamento. Se a vazão for muito grande, a superfície do tubo ficará áspera, resultando em manchas e buracos. Se a vazão for muito pequena, haverá pontos brilhantes na superfície do tubo que são fáceis de quebrar, como distribuição irregular, espessura irregular da parede do tubo ou elipse.
6. Velocidade do parafuso e velocidade de extrusão
A velocidade da rosca é um parâmetro importante para controlar a taxa de extrusão, a produção e a qualidade do produto. A velocidade da extrusora de{1}rosca única aumenta e a produção aumenta. À medida que a taxa de cisalhamento aumenta, a viscosidade aparente do fundido diminui. É propício à homogeneização de materiais. Ao mesmo tempo, devido à boa plastificação, a força entre as moléculas aumenta e a resistência mecânica é melhorada. No entanto, a velocidade do parafuso é muito alta, a carga do motor é muito grande, a pressão de fusão é muito alta, a taxa de cisalhamento é muito alta, a expansão da matriz aumenta, a superfície está deteriorada e o volume de extrusão é instável.
7. velocidade de tração
A velocidade de tração afeta diretamente a espessura da parede do produto, tolerância dimensional, desempenho e aparência. A relação de velocidade de tração deve ser estável e a velocidade de tração deve corresponder à velocidade de extrusão do tubo. A relação entre a velocidade de tração e a velocidade da linha de extrusão reflete o grau de orientação que pode ocorrer no produto. Essa relação é chamada de relação de estiramento e seu valor deve ser igual ou superior a 1. Quando a velocidade de tração aumenta e as condições de resfriamento e temperatura de ajuste permanecem inalteradas, a velocidade de tração é rápida. , o produto permanece na luva de dimensionamento e no tanque de água de resfriamento por um tempo relativamente curto, e haverá mais calor remanescente dentro do produto após o resfriamento e modelagem, o que fará com que a estrutura de orientação do produto seja formada durante o processo de tração. , resultando na redução do grau de orientação do produto. Quanto mais rápida for a velocidade de tração, mais fina será a espessura da parede do tubo e maior será a taxa de encolhimento do produto resfriado na direção longitudinal. Quanto mais lenta for a velocidade de tração, mais espessa será a espessura da parede do tubo e mais fácil será causar o acúmulo de material entre a matriz e a luva de dimensionamento. Interrompa a produção normal de extrusão. Portanto, a velocidade de extrusão e a velocidade de tração devem ser bem controladas na moldagem por extrusão.
8. Controle de qualidade-on-line e pós{2}}processamento de tubos
A poliolefina é um polímero cristalino e existe uma lacuna entre o desempenho do tubo logo após a saída da linha e o tamanho e desempenho do tubo quando ele é entregue. As principais razões são as seguintes: primeiro, a cristalização ocorre durante o processo de resfriamento do fundido de poliolefina, e a cristalinidade e a forma do cristal estão relacionadas à temperatura, histórico térmico e tempo de armazenamento. Em segundo lugar, a temperatura do tubo logo após a linha de montagem é geralmente superior à temperatura normal. Terceiro, a tensão interna do tubo logo após a linha de montagem é relativamente grande. Para obter desempenho e estabilidade dimensional, os tubos gerais de polietileno devem ser colocados off-de linha por 24 horas, e os tubos de polipropileno devem ser colocados por 48 horas antes de realizar testes de desempenho de acordo com os padrões correspondentes.
Seção 3 Problemas e soluções comuns na produção de tubos de poliolefina
Os fundidos de poliolefina são viscoelásticos. Dois fenômenos freqüentemente aparecem no processamento, a saber, inchaço da matriz e fratura por fusão. Aqui, não será explicado em detalhes. As anormalidades comuns na produção de tubos, suas causas e métodos de tratamento estão listados abaixo.
Causas de condições anormais Soluções recomendadas
1. Umidade da matéria-prima
2. A temperatura de fusão não é adequada
3. O material fundido extrudado pela extrusora é irregular
4. A manga de dimensionamento é muito curta
5. A seção de formação da matriz é muito curta
1. Pré-tratamento de matéria-prima
2. Ajuste a temperatura
3. Aumente a contrapressão, use um filtro mais fino e projete uma estrutura de parafuso adequada
4. Manga de dimensionamento estendida
5. Seção de formação de matriz estendida. o
manchas superficiais
1. Há umidade na matéria-prima
2. Bolhas nos canos da pia
1. Matérias-primas secas
2. Elimine bolhas de ar. Ajuste a temperatura do processo. o
A superfície externa é um bloco brilhante e transparente (comumente conhecido como olho claro)
1. A temperatura da cabeça está muito alta
2. A água de resfriamento é muito pequena ou insuficiente ou irregular
1. Reduza a temperatura do cabeçote da máquina
2. Abra a água de resfriamento ou limpe a manga de dimensionamento
Marcações regulares na superfície externa lisa do tubo O tubo tende a aderir à luva de dimensionamento Aumentar o fluxo de água de resfriamento para limpar o curso de água ou reduzir a velocidade
Ondulação profunda na superfície externa do tubo. A matriz da luva de dimensionamento não está centralizada. Centralize-o e mantenha a caixa de dimensionamento e a matriz no mesmo eixo.
Superfície interna áspera
1. matéria-prima molhada
2. Baixa temperatura do molde central
3. A lacuna entre a matriz e o mandril é muito grande. o
4. A seção de modelagem da matriz é muito curta
1. Secagem de matéria-prima ou pré-tratamento
2. Aumente a temperatura ou prolongue o tempo de espera
3. Troca do mandril
4. Mude para uma matriz com uma seção de modelagem mais longa
parede interna de tubo corrugado
1. A saída da extrusora muda e a alimentação é instável
2. Deslizamento de tração
3. Resfriamento irregular de tubos
1. Reduza a temperatura na zona de alimentação da rosca. o
2. Ajuste a pressão do ar de tração. o
3. Ajuste o curso de água
Existem buracos na parede interna do tubo
1. Alta umidade da matéria-prima
2. Fraca dispersibilidade de cargas sem plastificação, impurezas
1. Pré-aquecimento e secagem de matérias-primas
2. Reabastecimento, ajuste de temperatura, limpeza de matérias-primas
Existem partículas de coque na parede interna do tubo
1. A parede interna da cabeça da extrusora e a matriz não estão limpas
2. A temperatura local está muito alta
3. Depósitos de dados são sérios
1. Limpar molde
2. Verifique se o termopar está normal. o
3. Limpe o molde e abaixe a temperatura da matriz de forma adequada
Mudanças no diâmetro externo ou na espessura da parede a qualquer momento
1. Variação da velocidade de extrusão
2. Mudanças na velocidade de tração ou escorregamento
3. Alimentação instável (tamanho de partícula de retorno irregular)
4. Instabilidade de fusão
5. Resfriamento irregular
1. Verifique o trator
2. Aumente adequadamente a pressão
3. Triagem ou granulação de matéria-prima
4. Aumentar a temperatura do material, diminuir a velocidade da linha, aumentar a folga da matriz
5. Limpe cursos de água
Espessura irregular da parede do tubo
1. O dado não está centralizado
2. Temperatura irregular da matriz
3. Trator, luva de dimensionamento, matriz não alinhada
4. A distância entre a luva de dimensionamento e a matriz é muito grande
1. Ajuste a concentricidade da matriz
2. ajuste a temperatura
3. Mantenha-se no mesmo eixo
4. Encurte a distância
Costura de soldagem ruim
1. A seção de formação da matriz é muito curta
2. Baixa temperatura de fusão
3. Dispersão de plástico na matriz
4. Estrutura irracional do cabeçote da máquina
1. Use uma seção de formação de matriz mais longa
2. Aumente a temperatura do material
3. Limpe a cabeça da matriz
4. Substituição ou Retrofit
Perfuração de danos prematuros no tubo
1. Bolha
2. bolha
3. Impurezas
4. Má dispersão de pigmentos ou cargas
1. Matérias-primas secas
2. Desumidificação ou temperatura mais baixa
3. Limpe os ingredientes ou use uma peneira
4. Ajuste a temperatura ou substitua matérias-primas
Falha frágil de falha prematura do tubo
1. Baixa temperatura do material
2. A temperatura está muito alta, a matéria-prima se decompõe
1. Aumente a temperatura do material
2. Limpe o molde e abaixe a temperatura
rachaduras na tubulação
1. Baixa temperatura da cabeça, velocidade de extrusão rápida
2. A água de resfriamento é muito grande
1. aqueça, diminua a velocidade
2. Reduza o fluxo de água de resfriamento
A redondeza do tubo não é boa e está dobrada
1. A posição central da matriz e da matriz não está correta
2. Temperatura irregular ao redor do cabeçote da máquina
3. A água de resfriamento está muito próxima da matriz
4. A força de pulverização da água de resfriamento é muito grande
5. O spray de água de resfriamento é muito pequeno
6. O nível da água está muito alto
7. A pressão do trator está muito alta
1. Ajuste a concentricidade
2. ajuste a temperatura
3. Ajuste a posição da água de resfriamento
4. Ajuste o ângulo do bico
5. Limpe cursos de água
6. Drenagem
7. Ajuste a pressão do ar
