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改性塑料造粒加工常见问题及对策

日期:2018/8/10 14:27:54 访问量:93 作者: 来源:

黑色偏多的原因


原料本身质量差,黑点偏多;


螺杆局部过热,造成物料炭化加重,炭化物被带到料条中,造成给点偏多;


螺杆局部剪切太强,造成物料炭化加重,炭化物被带到料条中,造成黑点偏多;


机头压力太大(包括堵塞、滤网太多、机头温度太低等),回流料太多,物料炭化加重,炭化物被带到料条中,造成给点偏多;


机台使用年限偏长,螺杆与机筒间隙增加,机筒壁粘附炭化物增多,随挤出时间推移,被逐步带到料条中,造成黑点偏多;


自然排气口和真空排气口长时间不清理,堆积的炭化物增多,随后期连续挤出被带到料条中,造成给点偏多;


外部环境或人为造成其他杂质混入,造成黑点偏多;


口模(包括出料口和内部死角)清理不干净,造成黑点偏多;


出料口不够光滑(如,一些浅槽及坑洼等),长时间可能积存物料,随挤出时间推移,被逐渐炭化,再被带到料条中,造成黑点偏多;


部分螺纹原件损坏(缺角、磨损等形成死角),造成死角处的物料炭化加重,在后续连续挤出过程中,被逐步带出到料条,造成黑点偏多;


自然排气和真空排气不畅,造成螺杆内物料炭化,造成黑点偏多。


成品加工过程问题分析



断条产生原不足:


增加滤网目数或张数;


适当调低主机转速或调高喂料转速;


适当降低挤出加工温度(机头或其他各区)。


外部杂质:


检查混料和放料各环节的设备死角是否清理干净及是否有杂质混入;


尽量少加破碎料或人工对破碎料进行初筛,除去杂质;


增加滤网目数及张数;


尽量盖住可能有杂物掉落的孔洞(实盖或网盖)。


内部杂质:


机头压力太高(包括口模堵塞、滤网太多、机头温度太低等),造成回流增加而导致炭化加重,炭化物被带出到料条中,在牵引力作用下,造成断条;


挤出机局部过热,造成炭化加重,炭化物被带出到料条,在牵引力作用下,造成断条;


螺杆剪切局部太强,造成物料局部炭化加重,炭化物被带出到料条,在牵引力作用下,造成断条;


机器使用年限长,螺杆和机筒磨损,缝隙增大,回流增加,机筒壁粘附的炭化物增加,随挤出时间延长,炭化物逐步被带出到料条,在牵引力作用下,造成断条;


真空或自然排气口(此处包括垫片和死角)长时间不清理,存在的炭化物被带到料条,在牵引力作用下,造成断条;


机头口模(此处包括出料口和机头内部死角)未清理干净,口模里面含有炭化物或杂质被带到料条,在牵引力作用下,造成断条;


更换滤网的时间间隔太长,滤网被堵住,物料出不来,造成断条。


物料塑化不良:


挤出温度偏低或螺杆剪切太弱,物料未充分塑化,出现料疙瘩,在牵引力作用下,造成断条;


配方体系中低熔点助剂(包括EBS或PETS等),在螺杆剪切弱或螺杆与机筒间隙增大及剪切偏弱的前提下,造成塑化不良,造成断条。


原料物性变化:


共混组分在同一温度,流动性存在太大差异,由于流动性不匹配或未完全相容(包括物理缠结和化学反应),理论上讲这种叫“相分离”,“相分离”一般在共混挤出不会出现,较多出现在注塑过程中,但如果MFR相差太大,在螺杆相对剪切较弱的前提下,可能出现断条;


共混组分黏度变化:对同一材料而言,如果MFR减小,硬度、刚性和缺口变大,有可能该批料的分子量较之前有所偏大,造成黏度变大,在原有的加工温度和工艺作用下,造成塑化不良,此时提高挤出温度或降低主机螺杆转速可解决。


料条困汽或排气不畅:


加工温度太高或螺杆局部剪切太强或螺杆局部过热,造成某些阻燃剂等助剂的分解,释放出气体,真空未及时将气体抽出,气体困在料条里面,在牵引力作用下,造成断条;


物料受潮严重,加工水汽未及时经过自然排气和真空排除,汽体困在料条,在牵引力作用下,造成断条;


自然排气或真空排气不畅(包括堵塞、漏气、垫片太高等),造成有气(或汽)困在料条里,在牵引力作用下,造成断条。


物料刚性大、水冷或过水多、牵引不匹配:


物料刚性太大,水温太低,过水太多,机头的出料很软,过水则立刻变得非常硬,在牵引力不匹配的作用下,造成断条——这种现象常出现在PBT或PET加纤、PC加纤、AS加纤、ABS加纤等结晶速度非常快或刚性非常大的料,尤其是小机做实验较严重,此时提高水温、降低过水量,让进入切粒机的料条保持一定柔软度,可解决。


滤网目数过低或张数不够:


这种现象常出现在上述机头压力不足、外部杂质和内部杂质的时候。


连粒问题:


相互粘连的一系列粒料,通常被称为双联或粒链。

其产生的原因可能是加工水温过高或水流速度太低。

连粒是指一系列粒子彼此相连的情形,即在某些情况下,粒子之间通过薄膜端面对端面或者以切向的方式连接在一起。在加工过程中,几个工艺问题可能独自或共同导致此种现象的发生。例如,加工水太热就是造成连粒的一个原因,在此情况下,应该降低水温以给予粒子表面足够的淬冷;另外,水流速度过低也是引起连粒的一个原因,它会导致粒子切粒室速度减慢,进而出现粒子团聚。此外,如果模头的孔眼距离过近,在加工过程中出口膨胀将会造成粒子触碰,其解决方法就是采用大间距、孔数少的模头替换现有模头。


拖尾问题:


所谓拖尾,就是粒子边缘有些突出,切割边缘就像曲棍球杆的形状,它看起来像一个位于切口底部的污染物或者撕扯物。其产生的原因是,切割装置在此处没能进行干脆利落的切割。一般情况下,从线料切粒机出来的正确切割粒子应该是一个直角圆柱体,从水下切粒机出来的正确切粒应该是一个近乎完美的球形。


通常,不容易出现料末的材料也会因为拖尾而产生料末。假定所有的加工参数都经过了检查,拖尾一般可能被诊断为切割问题。对于线料切粒生产线而言,其解决方法是更换滚刀与底刀以提供崭新且锋利的切刃;或按照制造商手册规定的数值重新确定设备间距。对于水下切粒线而言,需要检查模板与刀刃,以确保没有刻痕,因为刻痕和沟槽常常引起拖尾。


粉末问题:


对于许多结晶性材料而言,如通用聚苯乙烯,料末似乎是一种常见且特有的危害。它们之所以成为加工商需要面对的问题,是因为它们会改变材料的体积密度,在挤出机机筒中降解或烧焦,为输送过程带来麻烦。树脂生产商的主要目标是生产均一的粒形,即具有既定的长度和直径,没有来自料末或外来物质的污染。


针对此问题,可通过调节设备并控制一些重要的工艺参数,达到减轻料末的目的。当进入切刀时,线料生产线的温度应尽可能接近材料的维卡软化点,以确保线料尽可能受到热切,从而避免破裂。


针对特定的聚合物,选择带有适当切粒角度的滚刀,在减少料末方面发挥着重要作用。对于未填充聚合物,应尽量使用司太立合金钢(Stellite)或工具钢滚刀,并使滚刀和底刀刀口保持锋利,以避免弄碎聚合物。对于切粒之后的后续设备,无论加压还是真空设备,都要避免裹入空气。


对于水下切粒线,要确保在加工过程中保持足够的顶住模面的刀压,并适当调节切粒后的停留时间,以确保粒子进入干燥机时是热的。


底刀破裂问题:


切粒设备的底刀是一种坚硬的碳化钢片,在其适当位置上焊有因瓦合金,能使它通过螺纹安装到支架上。通常,底刀的刀刃转动后就会出现底刀破裂的现象,对此,可采取适当措施来避免这种问题,在此过程中需要仔细遵照制造商设备手册上推荐的办法进行。在此,需要特别强调的一点是,有螺纹的因瓦合金芯棒是通过银焊固定到位的,它有一个剪切限制,容易在安装时被过大的转矩破坏。另外,在旋转或安装中,破裂的底刀易发生移位,并会在切粒机中飞散,破坏滚刀的刀刃,提高维修费用。


线料漂移问题:


线料漂移是线料在喂入平台上存在的向一边集束的倾向状态,它会引起料粒质量变差、存在细长条和加工紊乱等问题。如果切粒机切割平面没有平行于挤出机挤条模板,那么线料将会出现向左边或右边拥挤的趋势,最终导致线料漂移。另外,造成线料漂移的其他原因还包括下喂入辊与刮刀的间隙不恒定、下喂入辊的直径不一致等。


线性控制问题:


细长条是切粒机生产出的一类非正常的产品,顾名思义,其长度比常规粒子尺寸长,长出的尺寸通常在几英寸范围内变动。细长条(也称为斜角切割粒子)的出现表明线料喂入滚刀时的线料姿态控制不好,具体而言是由于线料在喂入滚刀时并非处于垂直角度,因此在切割时,线料末端将出现一个倾斜角度。


喂入辊(咬入点)和滚刀(切割点)之间的距离称为压进距离,在这个跨度上没有任何东西用以控制线料。切粒机不同于木板刨床,如果喂入辊安装不正,或者工况差,那么塑料线料将不会以垂直于切割面的角度喂入到切割装置中,如此一来,线料开始彼此交叉,引起切割质量的进一步恶化,最终产生严重问题。交叉的线料将迫使两个喂入辊彼此分开,使线料失去张力,进而导致线料暂时垂落,使线料偏向喂入辊的两边。出现上述问题的预警信号是,上喂入辊处于糟糕的工况,存在沟槽、裂纹或者变色(老化或热导致的硬化)等现象。


其他线料控制方面的常见问题还包括:下喂入辊磨损,这将引起牵引力的损失;不正确的线料淬火工艺,这将会导致线料象蛇一样剧烈弯曲;还有磨损的线料模板,它将产生各种直径不同的线料。不仅如此,制造商们还要警惕极端磨损的滚刀和顶住线料的底刀,因为底刀负责把线料推到切割点,防止切刀在超高转速下运转,因为这种超高转速会引起线料摇摆。


在水下切粒系统中,细长条产生的主要原因是由于喂入速度与切刀速度不匹配,在此情况下,需要增加切刀速度来匹配喂入速度,或者减小喂入速度来匹配切刀速度。另外,在加工过程中还要确保切割刀头上有足够的刀片,以保证粒子具有正确的几何形状,并检查是否有模孔发生聚合物料流的慢动或阻塞。


造粒空心问题分析



排气不良:


排气(或汽)不畅:由于自然排气或真空排气不畅(可能材料自身水汽太重,也可能阻燃剂等助剂分解,还有可能真空堵塞或真空太小或漏气或真空垫片垫得太高等原因),造成颗粒中存在气(汽)体,形成空心。


塑化不良:


加工温度偏低,物料未完全塑化,轻者(小孔)造成颗粒空心,重者(大孔)造成断条;


低熔点助剂(包括EBS或PETS)太多,在螺杆剪切偏弱(例如,2号线生产普通ABS,EBS不能太多,太多出现“气孔”)前提下,造成物料塑化不良,形成空心;


低熔点助剂(包括EBS或PETS)太多,在螺杆与机筒间隙增大(例如,1号线生产普通ABS,有时候EBS也不能太多,太多出现“气孔”)或螺杆剪切偏弱前提下,造成塑化不良,形成空心。


水温太低:冷却水温太低,物料遇水收缩,造成收缩孔,例如做PP类产品——此类现象主要针对结晶类塑料;一般情况下,结晶类塑料(如PP、PA、PBT等)宜采用低水温,非结晶类塑料(如ABS、PC/ABS、HIPS等)采用高水温。


收缩空隙问题:


收缩空隙的存在说明线料回缩不恰当。


收缩空隙和空心粒料表明线料的回火不恰当。收缩空隙轻微时可能只是粒子端面上的一个小坑,而严重时可能会产生空心粒子,就像调酒棒一样,这种现象出现的情况是,线料的芯部温度接近熔融状态,且线料被切粒后马上收缩。


而得到正确回火的线料,其界面的温度梯度会保持恒定,且其被切割时对冷却介质(空气或水)没有响应。


收缩空隙出现的具体原因是,当加工水对特定的聚合物太冷时,线料的外表层冷冻住,产生了一个硬壳,而把热量留在了线料芯部;另外,线料在空气或水中没有足够的浸泡时间,导致线料芯部的热量不能转移到线料表面,从而无法进行良好的截面冷却。


水下切粒生产的粒子,由于熔体中存在被困的挥发物,也会出现收缩空隙,一种有效的预防措施是检查挤出机上的真空孔。


自然排气口、真空冒料



自然排气口冒料:


喂料转速与主机转速不匹配,适当降低喂料转速或提高主机转速;


加料段到自然排气口所含区域的温度太低,物料没塑化,在螺杆挤压作用下,造成冒生料;


自然排气口附近温度太高,物料黏度严重下降,此段螺杆打滑,物料不能及时被输送至前段,在后续的料流挤压作用下,造成冒熟料;


螺杆的自然排气口位置与机筒的自然排气口位置不相匹配,造成冒料;


此处未设置反向输送元件或反向啮合块,不能降低自然排气口螺槽压力,在后续料流挤压作用下,造成冒料。


真空冒料:


真空抽力太大,把物料吸进真空管道,造成冒料;


螺杆真空位没有设置反向输送元件或反向啮合块,不能降低真空段螺槽压力,在抽真空作用下,造成冒料;


真空段温度太高,物料黏度严重下降,此段螺杆打滑,物料不能及时输送至前段,在真空抽力作用下,造成冒料;


挤出加工温度太低,物料未塑化或阻燃剂等助剂未得到在树脂中得充分分散,在真空抽力作用下,造成冒料;


螺杆组合也合理,位置也匹配,温度以及主机和喂料转速也匹配的前提下,真空垫片偏低,在料流挤压和真空抽力作用下,造成冒料;


机头压力太大(原因包括:口模堵塞、过滤网太多、机头温度太低等),造成回流增加,在真空抽力作用下,造成冒料。


料斗架桥



填料太多、吸潮、团聚,造成混合料与料斗壁摩擦增大,添加“白油”等液态外润滑剂,降低混合料与料斗壁以及混合料之间的摩擦,可解决;


混合料结块(包括高温结块和液态助剂添加太多而结块),降低烘干温度或高混时间,减少液态助剂添加量,添加对“油状”物具有吸收作用的粉状树脂或助剂(如,高胶粉、AS粉料、PP粉料等),可解决。


下料架桥


主要是因某些加工助剂熔点太低,一区、二区加工温度偏高,物料在喂料料仓软化,粘附在设备壁,造成后续下料困难,适当降低一区、二区加工温度,可解决。

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