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聚乙烯蜡厂家分享PVC挤出知识总结(二)

文章出处:网责任编辑:青岛赛诺作者:青岛赛诺人气:-发表时间:2018-03-06 08:31:00【

聚乙烯蜡 

平时我们了解的PVC挤出知识,总是东一块,西一块,非常零碎,下面青岛赛诺聚乙烯蜡厂家针对PVC挤出知识做总结,希望对大家有所帮助。本文分为两部分,本篇主要讲述超负荷挤出、温度不受控状态与对策,设备、电器等故障状态与对策,原料、配方、捏合等影响因素与对策。

五 超负荷挤出、温度不受控状态与对策

上述新思路是有前提的,是建立在正常挤出条件下,以显示温度处于受控状态为基准的。若不适当地提高挤出效率时,亦会发生给料段所供热量难以满足物料塑化所需热量需求,显示温度不受控,往往低于设定温度,物料至排气孔未能良好塑化,仍有部分粉料,被真空从排气孔抽走;这时候大部分的操作人员会提高后段的温度来弥补,压缩段和溶融段的危害还不大,主要危害在计量段,计量段总热量本来就超越熔体恒温所需热量的需求,是因为挤出速度的增加带来计量段剪切摩擦热的大量增加而造成,使显示温度不受控,往往会高于设定温度,导致挤出制品局部过热、分解。这种现象随挤出效率提高的幅度而变化,挤出效率提的越高,设定温度与显示温度的温差越大,产生的不良后果越严重。给料段螺杆剪切热或外加热功率配置偏低的挤出机,此现象尤为突出。当显示温度不受设定温度控制时,所谓工艺优化是难以取得实效的。上述现象是挤出机所供热量与物料塑化所需热量失衡的表征。供料段设定温度与显示温度的温差大小,是外加热或剪切热欠缺程度的标志,计量段设定温度与显示温度温差大小,是剪切热过剩程度的标志。目前我国生产的挤出机在给料段热量匹配上,分别采取了两项措施:一是提高加热圈功率,如6 5/132型锥形双螺杆挤出机给料段功率配置已达9 kW;二是改革螺杆螺纹结构,在给料段或压缩段双头螺纹后设置一单头螺纹,有效提高螺槽的压缩比。挤出机给料段热量供给欠缺现象已比过去明显改观。但计量段剪切热过剩,依然制约着挤出效率的提高。在这个问题上我们也进行了专门的研究,现在我们的所有挤出机使用双螺杆都是特殊定做的,其参数都是经过调整,适当增加了计量段螺菱与螺菱之间的间隙,以适应我们的超高速挤出的。剪切热除受螺杆结构的制约外,还直接受给料速度与挤出速度比的影响。当降低计量段设定温度,加热圈已停止加热,冷却装置不停顿工作,显示温度控制无效时,可根据需要,依照如下程序,采取相应措施,以有效降低计量段显示温度:

5.1 一是降低螺杆设定温度,降低螺杆设定温度,可以用油冷却的方法,转移计量段多余的剪切热。但降低螺杆设定温度,亦会降低给料段物料温度。当挤出机给料段配置加热圈功率较低时,降低螺杆设定温度,应兼顾给料段控温度的需要,不要顾此失彼。

5.2 二是适当降低给料速度,适当降低给料速度,可以减少剪切热(我们称降低扭矩)。在挤出机螺杆转速一定条件下,提高或降低给料速度,是调整剪切热的有效手段。但降低给料速度亦会降低给料段物料温度,给料段与计量段物料对剪切热的需要是互为矛盾的。同螺杆温度设定一样,当挤出机给料段配置加热圈功率较低时,降低给料速度,也要兼顾给料段温度控制的需要。同时过度降低给料速度,导致计量段熔体不能完整包裹螺槽,也会加大螺绫与螺筒的磨损,出现所谓的“扫樘” (及螺杆螺筒的中间部分过度磨损)症状。

5.3 三是适当降低挤出速度与给料速度比,给料速度和挤出速度同是和挤出量有关的概念,又各自有不同的职能。给料速度宜与外供热相协调,以调整剪切热大小与物料塑化程度;挤出速度宜与牵引速度相协调,以调整挤出量和壁厚。当采用给料速度调整计量段显示温度,无法兼顾给料段显示温度时,才有必要降低挤出速度与给料速度比,一方面减少了计量段熔体的剪切热,另一方面延长了物料在给料段的停留时间,以利塑化。应当指出:降低计量段设定温度,主要是控制剪切热,防止物料降解,并非设置温度越低越好。当加热圈已停止加热,冷却装置不停顿工作,这种情况下温度设定得再低,亦是没有意义的。当计量段显示温度虽然高于设定温度,但在185℃区间,亦属正常范围,不必要调整。在挤出机生产小规格制品时,挤出量较低,导致剪切热过少,计量段显示温度低于180℃时,还需根据情况,适时提高螺筒、螺杆设定温度或给料速度,以保持物料温度始终在理想的温度区域运行。在挤出机螺杆各段压缩比允许条件下,提高加料速度才能对剪切热发挥作用。反之则会产生两种不同结果:当给料量大于给料段螺槽容积时,会出现加料孔“冒料”现象,使原料直接从加料口溢出,洒落在设备工作台和地上,既污染环境又浪费原材料;当给料段螺槽容积大于熔融段容积时,会出现真空孔“冒料”现象,从而堵塞真空排气管路,造成无法排气,影响产品质量而无法正常生产。因此提高给料速度也是有限度的。

六 设备、电器等故障状态与对策

在挤出生产的整个过程中,除了正确设定温度外,关键在于对显示温度(熔体温度)进行有效控制。除挤出机超负荷运行外,当设备、电器等发生故障时,显示温度亦会处于不受控状态,直接带来熔体温度的变化。

6.1 挤出机螺筒与螺杆严重磨损,挤出机螺筒与螺杆严重磨损,带来径向间隙加大,导致物料在挤出过程中从压力高的区域向压力低的区域流动,发生所谓的“正流”或 “逆流”现象。以螺杆结构为.. 2—2—l—3—3头数的挤出机分析可知:当物料由给料段双头螺槽并联运动至第一个单头螺槽,开始串联运动,压力骤升;然后又由单头螺槽串联运动至双头螺槽,开始并联运动,压力骤降,当再一次进入单头螺槽开始串联运动,压力骤升。当第一、二个单头螺绫和对应部位的螺筒,在剪切作用下磨损,有部分物料可能由单头螺槽向前面的双头螺槽泄漏,即发生逆向流动,也可能向后面的三头螺槽泄漏,即发生正向流动;熔体由熔融段三头较大螺槽向计量段三头较小螺槽容积流动时,因计量段螺绫和对应部位的螺筒,在剪切作用下磨损,有部分熔体可能由计量段螺槽向熔融段螺槽泄漏,即发生逆向流动。物料或熔体的不规则流动,尤其是逆向流动,导致其在机内停留时间延长,发生“过塑化”、局部降解,将会沿制品轴向出现“黄线”。因此此时一些有经验的操作人员以降低设定温度,提高物料粘度,减少逆流的方法,勉强维持继续挤出生产。其实这种现象在行业类也普遍存在,所谓“超低温工艺”,其最初原因概源于此。因熔体温度过低,塑化不均衡,挤出制品质量是难以得到有效保证的。

6.2 挤出机螺杆加工、装配不当,导致两螺杆轴向最小间隙偏小。挤出机两螺杆轴向单向设计间隙一般都在2mm以上,但由于加工偏差,不少螺杆的实际串动量仅有 1mm左右,即螺杆各功能段每边轴向最小间隙仅能保证0.5mm。如果在装配过程中不精心加以控制和调整,致使某功能段最小轴向间隙就可能在0.2mm左右,甚至更小或直接碰撞产生打架现象。挤出机工作一段时间,若推力轴承磨损,也会发生螺杆轴向串动,使轴向间隙变化,这是因为两盘推力轴承的磨损程度不可能完全一样所致。挤出生产过程就会发生局部过热,一些所谓的高手这时候一般采用提高设定温度,降低物料粘度,增强物料流动性的方法,勉强维持生产。所谓 “超高温工艺”,其最初原因也概源于此。因温度过高,不仅影响产品内外质量和色泽,还会因物料的局部分解导致氯化氢析出,和群青(指加了群情的制品,我们的型材就加了群青的)发生反应,致使制品铅污染变色。同时氯化氢有超强的吸水性,与水结合而成盐酸,对设备和模具有强烈的腐蚀作用。我们每次从因糊料而拆开的模具内掏出的黑色糊料块,在放置一段时间后表面会出现类似水珠的东西,其实就是氯化氢吸收空气中的水分而形成的盐酸小颗粒。

6.3 电气仪表故障,致使显示温度处于失控,大致有以下几种情况

a) 热电偶:热电偶故障大致可分两种。第一种是未安装到位,或安装孔内存在杂物及热电偶线路轻微短路,不能如实传递螺筒温度,往往显示温度低于设定温度造成不间断加热,使物料实际温度偏高甚至糊料。第二种是热电偶断路(开路),这时候会使显示温度到刻度满度或者直接显示断偶,致使加热控制器停止输出加热指令,加热器会因接触器会断开而停止加热,慢慢的物料就会因无外热加温而无法继续生产(断偶的情况出现在螺筒给料段和模具及合流芯上危害尤为明显)。

b) 电加热器线圈部分或者与导线连接处因接触不良而发热烧毁,加热器实际功率变小或直接到零功率,显示温度偏低。因给料段外加热圈启闭比较频繁甚至长期工作,这种现象常常发生。模具段则因经常拆装,接线不良的情况较多。

c) 交流接触器因开启频繁,而每次开闭都会产生弧光,弧光的温度是很高的,大家可以想想电焊机的焊接,就是利用弧光的典型例子。弧光有时候会引发交流接触器触点的表面融化发生离合器粘结,导致电加热器不间断工作,显示温度偏高;长时间的反复粘连、机械力脱开、再粘连就会逐渐烧毁触点造成断路而使加热器无法工作,是显示温度低于设定温度。

d) 加热主线路保险开路或断路器跳闸,大部分是因后面线路或加热器短路产生瞬时大电流造成。这时候虽然加热指示灯亮,显示加热,但仪表显示数字或指针不涨反降,指示温度越来越低。

6.4 加热圈安装不当: 加热圈安装不当,和螺筒或口模接触不紧密、存在间隙,使加热圈的热量散失,无法传递给螺筒或口模,加热圈不停顿工作,显示温度依然偏低,影响物料塑化。这种情况还有烧毁加热器的危险,安装加热器是应当引起足够重视

6.5 真空排气不良:真空度过低或出现冒料堵塞排气孔,排气不良,致使物料夹带空气或挥发物,不仅影响物料塑化,还会使制品出现发泡。

6.6 螺杆温度: 所谓螺杆温度显示的并不是螺杆的真实温度,而是螺杆油泵输送进螺杆内部进行流动的高温导热油的温度,有的设备干脆就直接标示成“螺杆油温”。其不正常也分两种情况,第一种是油路堵塞,螺杆内根本就没通油,而我公司根据生产速度普遍偏快这一实际情况,大部分螺杆油加温功能是关闭了的,这时候的螺杆油温显示往往很低,大概在50℃左右(因高温油根本没有从螺杆内流动,此时螺杆的各段温度和物料在各段的温度是一样高的),造成螺杆这一功能丧失,无法实施定向调温职能,导致给料段显示温度偏低,计量段显示温度跑高失控。第二种是水路堵塞,由于水路是对油路进行冷却的,职能是带走油路从螺杆内带出来的多余热量,因而水路的堵塞没油路的堵塞那么容易发现,危害也没那么大,但仍然可产生油路带出来的热无法散发,造成高温油箱温度逐步升高,无法控制,最后丧失散热调温功能,仅保留平衡给料段和计量段温度这点功能。过高的油温还会造成油路、高温电磁阀、油泵密封件(多为含氟橡胶)的损坏造成高温导热油的泄露,既浪费高温油又污染工作环境。由此可见,要实施挤出工艺温度的优化设定和控制,首先必须保证挤出机和温控系统的工作质量。

6.7 螺杆的更换:更换新螺杆前先必须对其加工质量进行严格验收,并认真进行装配,确保螺杆装配的最小径向与轴向间隙处于最佳状态;挤出机工作一段时间,定期调整螺杆与螺筒径向间隙,逐步转移磨损部位,加宽其磨损空间,以提高挤出机螺筒与螺杆工作寿命;并定期检查挤出机推力轴承是否串动,及时维修。螺筒与螺杆磨损至最大量时,及时进行更新修复;温控系统出现失控时,应及时查明原因处理,严防带病工作;安装加热.圈,一定要保持平整,和螺筒、合流芯、口模等严密合缝,无散热间隙;挤出生产过程中一定要严密观察排气孔是否堵塞?真空度是否过低?发现异常,及时处理;螺杆显示温度跑高和跑低失控时,应随时疏通冷却水管路及油路,以确保显示温度沿着理想的轨道运行。

七 原料、配方、捏合等影响因素与对策

原料、配方、混料等因素发生变化,都会对PVC—U物料的塑化度产生影响。

7.1 原料:PVC树脂分子量过高或过低,直接影响熔体塑化度。分子量低的树脂比分子量高的树脂有较高的塑化度,因此原料如果选用混杂或本身的质量问题,造成分子量分布区域过宽,对PVC-U的挤出生产无疑是致命的。我公司根据生产实际情况,考虑到生产难度和产品综合性能两方面的因素,挤出产品采用的全部是疏松型SG5(分子量1000-1100)PVC树脂,以保证较高的产品内在性能。注塑产品大部份采用的是疏松型SG8(分子量650-750)PVC树脂及少量疏松型SG7(分子量750-850)PVC树脂,充分兼顾了内在性能及加工工艺性。

7.2 配方:配方中加工助剂与润滑剂选择配搭不当,或者是加入的量不合适,亦会致使物料塑化提前或推后,配方中填充剂的多少也直接影响制品内在的各项理化性能指标。配方无疑就是PVC制品生产最最重要的一环节。我公司使用的配方都是在大量的试验基础上、经试生产之后才普遍采用的,配方中添加的加工助剂和润滑剂的量都是经过试验验证,能确保摩擦和润滑性能的相对平衡;并且有现场工艺人员根据实际情况随时进行微调,以及对配方工序工作质量的检查等等手段,以保证生产过程中配方的随时有效性和适宜性。

7.3 捏合工艺:捏合(混料)出料温度设定不当,热混(搅)温度过高或过低,捏合时间过长或过短,冷混(搅)出料温度过高均会影响混合料凝胶化程度,并和挤出制品的塑化度紧密相关。因此作为塑料制品挤出过程中第一道工序的捏合作业,应严防操作人员随意降低(改变)混料温度,减短混料时间。刚开始混料时,因热混锅是冷的,每锅混料时间较长,随混料锅次增加,每锅达到出料温度所需的时间就会越来越短。当出料时间过短时,会发生物料组分分散不匀,就应适当增加热放料的温度(我们使用的方式)、或改连续混料为间歇式混料,延长混料时间,以保证正常出料(这点我们还未对此进行有效性试验,接下来可以考虑在捏合设备充裕的情况下逐步试验,有效地话可推广实施)。

7.4 捏合设备:随着捏合机长期工作,浆叶发生磨损,而我公司的捏合设备全部采用的是自摩擦生热型的,因此、浆叶的磨损会延长每锅料的混料时间。当达到出料温度所需的时间过长时,会发生物料局部过热分解,就应及时更换浆叶;每次混料前应认真检查热电偶,以免被物料包裹或线路短路、断路等等情况发生,不反映真实温度,一样造成长时间捏合导致糊料;混料时应密切注视热混(捏合)锅或冷混锅出料阀门是否泄漏,严防局部物料组分分散不匀、温度冷却不均等现象发生。特别是捏合(热混)锅,如发生放料门泄露,严重时会直接将温度未捏合到位的料慢慢漏入冷搅锅,有的未化开的复合稳定剂也会漏下,这就造成类似根本未经捏合的情况出现,使挤出过程无法正常进行。每次混料后,应检查混料机内是否有余料粘附锅壁和排气袋堵塞现象,并及时处理掉。以杜绝各类影响混合料质量因素。

   在调整润滑剂时应注意以下几点:

(1)同一台加工机械在使用时间较长后,剪切能力会下降,润滑剂也要相应调整。为了保证塑化质量,可采用促进塑化的润滑剂配比。

(2)表面积较大的成型机械需要较多的润滑剂。从挤出到口模的容积是一定的,物

料所含润滑剂应能满足整个容积中所有表面润滑的需要。加工机械的容积较小,表面积却较大,则要求物料中润滑剂含量较高。同台挤出机在生产薄壁管时,要求使用比挤出同规格厚壁管更多的润滑剂。

(3)较高的加工温度可采用较多的润滑剂。加工温度越高,PVC 熔体粘附金属的倾向越明显,因此加工温度越高,需用的润滑剂越多。

(4)石蜡只对挤出机加料段起润滑作用,部分氧化聚乙烯蜡则不仅在均化段乃至机头与模头处也起作用。建议在配方中加入氧化聚乙烯蜡。

对于润滑剂的选择,我们推荐青岛赛诺的聚乙烯蜡及氧化聚乙烯蜡等,青岛赛诺专注于聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡等加工助剂的研发生产工作,具有行业内从业多年经验丰富的工程师提供技术支持与指导,提供一站式采购服务,从原材料、加工助剂到机械设备等,形成产业链生产模式,能够给企业全方位的支持,赛诺放心蜡,欢迎您询价。询价热线:400-8788-532。

八 总结

本文关于锥双螺杆挤出机工艺温度优化的思路,主要涵盖以下内容:

8.1 挤出工艺温度的设定和控制:应以PVC—U熔体塑化度60%一65%为基准,螺筒熔体温度宜控制在180℃~185之间,口模温度则宜控制在 190-210℃之间,以便熔体到达最佳塑化度的一瞬间,即刻从口模挤出。从而实现既能从最佳塑化度下挤出,又能防止物料过热时间太长,产生分解,降低某些性能。

8.2适当提高给料段设定温度:以给物料提供充分的外热,确保物料良好塑化的同时,有效降低计量段设定温度与显示温度温差,减缓剪切作用对挤出机螺筒与螺杆的磨损;降低计量段设定温度,并非越低越好,而是以显示温度不超过185℃—190℃为基准,确保物料稳步、均衡塑化,防止局部过热分解。当挤出量较大,已经停止外加热,冷却系统不停顿工作,显示温度依然高于190℃时,可视情况适当降低螺杆设定温度或给料速度;当挤出量较小,显示温度低于180℃时,宜适当提高螺筒、螺杆设定温度或给料速度。

8.3 在挤出速度一定条件下,给料速度是调控剪切热的有效手段:在减少给料速度,调整计量段设定温度和显示温度温差的同时,又致使给料段设定温度和显示温度温差更大时,才有必要降低挤出速度,以便延长物料在给料段的停留时间,吸收外加热,促进塑化。

8.4 合流芯设定温度以确保熔体截面温度均衡、一致为依据:设定温度过低,会使熔体表面流动速度过慢,影响从口模挤出制品成型质量;设定温度过高,会使熔体表面流动速度过快,同样影响从口模挤出制品成型质量。

8.5 更换螺筒与螺杆:更换时一定要严格检查与调整螺杆各段轴向间隙,防止因某段间隙过小,致使物料或熔体局部过热,挤出机工作一定时间,及时调整螺杆与螺筒径向间隙,以延长其工作寿命。

8.6 优化挤出工艺温度:可以实现不同规格、剪切性能挤出机,在不同挤出量条件下,只要显示温度处于可控状态,都可以实施同一工艺温度下挤出。从而实现提高制品质量,减缓挤出机磨损,延长其工作寿命,进一步降低成本,方便管理,及时发现和有效处理故障的多层目标。

8.7 优化工艺是有前提条件的:当挤出机超负荷挤出,设备与电器、仪表处于故障状态,显示温度不受控;原料、配方有关助剂,混料等因素,影响物料塑化度时,都应采取相应对策处理,从而为优化工艺奠定良好的基础。

 

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