塑料擠出成型過程中存在的質量問題及解決方法

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型產業(yè)。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(guī)律。擠出機中塑料在一定外力作用下，于不同溫度范圍內出現的高聚物的三種物理狀態(tài)，與螺桿結構，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產量與質量的目的。塑料高分子材料，在恒定的壓力下受熱時，于不同溫度范圍內，出現玻璃態(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)聚烯爛管道擠出成型工藝控制擠出成型工藝的控制參數包括

2、成型溫度，擠出機工作壓力，螺桿轉速，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爛是非吸水性材料，通常水分含量很低，可以滿足擠出的需要，但當聚烯爛含吸水性顏料，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。一般采用干燥處理，也可加相應的具有除濕功能的助齊I。如消泡劑等。PE的干溫度一般在60-90度。在此溫度下，產量可提高10%-25%2.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量和產量有著十分重要的影響。塑料擠出理論溫度窗口是

3、在粘流溫度和降解溫度之間。對于聚烯燒來說溫度范圍較寬。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系。找出其特點和規(guī)律，才能選擇一個較佳的溫度范圍進行擠出成型。因此，在各段溫度設定應考慮以下幾個方面：一是聚合物本身的性能，如熔點，分子量大小和分布，熔體指數等。其次考慮設備的性能。有的設備，進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。有無氣泡等現象來判斷。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。熔體溫度是指螺桿前段與機頭連接間物料的溫度。機筒溫度分布，從喂料區(qū)到模頭

4、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，為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(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，產品形狀穩(wěn)定性好，但是加工較困難，離模膨脹較大，產品表面粗糙。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。模設置溫度，模和芯模的溫度對管子表面光潔度有影響，在一定的范圍內，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

5、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超過20度。因為熔體與金屬間較高的溫度差將導致鯊魚皮現象。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(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，將降低擠出機產量，而使制品密實度增加，有利于提高制品質

6、量。但壓力過大，會帶來安全問題。熔體壓力大小與原料性能，螺桿結構，螺桿轉速，工藝溫度，過濾網的目數，多孔板等因素有關。熔體壓力通?？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。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，產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。調節(jié)冷卻水流量也是相當重要的。流量過大，管材表面粗糙，產生斑點凹坑。流量過小，管材表面產生亮斑易拉斷，如分布不均勻，管材壁厚不均，或橢圓。6 .螺桿轉速與擠

7、出速度螺桿轉速是控制擠出速率，產量和制品質量的重工參數。單螺桿擠出機的轉速增加，產量提高。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(wěn)。7 .牽引速度牽引速度直接影響產品壁厚，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相匹配。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，其數值必須等于或大于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，冷卻水槽中停留的時間也就比較短，

8、經過冷卻定型后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(fā)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，越容易導致口模與定徑套之間積料。破壞正常擠出生產。因此，擠出成型中擠出速度與牽引速度必須很好控制。8 .管材的在線質量控制與后處理聚烯爛屬結晶聚合物，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，一，聚烯燒熔體冷卻過程中要發(fā)生結晶作用，結晶度及品型與溫度及熱歷史，放置的時間有關。第二，剛下線管材的溫度通常高于常溫。第三，剛下線的管材內應力較大。為了達到

9、性能及尺寸的穩(wěn)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小時后，可依照相應的標準進行性能測試。第三節(jié)聚烯姓;管材生產中常見問題與處理聚烯燒熔體具有粘彈性。在加工中常出現兩種現象，即離模澎脹和熔體破裂。在此，不詳細列解。下面列出管材生產中常見的異常情況及產生原因和處理方法。異常情況產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 .模成型段過短1 .原料預處理2 .調整溫度3 .增加背壓，用較細的過濾網，設計適宜的螺桿結構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

10、泡1 .干燥原料2 .消除氣泡。調整工藝溫度。外表面呈現光亮透明的塊狀（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一軸線內表面粗糙原料潮濕2. 芯模溫度低3. 口模與芯模間隙過大。4. 口模定型段太短1. 原料烘干，或預處理2. 提高溫度或延長保溫時間3. 換芯模4. 換定型段較長的口模管內壁波紋狀1. 擠出機產量變化，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. 調節(jié)牽引氣

11、壓。3. 調節(jié)水路管內壁有凹坑1 .原料水分大2 .填充料分散性差未塑化，雜質1 .原料預熱干燥2 .換料，調節(jié)溫度，清潔原料管內壁有焦粒1. 擠出機機頭與口模內壁不干凈2. 局部溫度過高3. 口模積料嚴重1. 清模2. 檢查熱電偶是否正常。3. 清模，適當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. 適當提高壓力3. 原料過篩或造粒4. 提高料溫，降低線速度，增加模間隙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1. 調節(jié)口模同心2. 調節(jié)溫度3. 保持在同一軸線上4. 拉近距離熔接縫不良1. 模成型段太短2. 熔融溫度低3. 模頭中塑料分散4. 機頭機結構不合理1. 使用較長的模成型段2. 提高料溫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. 清潔原料或用過濾網4. 調節(jié)溫度或更換原料管材過早損壞脆性破壞1 .料溫低2 .溫度過高，原料分解1. 提高料溫2. 清理模