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浅谈异型材常见问题及处理方法

2019-04-20

异型材生产线常见问题及处理方法

一、型材变型

型材内部应力的存在不仅会导致型材在使用中的弯曲变形或开裂,还会影响型材的机械性能和外观质量。

( 1 )型材内应力的原因:

1 )在成型过程中挤出和拉伸后,大分子取向具有高弹性变形,没有松弛,主要集中在表层,导致取向应力更大,取向不均匀,导致内应力不均匀。

2 )在成型和冷却阶段,当温度高于玻璃化转变温度时,塑料是具有应力松弛现象的粘弹性流体。当温度低于玻璃化转变温度时,塑料变成固体,并且很难在固化时间和片段的松弛速度之间完全适应。成型后,内应力会或多或少地冻结。

3 )在冷却和成形阶段,由于不均匀的冷却收缩,将不可避免地引起型材内外、顶部和底部、左右之间的体积温差。

4 )由于长期储存、使用温度的变化和使用过程中应力的变化,型材可能会变形和开裂。

5 )空心型材壁厚不均匀容易导致冷却不均匀,厚壁冷却缓慢,薄壁冷却快速,由于冷却速度不同,会产生内应力。解决方案:型材的壁厚尽可能相等和均匀。如果有不等的壁厚,接缝应该逐渐过渡,以避免横截面的突然变化。有必要适当加强成形模具中厚壁的冷却。

( 2 )内应力的大小与挤出温度、挤出压力、熔体在机器中的停留时间等因素有关。提高温度可以降低取向应力,但注意收缩不均匀和体积温度应力增加的缺陷,降低挤压压力有利于降低取向应力,过快的挤压速度会导致更大的应力变形。

二、气泡、裂纹、麻点

( 1 )上述缺陷的主要原因如下:

1 )各种材料中含有的水分和挥发性物质严重超标,在挤出和混合过程中不能完全排除。挥发性物质保留在材料内部,气泡将出现在型材内部或表面,加热后,型材上将明显出现气泡、裂纹和点蚀。一旦这些缺陷出现在生产中,先应该消除原材料的影响,然后在高速混合中建立合理的工艺条件,以有效消除挥发物。

2 ) PVC是一种热稳定性差的热敏塑料。尽管配方中添加了热固化剂,例如由于挤出工艺的缺点导致稳定剂不良或过热分解,但产生的氯化氢气体通常不能完全排出并留在材料内部,型材的截面或内表面上会出现致密的小孔。这种孔的产生与挤出机的加热和冷却系统对挤出温度的控制能力和均匀性有关。挤出温度不应该太高,否则很容易过度塑化并产生过多的气体,以至于不能留在型材中,甚至裂纹,挤出温度太低,材料塑化不良,型材表面被未塑化的颗粒凹陷、毛刺和粗糙化。调整正确的工艺温度是控制材料塑化的关键。在挤压过程中,热量主要来自外部热源和剪切摩擦热。启动初期,热量主要来自外部加热。启动后,剪切摩擦热持续增加,有时超过材料所需的热量。这需要热量通过冷却系统散发,以防止热分解。因此,挤出机的加热和冷却系统应该能够确保稳定的挤出温度和高控制精度。剪切摩擦热与螺杆速度、压头和其他因素有关。在生产中调整螺杆转速和压头,可以使剪切摩擦加热合理,并在一定程度上改善加热和冷却系统的运行条件。

3 )气泡的产生也与挤出机排气系统的功能有关。双螺杆在功能上分为四个区域:进料区、压缩区、排气区和均化区。从进料区到压缩区的压力逐渐增加,在排气区急剧下降,而均化区的压力迅速上升。在排气区,蒸发的挥发物由于压降容易从熔体中逸出,并在真空度不低于0.05 MPa的条件下从排气口排出。此外,挤出机的进料量和挤出量应该基本平衡。当进料量大于挤出量时,多余的物料会在压力的作用下,以低压持续挤压到通风孔中,导致物料从通风孔中流出,甚至堵塞通风孔,失去通风功能。

4 )当型材产生气泡、裂纹和点蚀时,可根据情况逐一消除。先检查各种原料的挥发性物质和杂质是否超标,并适当调整配方中润滑剂和稳定剂的用量,以适当增加润滑剂,减少剪切摩擦热,适当添加稳定剂,确保材料的温度承载能力和热稳定性,避免材料严重分解。其次,根据挤出机的工作特点,设定合理的温度、螺杆转速和挤出压力,再次检查真空度和排气孔的工作条件,确保排气顺畅和密封良好,然后检查模具的流道是否有死角。

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