塑料擠出存在問題及解決方法

1、塑料擠出存在問題及解決方法第一節(jié)塑料擠出的基本原理塑料加工業(yè)是一項綜合性很強的技術(shù)型產(chǎn)業(yè)。它涉及到高分子 化學(xué)，高分子物理，界面理論，塑料機械，塑料加工模具，配方設(shè)計 原理及工藝控制等方面。擠出理論主耍研究塑料在擠出機內(nèi)的運動情 況與變化規(guī)律。擠岀機中塑料在一定外力作用下，于不同溫度范圍內(nèi) 出現(xiàn)的高聚物的三種物理狀態(tài)，與螺桿結(jié)構(gòu)，塑料性能，加工條件之 間的關(guān)系。從而進(jìn)行合理工藝控制。以達(dá)到提高塑料制品產(chǎn)量與質(zhì)量 的目的。塑料高分子材料，在恒定的壓力下受熱時，于不同溫度范圍 內(nèi)，出現(xiàn)玻璃態(tài)，高彈態(tài)，粘流態(tài)三種物理狀態(tài)。一般塑料的成型溫 度在粘流溫度以上。第二節(jié)聚烯炷管道擠出成型工藝控制擠出成型工

2、藝的控制參數(shù)包括成型溫度，擠出機工作壓力，螺 桿轉(zhuǎn)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(yù)處理聚烯坯是非吸水性材料，通常水分含量很低，可以滿足擠出的 需要，但當(dāng)聚烯坯含吸水性顏料，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(dǎo)致管材內(nèi)外表面粗 糙，而忖可能導(dǎo)致熔體中出現(xiàn)氣泡。通常應(yīng)對原料進(jìn)行預(yù)處理。一般 采用干燥處理，也可加相應(yīng)的具有除濕功能的助劑。如消泡劑等。pe 的干溫度一般在60-90度。在此溫度下，產(chǎn)量可提高10%-25%02. 溫度控制擠出成型溫度是促使成型物料塑化和塑料熔體流動的必要條 件。對物料的塑化及制品的質(zhì)量和產(chǎn)量有著十分重

3、要的影響。塑料 擠出理論溫度窗口是在粘流溫度和降解溫度之間o對于聚烯姪來說溫 度范圍較寬。通常在熔點以上，280度以下均可加工。要正確控制擠 出成型溫度，必先了解被加工物料的承溫限度與其物理性能的相互關(guān) 系。找出其特點和規(guī)律，才能選擇一個較佳的溫度范圍進(jìn)行擠出成型。 因此，在各段溫度設(shè)定應(yīng)考慮以下幾個方而：一是聚合物本身的性能, 如熔點，分子量大小和分布，熔體指數(shù)等。其次考慮設(shè)備的性能。有 的設(shè)備，進(jìn)料段的溫度對主機電流的影響很大。再次，通過觀察管模 頭擠出管坯表面是否光滑。有無氣泡等現(xiàn)象來判斷。擠出溫度包括加熱器的設(shè)定溫度和熔體溫度。加熱溫度是指外 加熱器所提供的溫度。熔體溫度是指螺桿前段與

4、機頭連接間物料的溫 度。機筒溫度分布，從喂料區(qū)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(jié)構(gòu)。機頭設(shè)置溫度，為了獲得較好的外觀及力學(xué)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(jìn)入模具，但擠出物的形狀穩(wěn)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，后收縮率小，產(chǎn)品形狀穩(wěn)定性好，但是加工較 困難，離模膨脹較大，產(chǎn)品表面粗糙。還會導(dǎo)致擠出機背壓增加，設(shè) 備負(fù)荷大，功率消耗也隨之增加?？谀ＴO(shè)置溫度，口模和芯模的溫度對管子表面光潔度有影響， 在一定的范圍

5、內(nèi)，口模與芯模溫度高，管子表而光潔度高。通常來講, 口模出口的溫度不應(yīng)超過220度，機頭入口的熔體溫度為200度，機 頭入口和出口熔體溫差不應(yīng)超過20度。因為熔體與金屬間較高的溫 度差將導(dǎo)致鯊魚皮現(xiàn)象。過高的熔體溫度導(dǎo)致口模積料。但具體要根 據(jù)實際情況決定。熔體溫度是指在螺桿未端測得的熔體實際溫度，因而是因變量。 主要決定于螺桿轉(zhuǎn)速和機筒設(shè)置溫度。聚乙烯管材擠出的熔體溫度上 限一般規(guī)定為230度。一般控制在200度左右為佳。聚丙烯管材擠出 的熔體溫度上限一般為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最重要的壓力參數(shù)是熔體壓力，即

6、機頭壓力，一般來講， 增加熔體壓力，將降低擠出機產(chǎn)量，而使制品密實度增加，有利于提 高制品質(zhì)量。但壓力過大，會帶來安全問題。熔體壓力大小與原料性 能，螺桿結(jié)構(gòu)，螺桿轉(zhuǎn)速，工藝溫度，過濾網(wǎng)的目數(shù)，多孔板等因素 有關(guān)。熔體壓力通?？刂圃?0-30mpa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(shù)。通常在滿足管材外觀 質(zhì)量的前提下，真空度應(yīng)盡可能低，這樣管材內(nèi)應(yīng)力小，產(chǎn)品在存放 過程中變形小。5. 冷卻聚乙烯管材擠出成型中冷卻水溫要求一般較低，通常在20度以下， 在生產(chǎn)ppr管材時，第一段溫度可以稍高，后段較低，從而形成溫度 梯度。調(diào)節(jié)冷卻水流量也是相當(dāng)重要的。流量過大，管材表面粗糙

7、， 產(chǎn)生斑點凹坑。流量過小，管材表面產(chǎn)生亮斑易拉斷，如分布不均勻, 管材壁厚不均，或橢圓。6 螺桿轉(zhuǎn)速與擠出速度螺桿轉(zhuǎn)速是控制擠出速率，產(chǎn)量和制品質(zhì)量的重工參數(shù)。單螺桿擠出 機的轉(zhuǎn)速增加，產(chǎn)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。但螺桿轉(zhuǎn)速過高，電機負(fù)載過人，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(wěn)。7. 牽引速度牽引速度直接影響產(chǎn)品壁厚，尺寸公差，性能及外觀，牽引速度比須 穩(wěn)定，且牽引速度與管材擠出速度和匹配。牽引速度與擠出線速度的 比值反映出制品可能發(fā)生的取向程度，該比值稱為拉伸比，其數(shù)值

8、必 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，冷卻水槽小停留的時間也就比較短，經(jīng)過 冷卻定型后的制品內(nèi)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(jīng)形成的取向結(jié)構(gòu)發(fā)牛解取向，從而引起制品取向程度降 低。牽引速度越快，管材壁厚越薄，冷卻后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(dǎo)致口模與定徑套 之間積料。破壞正常擠出生產(chǎn)。因此，擠出成型小擠出速度與牽引速 度必須很好控制。8. 管材的在線質(zhì)量控制與后處理聚烯姪屬結(jié)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，一，聚烯坯熔體冷卻過程中

9、要發(fā) 生結(jié)晶作用，結(jié)晶度及晶型與溫度及熱歷史，放置的時間有關(guān)。第二, 剛下線管材的溫度通常高于常溫。第三，剛下線的管材內(nèi)應(yīng)力較大。 為了達(dá)到性能及尺寸的穩(wěn)定性，一般的聚乙烯管材應(yīng)下線放置24小 時，聚丙烯管材需放置48小時后，可依照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測試。 第三節(jié) 聚烯坯管材生產(chǎn)中常見問題與處理聚烯炷熔體具有粘彈性。在加工中常出現(xiàn)兩種現(xiàn)象，即離模澎脹和熔 體破裂。在此，不詳細(xì)列解。下面列出管材生產(chǎn)中常見的異常情況及 產(chǎn)生原因和處理方法。異常情況產(chǎn)生原因推薦解決方法表面暗淡無光1. 原料水分2. 熔體溫度不合適3. 擠出機擠出的熔融物料不均勻4. 定徑套過短5. 口模成型段過短1. 原料預(yù)處理2

10、 調(diào)整溫度3增加背壓，用較細(xì)的過濾網(wǎng)，設(shè)計適宜的螺桿結(jié)構(gòu)4. 加長定徑套5. 加長口模成型段。表面斑點1. 原料中有水分2. 水槽中的管子上有氣泡1. 干燥原料2. 消除氣泡。調(diào)整工藝溫度。外表面呈現(xiàn)光亮透明的塊狀（俗稱眼晴）1. 機頭溫度過高2. 冷卻水太小或不足，或不均勻1. 降低機頭溫度2. 冷卻水開大或清理定徑套管材光滑外表面規(guī)則的斑紋管材趨向粘附定徑套 加大冷卻水流量清理水路或降速管材外表面深的波紋定徑套口模沒對中對中，保持定徑箱與口模在同軸線內(nèi)表而粗糙1.原料潮濕2.芯模溫度低3.口模與芯模間隙過人。4.口模定型段太短1.原料烘干，或預(yù)處理2. 提高溫度或延長保溫時間3. 換芯模4

11、. 換定型段較長的口模 管內(nèi)壁波紋狀1. 擠出機產(chǎn)量變化，下料不穩(wěn)2. 牽引打滑3. 管材冷卻不均1. 降低螺桿喂料區(qū)溫度。2. 調(diào)節(jié)牽引氣壓。3. 調(diào)節(jié)水路管內(nèi)壁有凹坑1. 原料水分大2. 填充料分散性差未塑化，雜質(zhì)1. 原料預(yù)熱干燥2. 換料，調(diào)節(jié)溫度，清潔原料 管內(nèi)壁有焦粒1. 擠出機機頭與口模內(nèi)壁不干凈2. 局部溫度過高3. 口模積料嚴(yán)重1. 清模2. 檢查熱電偶是否正常。3. 清模，適當(dāng)降低口模溫度外徑或壁厚隨時變化1. 擠出速度變化2. 牽引速度發(fā)生變化或打滑3. 下料不穩(wěn)（回料粒徑不均）4. 熔體的不穩(wěn)定性5. 冷卻不均1. 檢查牽引機2. 適當(dāng)捉高壓力3. 原料過篩或造粒4. 提高料溫，降低線速度，增加?？陂g隙5. 清理水路管材壁厚不均1. 口模沒對中2. 口模溫度不均3. 牽引機，定徑套，口模沒對中4. 定徑套與口模距離太遠(yuǎn)1. 調(diào)節(jié)口模同心2. 調(diào)節(jié)溫度3. 保持在同一軸線上4. 拉近距離熔接縫不良1. 口模成型段太短2. 熔融溫度低3. 模頭中塑料分散4. 機頭機結(jié)構(gòu)不合理1. 使用較長的口模成型段2. 提髙料溫3. 清理模頭4. 更換或改造管材過早損壞穿孔1水泡2. 氣泡3. 雜質(zhì)4. 顏料或填充料分散不良1. 干燥原料2. 除濕或降低溫度3. 清潔原料或川過濾網(wǎng)4. 調(diào)節(jié)溫度或更換原料管材過早損壞脆性破壞1料溫低2. 溫度