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挤出过程的问题分析 - 无图版

cuijiude --- 2006-10-30 13:58:05

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.挤出过程的问题分析

塑料挤出制品的质量及产量不仅取决于挤出设备的制造技朮﹐更主要地是受到被加工材

料的性能﹐挤出操作条件﹐挤出过程故障和制品缺陷的在线监测水平﹐挤出控制系统方式和控制精度﹐设备的保养水平等因素的影响。

在塑料挤出过程中出现的许多问题并不完全是由于设备的制造质量出现的问题﹐而主要在于塑料加工企业的管理人员或现场操作人员对设备性能及操作保养规范﹐材料加工性能和工艺条件﹐以及周围环境条件对加工过程的影响等方面缺乏基本的﹐全面的﹐正确的认识。

在解决一种特殊挤出问题之前﹐处理事故的技朮人员应该着手解决确定的问题﹐快速地和准确地诊断某个发展中的押出机问题﹐以减少停工期或废品数量。合适的检测仪表和对挤出过程的深刻的认识是有效检测和解决的重要条件。

对于一个有效的问题处理过程其重要的前提条件有以下几点﹕

1. 合适的检测仪表

2. 对挤出过程的完整认识

3. 收集和分析历史记录数据

4. 有关设备情况的完整信息

5. 有关原料的完整信息

1.1检测仪表

在很大程度上﹐挤出过程是一种黑箱过程﹐看不见挤出机内部正在发生着什么﹐只能观察到材料进入挤出机和材料从挤出口模中出来﹐因为这一部分被挤出机螺缸遮掩了。因此﹐我们主要依赖于精确的传感器及检测仪表来确定挤出机内部的状况﹐来监测出重要参数的变化。

1.2认识挤出过程

对挤出过程的完整认识对于有效解决挤出问题是必要的﹐例如﹕塑料的材料特性﹐挤出机器的特点﹐检测仪表和操作﹐挤出机内部工作原理﹐螺杆和挤出机头等。正确的操作以便生产出良好的产品。如果一台挤出机被错误地操作﹐可能会生产出不合格的产品或造成设备的损坏及人员的伤害。

1.3收集和分析历史数据(时间信息)

为了明白一个过程不能正确进行的原因﹐我们必须将当前的工作条件与以前正常工作时的条件进行比较﹐这种方法被认为是一种时间信息方法。所收集的这些数据不仅包含了挤出机的工作信息﹐如温度﹐压力﹐电机载荷﹐线速度﹐螺缸尺寸﹐螺杆尺寸等﹐还包含了有关材料的信息以及可能影响这一过程的其它参数。

时间信息的构成是基于过程正常运行一定的时间基础上。因此必须存在有一个或几个促成挤出过程混乱的可以确认的变化。这里的任务就是要鉴别这些变化﹐改正这些变化﹐并使挤出过程回到正常状态。时间信息产生过程开始于过程稳定期的某一时刻﹐结束于挤出过程出现问题的某一时间﹐甚至与挤出过程间接关联的事件也被列于这种时间信息中。一旦时间信息完成﹐它将成为鉴别产生问题原因的有效工具。

另外应该指出的是﹐并不是所有的因素都能导致一个当前的问题。在某些情况下﹐在一种变化的一些影响因素变为明显之前﹐可能存在着一个相当长的孕酿期。当然﹐这样使检测和处理问题的过程变的复杂了﹐牢记这一点并不要轻率地下结论是很重要的

1.4设备信息

当一台挤出机开始出现问题时﹐能掌握有关这台设备的完整情况是很重要的。挤出机应该很好的地维护保养﹐完整的保养记录应该可用于对这台设备各种零件情况的评估。应该遵守挤出机供货商所制定的保养建议﹐以确保良好的操作状态。

1.5原料的信息

一台挤出机的性能同时受到原料的特性和机器的特性所决定。影响挤出过程的原料性能包含宏观流动性能﹐熔体流动性能和热性能。

宏观流动性能﹕体积密度﹐可压缩性﹐粒子尺寸﹐外磨擦系数﹐内磨擦系数以及凝聚倾向等。

熔体流动性能﹕剪切黏度﹐拉伸黏度。

热性能 ﹕比热容﹐玻璃化转变温度﹐晶体熔点﹐熔融潜热﹐热导率﹐密度﹐降解温度。

当材料的变化影响到确定材料挤出行为的一个或几个聚合物特性时﹐这种变化将在挤出中产生问题。为了一个材料相关的挤出问题﹐一种实际的试验方法是挤出一些原先批号的材料﹐以观察问题是否消失。如果确实属于这种情况﹐强烈地表明这个问题与材料有关。如果相关材料的变化是长期的﹐则应该调整工艺条件﹐以适应材料的变化。此时﹐问题的性质将从一混乱的问题转为一研发的问题。

cuijiude --- 2006-10-31 08:03:31

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2.系统检测分析

2.1故障与发生问题

针对挤出生产在线因未知原因而发生的故障和问题﹐如果挤出生产线已经正常运行了相当长的时间﹐那必然存在解决问题的一种方案。因此检测分析的目的是发现故障产生的原因并消除它。

2.2与机器相关的问题

在与机器相关的问题中﹐在挤出机中的机器变化将引起挤出行为的变化。这些变化可能影响驱动系统﹐加热冷却系统﹐进料系统﹐成型系统或螺杆和螺缸的实际几何形状。

2.2.1驱动系统

驱动系统的主要构成是电机﹐减速器和止推轴承。出现的驱动问题为旋转速度的变化和不能产生所需的扭矩。减速器和止推轴承中的问题往往与机器失效信号相联系。如果问题被怀疑是驱动系统﹐应确信载荷条件不超过驱动功率。

2.2.3进料系统

在一台自由进料的挤出机中﹐进料系统最重要的部件是料斗和它的搅拌器及卸料螺杆﹐这一系统的故障可以通过直视检查来确认。如果料斗配有卸料螺杆﹐对于异常变化﹐应检查卸料螺杆的转速。为了合适的工艺状况﹐卸料螺杆的驱动应该有一个扭矩反馈控制﹐以确保稳定进料和避免过度进料。

2.2.4加热及冷却系统

加热及冷却系统对聚合物熔体温度施行一定程度的控制。但是材料温度的异常并不能说明是加热或冷却的问题,因为热量是直接经过螺缸传递﹐而仅仅间接的经过聚合物来传递。实际上控制的是螺缸温度﹐用温度传感器测量的局部螺缸温度确定了螺缸加热及冷却状况。

通过改变设定值至较高温度来检查加热系统﹐例如高于常规设定值的50℃。加热器应该在100%的功率上工作﹐被测量的螺缸温度应该在1~2分钟内开始升高。如果加热器不能在满功率下运行﹐螺缸的测量将出现问题﹐或者温度控制电路存在问题。如果加热器在满功率下运转﹐但在2~4分钟内温度不开始升高﹐说明螺缸温度测量不正确﹐或者在加热器和螺缸间存在不良接触。

冷却系统可以类似通过改变设定至较低的温度来检查﹐例如低于常规值50℃。如果冷却系统不能满负荷运行﹐说明螺缸温度测量存在问题﹐或者温度控制器电路存在问题。如果冷却系统满负荷运行﹐但在2~4分钟内温度不开始下降﹐说明螺缸温度不正确﹐或者冷却装置不能正常操作。

如果需要大量的冷却量来保持预期的料温﹐这很明显的说明﹐由磨擦和黏性耗损生了过度的内部热量。通过降低螺杆转速或更改螺杆设计﹐可以降低内部生成热量。

2.2.5磨损问题

凡是具有运动零件的机械都会发生磨损﹐挤出机磨损一般会导致螺棱于螺缸间隙的增大。最大的磨损一般出现在螺杆的末端。这表明在螺杆顶端聚合物熔体支撑着螺杆﹐在螺杆压缩段承受着很大的侧向力。当螺杆具有较高的压缩比时﹐这类磨损更容易发生。在螺杆压缩段中的磨损降低了熔融能力﹐并将导致温度的不均匀性和压力的波动。在计量段的磨损将影响其泵送能力。因磨损而导致螺棱于螺缸的间隙增加也会降低螺缸到聚合物熔体的传热效率﹐因而产生聚合物熔体中温度的不均匀性。

只有通过拆卸挤出机和查看螺杆﹐螺缸﹐才能检测磨损情况。如果磨损情况严重到影响挤出机的操作﹐常常可以目视观察到。但是﹐建议沿机器的长度上检测机筒的内径和螺杆的外径。如果定期检测这些项目﹐那将很容易地确定磨损随时间的变化速度。通过外推到最大允许磨损量﹐检测人员可以确定螺杆和螺缸应该修护及更换时机。

2.2.6螺杆抱死问题

可能发生在挤出机内的一种特殊问题是螺杆突然停止转动﹐并被卡在挤出机螺缸内或进料结构内。这一问题不可能经常发生﹐但当发生时﹐它将给机械造成极大的伤害。引起这一问题最可能的原因是螺杆和螺缸之间的热膨胀系数不同所造成。

当螺杆被安装到挤出机内时﹐螺杆和螺缸间所能量测的是在室温下的间隙值。与机械在运转时﹐螺杆和螺缸的实际间隙值差别很大。在实际加工条件下引起这种间隙变化的两个主要原因是加工温度和螺杆上的压力载荷。当加工温度远高于室温时﹐间隙可能变化的条件是﹕当螺杆和螺缸具有不同的热膨胀系数及当螺杆温度与螺缸的不同时。

降低螺杆抱死情况﹐可采取以下几种方法﹔*在进料段冷却螺杆

*增加进料段温度

*降低压缩段及计量段的温度

*增大进料区的间隙

cuijiude --- 2006-10-31 09:55:02

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建議版主將此貼設為威望閱讀貼﹐是否定格為精華貼﹐看后續資料完成后再確定。
cuijiude --- 2006-11-02 19:20:07

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2.3聚合物降解

聚合物降解是挤出过程中经常发生的问题。降解通常表现的形式为变色﹐易挥发成分的释放(冒烟)或机械性能发生变化。一般根据降解的模式可以区分为五种﹕热﹐化学﹐力学﹐辐射﹐生物降解。在挤出过程主要为热﹐化学及力学降解。

2.3.1热降解

当一种聚合物在没有其它化合物的非活性环境中处于高温状态时﹐会发生热降解。抵抗这样热降解的阻力依赖于聚合物主要成分的性质和内在的热稳定性。热降解有三种形式﹕解聚﹐链无规则断裂和取代基开链。

2.3.2力学降解

力学降解被看为是由力学应力诱发的分子断裂。这些应力可能是剪切应力或拉伸应力或这两种的组合。聚合物的力学降解可能发生在固态﹐熔融态和液态。在挤出机内﹐力学应力大多数被施加在熔融聚合物上。由于聚合物熔体的高温﹐力学降解主要总是伴随着热降解和可能的化学降解。当聚合物熔体处于强烈的力学变形和应变速率不均匀时﹐局部温度肯定会升高至整体温度之上。因此﹐整体温度测量也许不能正确的反映出实际原料的温度。这是在挤出机中的情况﹐可能会产生非常高的局部温度。

2.3.3化学降解

化学降解被看做为由于与聚合物接触的化学品诱导过程。这些化学品可能是酸﹐碱﹐溶剂﹐反应性气体等。在许多情况下﹐由于这些过程中的活化能较高﹐只有在高温下才能得到明显的变化。化学降解的两种重要形式是溶剂分解和氧化。

水解反应是溶剂分解的一个重要类型﹐易于吸水的聚合物最容易发生水解反应。例如﹐在聚酯的挤出过程中﹐聚合物正确的预先干燥是非常重要的﹐另外在聚合物中添加抵抗溶剂分解的助剂。

在高温挤出过程中﹐氧化降解是发生在聚合物中降解的最常见的类型﹐因此这种降解成为热氧化降解。聚合物降解与自由基产生同时发生﹐自由基与氧具有很高的反应亲和力﹐以形成不稳定的过氧基。新的过氧基将诱捕相邻的不稳定氢﹐生成不稳定的过氧化氢和更多的自由基﹐这些自由基将再次进行同样的过程﹐这将导致自身催化过程。一般用抗氧化剂来阻止聚合物中的氧化降解。抗氧化剂的目的是为了在聚合物使用期的各阶段截取自由基或防止自由基的发生。

绿野仙踪 --- 2006-11-02 19:24:18

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楼主博识!赞!培训的好资料!

但是否可以把这些资料汇集起来,发一个文档呢,那样不是更方便吗?

cuijiude --- 2006-11-03 08:08:06

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我试过,直接下载的文件多直接收藏了,而这种需要整理的文件,在整理过程中能够加深理解。

cuijiude --- 2006-11-03 11:15:37

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2.4挤出过程中的降解

在挤出过程中的降解经常是热﹐力学和化学降解的组合。在确定各种类型降解速率的重要因素如下﹕*.停留时间和停留时间分布

*料温及其分布

*应变速率及其分布

*溶剂分解助剂﹐氧或其它降解活性剂的存在

*抗氧剂和其它稳定剂的存在

前三项因素受机器结构和操作条件的影响极大。溶剂分解助剂或氧的存在也受操作条件的影响。抗氧剂和其它稳定剂的存在是材料选择过程的一部份﹐正确地选择一种稳定剂是非常重要的。

减少降解的方法﹕1. 减少停留时间和降低停留时间分布

2. 降低原料温度和消除温度峰值

3. 消除促进降解的物质

通常通过设计最大产量的螺杆来减少停留时间。如果可能的话,通过设计减小比能耗和避免滞留区的螺杆来获得低料温和降低温度峰值。因此,螺杆和口模的设计尽可能采用流线型设计。

在某些特殊情况下,设计一台低产量和小型制品的挤出机螺杆也许是有益的。一个实例是挤出非常小的导管,它的生产也许可以在2r/min螺杆转速下进行。在如此低的螺杆转速下,在挤出机内的平均停留时间将达到30~60min,在如此长的停留时间内很可能发生降解。在这样的情况下,设计一台具有低单位转速产量和小总体流道体积是很有益的。通过减小螺棱升角,减小螺槽深度,增加樏棱宽度和增加螺纹数可达到这一目的。使用如此低产量的螺杆,螺杆转速可以从2r/min增加至10r/min,平均停留时间可以从60min降低至10min以内。

高料温可能是挤出操作中的一个问题,在此情况中,挤出机高速运转,聚合物熔体粘度很高。影响粘性发热的一个主要螺杆参数是螺槽深度。增加螺槽深度可降低剪切速率,从面降低粘性发热,但螺杆的加工深度是有限制的。这些限制包括螺杆的强度,固体输送能力和熔融能力。增加螺槽深度到熔体输送能力超过熔融速率的程度是不可能的。

大多数要求控制熔体温度的情况之一是发泡挤出。在串联式发泡挤出在产线的第二台挤出机中,通常采用螺槽非常深的冷却螺杆,以降低粘性发热。也可以使用大螺纹升角的多级薄螺棱,以增加螺杆的传热能力。

如果由于热氧化机理发生降解,应该从挤出机中排除空气。通过在料斗上,排气口或机头处设置氮气保护可以实现这一目的,可根据空气进入的位置来确定。如果由于水解作用发生降解,应该从工艺中排除湿气。如果在螺杆和螺缸金属表面发生化学反应而发生降解,必须对螺杆和螺缸选用结构的非反应型材料。
cuijiude --- 2006-11-06 13:16:55

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2.5 处理挤出不稳定性问题

挤出不稳定性有许多不同的原因。尽管这种不稳定性的机理还不都是清楚的,下列的方法常常可以减小挤出不稳定性:降低螺杆温

在出料端降低螺缸温度

在计量段减小螺槽深度

增加压缩段的长度

增加螺缸后部温度

增加机头温度

解决这一问题的首要方法一般是调整螺缸温度设置或其它工艺条件。如果温度调整仍不能解决这个问题,应该检查硬件(热电偶,控制器,螺杆,螺缸,驱动装置等)。如果这个问题与硬件无关,它必定是一个功能问题,下一步是确定哪个功能区引起这个问题。

如果通过改变加工条件仍不能解决这一问题,那么一般通过更换原材料或改变螺杆或螺缸设计来解决这个问题。在大多数情况下,更换原料是不可能的。在这种情况下,通常必须用新的螺杆结构来解决这个问题。

增加螺缸的温度通常将使挤出机出料端的聚合物熔体温度增加。然而,随着螺缸温度的增加,熔体温度也有可能降低。因为当螺缸温度增加时,局部熔体粘度减小,这将降低局部的粘性耗散热,所以这样的情况是可能发生的。这将导致在挤出机出料端较低的熔体温度。

2-6 斑点和变色

在挤出制品中,特别是在薄或透明制品中,斑点是常见的问题。斑点可以是黑色,棕色,黄色或不同于基质材料的其它任何颜色。斑点一般是由污染物,降解或磨损引起的。降解的表现形式有:变色,斑点,针孔,挥发物排出(烟雾),或挤出制品中物理性能的变化。发现斑点和变色原因的方法:

1.检查污染物

2.检查高温

3.检查停滞问题

4.检查塑料的热稳定性

5.检查异物粒子(或磨损)

减少降解的一般方法有:

1.降低挤出机中原料的温度

2.减少在挤出机中的停留时间

3.消除促进降解的物质,例如:氧

4.添加一些热稳定剂或改进热稳定剂的包装

能引起颜色不均匀的原因有:在挤出机中的混炼问题,颜色助剂或颜色浓度的变化,颜

色助剂和颜色深度和增量发生变化,以及原料和母粒之间的兼容性问题。

cuijiude --- 2006-11-07 18:54:05

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2-7 凝胶问题

关于凝胶粒的首要问题是,不同的人对「凝胶」一词的理解不同。基本上,在一个塑料制品中一个凝胶粒是一个由不同折射率引起的可视缺陷。由于挤出机中流动过程的原因,凝胶粒通常是伸长椭圆形状,往往被称为「鱼眼」,因为凝胶粒能形成可视的缺陷,在薄壁制品中,如薄膜,软管和纤维等,它们可能会发生问题,在厚壁制品中,凝胶粒通常是不可见的,因此不会被认为是一个问题。

产生凝胶粒的原因有几种,其中包括高分子量物质,交联,降解和污染物等。高分子量物质和交联颗粒形成的伸长椭圆凝胶粒,通常在鱼眼中心没有点。异物(如在催化剂中使用的硅土),无机材料,添加剂或硬物质微粒一般形成的凝胶粒,其中心有点,这些物质最像鱼眼。

在挤出过程中产生的凝胶粒

为了避免凝胶粒,在挤出机中避免死角是很重要的。通过确认螺杆和机头都具有流线型设计,即可以达到这一要求。应该避免带有滞留区的混炼段。螺杆,螺缸和机头表面光滑,没有沟槽,刮痕都是很重要的,这些缺陷也许会积累熔融塑料,并引起降解。在挤出机中减少凝胶形成的另一种方法是,在开始挤出时采用该塑料的高稳定性品级或甚至不同的塑料,用一层塑料的抗降层涂敷必要的表面。这种方法能够减少降解和形成凝胶的可能性。

检查树脂进料管,混料器,进料器,料斗和其它原料处理设备组件中的粉末,纸带或来自其它塑料的污染物。为了避免粉末,纸带和污染物等,在更换原料种类时,应该彻底排空和清理原料处理设备。

2-8口模流动问题

口模流动问题将典型地导致外观问题。相关的问题有:熔体破裂,模唇挂料,凝胶粒,V-形状或W-形状,斑点和变色,线痕和光学性质和外观的问题(例如,透明度,消光度,光泽,光雾度等)。

熔体破裂

表面粗糙,「鲨鱼皮」,「橘皮」和其它变形。减少或消除熔体破裂的方法有:

1.使口模流道流线型化

2.在成型区段降低剪切应力(在低于熔体破裂的临界剪切应力下操作)

3.使用加工助剂(例如,在聚乙烯中加入含氟弹性体)

4.采用「超高」挤出(在高于熔体破裂的临界剪切应力下操作)

使口模流道流线型化总是一个好方法,但它将增加口模的成本。对于大体积制品,设计制造全流线型的口模通常是有意义的。对于小体积制品,这样也许没有经济价值。

在成型区段实现降低剪切应力的方法有:

1.提高口模段温度

2.开大口模成型区段(增大口模间隙)

3.降低挤出速率

4.使用加工助剂(例如,外润滑剂,降粘剂)

5.增加熔体温度

6.降低聚合物熔体粘度

7.采用较容易剪力变稀塑料

超高速挤出技术是使在口模成型区的剪切应力高于熔体破裂临界剪切应力。它使聚合物呈现在高于熔体破裂区的第二稳定区。线性聚合物,如HDPE,FEP和PFA,呈现出超高速挤出行为。可以使用毛细管流变仪测定聚合物的熔体破裂行为,在不周的剪切速率下挤出聚合物熔体并观察挤出制品相应的条件。

通过在这样的条件下运行,即剪切应力值低于熔体破裂的临界值或高于其临界剪切应力值,可以避免熔体破裂行为的发生。这需要操作时的剪切速率应低于熔体破裂临界剪切速率下限或高于熔体破裂剪切速率上限。

模唇挂料是挤出过程中常见的问题,材料正好积聚在口模处﹐挂料能够引起挤出制品上的线痕,这类问题常常被称为「口模滴料」。尽管也可能会发生在非混合塑料的挤出中,但是,它典型地是由混合物中不兼容的组分引起的。引起口模滴料的原因可能有:熔融塑料中的气体或湿气,降解或直填充料或添加剂的较差分散等。通过改变材料,工艺或口模设计,可以减少口模滴料现象。通过改变材料减少口模滴料的方法有:

1.排除不相容的组分

2.增加含氟弹性体

3.增加兼容剂

4.改变共混程序

改变工艺减少口模滴料的方法有:

1.调整口模温度(通常是降低)

2.在口模出口吹空气

3.在口模出口使用刮刀

改变口模设计减少口模滴料的方法有:

1.在口模内采用低摩擦镀层

2.使用另一种口模材料,例如陶餈

3.采用较长的成型段长度

4.在口模的成型段区采用小锥度

检查口模内表面质量也是很重要的,如划痕,很差的镀层,凹痕表面或很差的表面质量。如果发现了这些情况中的任一种,都必须修正,以减少模唇挂料。有趣的是减少口模滴料的这几种方法也可以减少熔体破裂现象。减少熔体破裂的加工助剂常常也可减少口模滴料。

cuijiude --- 2006-11-09 13:42:53

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2-9空气滞留问题

空气滞留是挤出过程中相当普遍的问题。它是由随着从料斗进入的原料颗粒被带入的空气引起的。在正常情况下,在加料段中对固体原料粒的压力将迫使空气脱离固体床。然而,在某些环境下,空气是不能从料斗中释放出来,并随着聚合物移动直至从口模排出。随着气穴从挤出机中排出,压力突然释放至非常低的环境压力,这将引起被压缩的气泡以爆炸的方式爆裂。即使气泡不爆裂的话,由于空气的存在,挤出制品一般也是不合格的。

对于空气滞留问题,有一些可能的解决方案。第一种方法应该是改变固体输送区的温度,以使固体床更加压实。往往螺缸第一段温度的增加将减少空气滞留,但在某些情况下,温度的降低将改善滞留空气问题。在任何情况下,在空气滞留的过程中,固体输送段的温度是重要的参数。螺缸和螺杆的温度都是很重要的。因此,如果螺杆温度调节能力可行的话,应该明确地用它来降低空气溜滞问题。

第二个步骤是增加机头的压力,沿挤出机改变压力分布,以实现固体床更快的挤压。可以通过在多孔板前增加过滤网来增加机头的压力。另一种可能的选择方案是对挤出机进行饥饿加料。然而,这将降低挤出机的产量和需要辅助的硬件,如精确的加料装置。

上述的推荐解决方案的执行都相当简单。然而,如果这些方法都不能解决问题,必须采用更有效的步骤。必须考虑的一种可能性是改变颗粒尺寸和形状。如果这是一种合理的选择,它将最有希望解决这个问题。

应当指出的是,挤出制品中的气泡不仅是空气滞留的一个信号,也可能说明是湿气,表面处理剂或聚合物本身的可挥发成分,或降解

在某些情况下,料粒本身也含有少量的气泡。在这种情况下,少数可能的方案之一是排气

挤出,因为其它推荐的大多数方案在这种情况下都是不起作用的。树形图介绍了在系统分析处理中上述的帮助方案。

2-10挤出制品中的线痕

可能造成线痕的因素有:口模,多孔板,螺杆,模唇挂料,下游设备,如测径仪,冷却水槽,牵引机等。在口模出口处立刻可见的线痕所形成的位置必定是在口模出口处(例如,由「口模滴料」引起的),口模内(口模内很差的表面情况,或在口模内的挂料),上游位置(在多孔板,过滤网或螺杆)。单根线痕常常是在直角口模内形成的。当由直通口模引起线痕时,线痕的数量将与支架肋数量相匹配。多孔板能在制品中引起大量的线痕。

线痕也可能来自于口模的下游,例如,在测径仪中。线痕可能由与挤出制品接触的物品引起,或由局部冷或热区造成。通过观察挤出过程中线痕发生的位置,一般很容易诊断出这些问题。

熔接痕

在挤出制品中的线痕可能来自于熔接痕。当聚合物熔体在口模中或者甚至在口模前分离和重新熔合时,会形成这些熔接痕。熔接痕也被称为汇合痕;这些线痕可能在软管和硬管口模内形成,所发生的位置是模芯被支架的肋条支撑的地方。聚合物熔体在支架肋条开始处被分离,并在支架过后再一次流动到一起。由于聚合物大分子的有限的迁移度,这些分子重新缠绕需要一定的时间。这种重新缠绕的过程也被称为「恢复」过程。分子越长重新缠绕所需的时间越长。因此,高分子量(高粘度)聚合物比低分子量(低粘度)聚合物更易产生熔接痕。

决定熔接痕问题的严重程度的因素有:1.从熔体流线重新接合到口模出口的时间长度(停留时间);2.聚合物熔体恢复的时间。如果停留时间长于恢复时间,熔接痕将在口模内消失,不会在挤出制品上出现问题。然而,如果停留时间短于恢复时间,熔接痕将不会在口模消失,熔接痕将在挤出制品上引发问题。通过在口模内增加停留时间或减少聚合物熔体的恢复时间,可以减少或消除熔接痕问题。

可以通过降低流量(挤出机产量)或改变口模几何结构,增加在口模内的停留时间。流动分流结构必须尽可能地远离口模出口处。某些口模结构可以减少熔接痕的问题。例如,可用于硬管,软管,吹膜的螺旋芯棒模头,当熔体流过螺旋模芯部分时,熔接痕被展开;这种方法在很大程度上能消除熔接痕的问题。带有旋转芯棒或旋转口模的软,硬管模头也可以有效地展开熔接痕,并消除熔接痕问题。某些口模具有弛豫区,用于强化恢复过程。弛豫区是口模流道内的主要局部区域,在这里,流道的横截面积被增加。

恢复时间取决于聚合物的分子我和熔体温度。降低聚合物分子量将加速再缠绕过程。较高的熔体温度也将增加聚合物分子的迁移度和降低恢复时间。分子结构也将起着重要的作用。线性聚合物的分子更易于排列。

philan --- 2006-11-11 14:07:07

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未及细看,先保存待有时间再看。感觉是篇非常有价值有见地的好文章。谢谢Cuijiude!你辛苦了!在此插话,影响了你的帖子的连续性,不好意思了,呵呵。
cuijiude --- 2006-11-12 11:31:57

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2-11挤出过程的不稳定性

挤出机性能的变化也许是挤出过程中最常遇到的问题。对于不稳定性频繁发生的一个可能的原因是其产生原因的变化﹐其中﹕

1. 在加料斗内原料流动问题

2. 在挤出机内的固体输送问题

3. 熔融能力不够

4. 口模里的熔融温度不均匀

5. 螺杆温度波动

6. 牵引装置中的变化

7. 螺杆转速的变化

8. 螺缸磨损和螺杆磨损

9. 混炼能力的不足

10. 机头压力很低

11. 产生压力的能力不足

合适的仪器对于快速和准确地诊断问题是至关重要的。稳定挤出的先决条件是:一台性能良好的挤出机,一套良好的温度控制系统,一台良好的牵引装置,最重要的是良好的螺杆结构。大概由螺杆结构引起的不稳定比其它因素要多,但是,改变螺杆结构常常仅被认为是最后的选择。

挤出机设备应该能够控制螺杆速度精度在0.1%或更高,对于牵引装置也应该保持同样的控制精度。然而,在实际挤出机生产在线,不是总能保持这样的状况。因此,挤出机应该配备某种类型的比例温度控制,最佳的如PID控制或更好。对于大多数的挤出操作而言,开关温度控制是不合适的。
272848089 --- 2006-12-18 10:56:53

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好文章,我感谢了!

快乐小小鸟 --- 2006-12-18 18:27:47

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谢谢,受益非浅!

jzligy --- 2007-03-10 16:23:01

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下了看看,谢谢!
hhyhhy123 --- 2007-10-07 23:54:35

16

好文章,我感谢了!

hyfeng --- 2007-10-14 14:33:16

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我試過,直接下載的文件多直接收藏了,而這種需要整理的文件,在整理過程中能夠加深理解。

崔大哥:您真是用心良苦啊!我想我们论坛应该多一点您这样良师益友。真是我们大家福气啊!中国电线电缆行业的福气啊

xiaozhe --- 2010-09-26 20:39:35

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摘录了,好好看下,值得我们新手学习的好文章
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