聚乙烯、聚丙烯管材生產(chǎn)工藝控制及質(zhì)量問(wèn)題處理

聚乙烯、聚丙烯管材生產(chǎn)工藝控制及質(zhì)量問(wèn)題處理一、原材料介紹聚乙烯管材的原材料的性能要求針對(duì)不同用途的管道，由于使用的壓力等級(jí)和壽命不同，所以對(duì)于聚乙烯原料的要求也有不同。一般來(lái)說(shuō)，管材原料都應(yīng)有較好的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能（測(cè)試方法為ASTMD1693或GB／T1842）和較好的耐長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度（測(cè)試方法為GB/T6111－85）。管材用原料還需應(yīng)有良好的焊接性和衛(wèi)生性。用于不同用途的管材材料由管材的具體規(guī)定而確定。下表列出各種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)聚乙烯材料等級(jí)的要求。

表.標(biāo)準(zhǔn)對(duì)聚乙烯材料等級(jí)的要求標(biāo)準(zhǔn)燃?xì)夤芙o水管灌溉管波紋管ISO4437－1997GB15558.1-1995ISO4427-1996GB/T13663-2000ISO/DIS8770-1999PrEN13476.1-1999材料等級(jí)PE80PE80PE32PE63PE32PE63PE100PE40PE80PE40PE63PE100PE63PE80PE80PE100

表.我國(guó)生產(chǎn)的適用于管材的PE管材料牌號(hào)等級(jí)主要用途共聚單體生產(chǎn)廠家DGDB2480PE80水管、燃?xì)夤芏∠?齊魯石化公司6100MPE80土建、管道丁烯－1大慶石化公司PEYZ－2300EPE80管材丁烯－1揚(yáng)子石化公司6000MPE80管材丁烯－1燕山石化公司TR400PE80管材、燃?xì)夤?、?nèi)襯己烯－1上海金山石化公司TR480FSPE80燃?xì)夤?、供水管己烯?上海金山石化公司DGDA2401PE80管材丁烯－1茂名石化公司DGDA2483BKPE80小口徑管材己烯－1天津聯(lián)合化工公司51－35BPE80燃?xì)夤堋⒉y管丁烯－1撫順石化公司P703PE80大口徑管材丁烯－1撫順石化公司P803PE80大口徑管材丁烯－1撫順石化公司YGH051TPE80壓力管，氣管，大口徑管雙峰上海石化YGH041TPE100壓力管，氣管，大口徑管雙峰上海石化YGM091TPE80壓力管，氣管，大口徑管雙峰上海石化

國(guó)外生產(chǎn)的幾種特殊的PE管材料牌號(hào)密度主要用途共聚單體生產(chǎn)廠家DGDA24800.95水管、燃?xì)夤芗合?聯(lián)碳公司DOWLEW2344E0.93鋁塑管、采暖管道辛烯－1道化學(xué)LLDPEGD15880.925管材、波紋管己烯－1三井化學(xué)聚丙烯原材料：丙烯聚合物分為三種類(lèi)型：PP-H(均聚聚丙烯),分子序列結(jié)構(gòu)為

～PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP～PP-B(嵌段共聚聚丙烯）分子序列結(jié)構(gòu)為

～PPPPPPPPPPPEEEEEEPPPPPPPPPP～PP-R（無(wú)規(guī)共聚聚丙烯）,分子序列結(jié)構(gòu)為

～PPPPEPPPEPPPPPPPPPEPPPPEPPPPPPP～PP-H剛性較好，耐熱性好，但耐沖擊性能、抗長(zhǎng)期蠕變性能較差；PP-B耐沖擊性能較好，但耐長(zhǎng)期抗蠕變性能比PP-H略好。PP-R剛性較低，熱變形溫度低，但耐沖擊性能較好，抗長(zhǎng)期蠕變性能優(yōu)秀。PP-R有較大的分子量，重均分子量（Mw）大約為60-100萬(wàn)，其分子量分布（MWD）大約為5，相應(yīng)的流動(dòng)比FRR(=MFR10/MFR2)大約為13-17。MFR2值為0.1-0.4g/10min.，材料這么高的分子量和如此窄的分子量分布直接導(dǎo)致的問(wèn)題是共混和擠出加工困難。在聚合工業(yè)上，采用高產(chǎn)率的催化劑在不同的反應(yīng)條件下，用兩個(gè)或幾個(gè)反應(yīng)器促進(jìn)共聚單體的分散，生產(chǎn)出寬分子量分布、高分子量的無(wú)規(guī)共聚聚丙烯（PP-R）。共聚單體無(wú)規(guī)分布聚合在聚丙烯長(zhǎng)鏈中破壞了整個(gè)聚丙烯鏈的規(guī)整性，形成乙丙結(jié)構(gòu)，這能很好地提高管材料的抗蠕變性能和韌性。低分子量部分和高分子量無(wú)規(guī)共聚物部分一起改善了材料的加工性。不含或微含乙烯的部分使材料較硬，賦予管材以剛性。二、工藝控制擠出成型工藝的控制參數(shù)包括成型溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)速、擠出速度、牽引速度、加料速度以及冷卻定型等。

三、生產(chǎn)工藝流程圖四、質(zhì)量問(wèn)題管材生產(chǎn)中常見(jiàn)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因和處理方法常見(jiàn)現(xiàn)象產(chǎn)生原因

推薦解決方法表面暗淡無(wú)光1．原料水分1．原料預(yù)處理2．熔體溫度不合適2．調(diào)整溫度3．?dāng)D出機(jī)擠出的熔融物料不均勻3．增加背壓，用較細(xì)的過(guò)濾網(wǎng)，設(shè)計(jì)適宜的螺桿結(jié)構(gòu)4．定徑套過(guò)短4．加長(zhǎng)定徑套5．口模成型段過(guò)短

5．加長(zhǎng)口模成型段。表面斑點(diǎn)1.原料中有水分

1.干燥原料2.水槽中的管子上有氣泡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(jī)頭溫度過(guò)高1.降低機(jī)頭溫度2.冷卻水太小或不足，或不均勻2.冷卻水開(kāi)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(méi)對(duì)中對(duì)中，保持定徑箱與口模在同一軸線內(nèi)表面粗糙1.原料潮濕1.原料烘干，或預(yù)處理2.芯模溫度低2.提高溫度或延長(zhǎng)保溫時(shí)間3.口模與芯模間隙過(guò)大3.換芯模4.口模定型段太短4.換定型段較長(zhǎng)的口模管內(nèi)壁波紋狀1.擠出機(jī)產(chǎn)量變化，下料不穩(wěn)1.降低螺桿喂料區(qū)溫度2.牽引機(jī)打滑2.調(diào)節(jié)牽引氣壓3.管材冷卻不均

3.調(diào)節(jié)水路管內(nèi)壁有凹坑1.原料水分大1.原料預(yù)熱干燥2.填充料分散性差未塑化，雜質(zhì)2.換料，調(diào)節(jié)溫度，清潔原料管內(nèi)壁有焦粒1.擠出機(jī)機(jī)頭與口模內(nèi)壁不干凈1.清模2.局部溫度過(guò)高2.檢查熱電偶是否正常3.口模積料嚴(yán)重3.清模，適當(dāng)降低口模溫度外徑或壁厚隨時(shí)變化1.擠出速度變化1.檢查牽引機(jī)2.牽引速度發(fā)生變化或打滑2.適當(dāng)提高壓力3.下料不穩(wěn)（回料粒徑不均）3.原料過(guò)篩或造粒4.熔體的不穩(wěn)定性4.提高料溫，降低線速度，增加?？陂g隙5.冷卻不均5.清理水路管材壁厚不均1.口模沒(méi)對(duì)中1.調(diào)節(jié)口模同心2.口模溫度不均2.調(diào)節(jié)溫度3.牽引機(jī)，定徑套，口模沒(méi)對(duì)中3.保持在同一軸線上4.定徑套與口模距離太遠(yuǎn)4.拉近距離熔接縫不良1.口模成型段太短1.使用較長(zhǎng)的口模成型段2.熔融溫度低2.提高料溫3.模頭中塑料分散3.清理模頭4.機(jī)頭機(jī)結(jié)構(gòu)不合理4.更換或改造管材過(guò)早損壞穿孔1.水泡1.干燥原料2.氣泡2.除濕或降低溫度3.雜質(zhì)3.清潔原料或用過(guò)濾網(wǎng)4.顏料或填充料分散不良4.調(diào)節(jié)溫度或更換原料管材過(guò)早損壞脆性破壞1.料溫低1.提高料溫2.溫度過(guò)高，原料分解2.清理模具，降低溫度管材開(kāi)裂1.機(jī)頭溫度低，擠出速度快1.升溫，降速2.冷卻水太大2.減小冷卻水流量管材圓度不好，彎曲1.口模，芯模中心位置不正1.調(diào)整同心2.機(jī)頭溫度四周不均2.調(diào)節(jié)溫度3.冷卻水離口模太近3.調(diào)整冷卻水位置4.冷卻水噴淋力度過(guò)大4.調(diào)節(jié)噴頭角度5.冷卻水噴淋太小5.清理水路6.水位過(guò)高6.排水7.牽引機(jī)壓力過(guò)大7.調(diào)節(jié)氣壓注：表中加粗部分為PE管材生產(chǎn)比較容易產(chǎn)生的各種問(wèn)題分析及解決方法。

PPR管材質(zhì)量的各種因素產(chǎn)品缺陷產(chǎn)生原因解決方法局部變色，以致外觀色澤不均勻一致

PP-R管材是由PP-R樹(shù)脂經(jīng)擠出機(jī)擠出成型而成。擠出機(jī)的作用能使PP-R樹(shù)脂從晶體塑化到高彈態(tài)，進(jìn)而再塑化到熔融粘流態(tài)這一過(guò)程中，如果PP-R原料在擠出成型時(shí)所受到熱量和壓力不當(dāng)，會(huì)使原料狀態(tài)變化時(shí)發(fā)生分子構(gòu)型改變。過(guò)高塑化溫度破壞PP-R的分子結(jié)構(gòu)并產(chǎn)生分解變色。同時(shí)擠出速度過(guò)快，在機(jī)筒內(nèi)產(chǎn)生較高的摩擦熱，使物料溫度升高而分解變色。要求PP-R管材擠出加工過(guò)程中，應(yīng)避免塑化溫度過(guò)高和擠出速度過(guò)快，引起PP-R樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)的改變表面斑點(diǎn)，以致外觀色澤不均勻一致

生產(chǎn)管材的PP-R樹(shù)脂原料中如有水分，可能導(dǎo)致擠出成型管材表面形成斑點(diǎn)。管材在擠出成型加土過(guò)程中采用真空槽式定徑時(shí)，水槽中的管子上如有氣泡，也會(huì)導(dǎo)致擠出成型管材表面形成斑點(diǎn)。

去除原料中的水分或消除水槽中管子上的氣泡。為確保水槽管子上無(wú)氣泡，必須做到:防止水槽的循環(huán)泵產(chǎn)生氣蝕，水槽中的水面保持在水口以上，增加水槽中水的循環(huán)量。表面暗淡無(wú)光

生產(chǎn)管材的原料中有水分，可能導(dǎo)致管材表面暗淡無(wú)光。

擠出加工熔體溫度不合適，擠出機(jī)擠出的熔融物料不均勻，定徑套過(guò)短，口模成型段過(guò)短等都可能導(dǎo)致管材表面暗淡無(wú)光。

去除原料中的水分或調(diào)整管材加工的工藝參數(shù)。

其中調(diào)整管材加工的工藝參數(shù)包括:選擇合適的熔體溫度，改善擠出機(jī)擠出的熔融物料的均勻性，使用長(zhǎng)定徑套，增加口模成型段的長(zhǎng)度。有光亮透明的塊狀機(jī)頭溫度過(guò)高和冷卻不足。降低機(jī)頭溫度和冷卻水開(kāi)大。表面粗糙不光滑真空定型的真空度控制的確當(dāng)與否，將直接影響管材的表面質(zhì)量，真空度太高使管材表面粗糙;冷卻速度過(guò)快易在管材內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致管材表面粗糙。另外，PP-R樹(shù)脂原料中的含有水分也會(huì)導(dǎo)致管材內(nèi)外表面粗糙。將真空定徑槽的真空度和冷卻速度調(diào)整控制到最佳狀態(tài)。

去除PP-R樹(shù)脂原料中的水分。表面出現(xiàn)氣泡

溫度過(guò)高，聚合物分解，表面產(chǎn)生氣泡。原料中含有水分，可能導(dǎo)致熔體中出現(xiàn)氣泡，導(dǎo)致管材表面出現(xiàn)氣泡?？刂乒懿牡臄D出成型溫度;去除PP-R樹(shù)脂原料中的水分。表面出現(xiàn)斑點(diǎn)凹坑

高溫下擠出的管坯，冷卻成型時(shí)冷卻速度對(duì)制品的性能有一定的影響，冷卻過(guò)快易在管材內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，并降低外觀質(zhì)量。冷卻水流量過(guò)大，管子表面就會(huì)粗糙，生斑點(diǎn)凹坑。原料中含有水分，可能導(dǎo)致管材內(nèi)壁出現(xiàn)凹坑。將真空定徑槽的冷卻速度調(diào)整控制到最佳狀態(tài)。除樹(shù)脂原料中