首页

PE、PPR管道挤出存在问题及解决方法

发布时间：

2022-11-10

来源：

晟翔管道

　　一、塑料挤出的基本原理

　　塑料加工业是一项综合性很强的技术型产业。它涉及到高分子化学，高分子物理，界面理论，塑料机械，塑料加工模具，配方设计原理及工艺控制等方面。挤出理论主要研究塑料在挤出机内的运动情况与变化规律。挤出机中塑料在一定外力作用下，于不同温度范围内出现的高聚物的三种物理状态，与螺杆结构，塑料性能，加工条件之间的关系。从而进行合理工艺控制。以达到提高塑料制品产量与质量的目的。塑料高分子材料，在恒定的压力下受热时，于不同温度范围内，出现玻璃态，高弹态，粘流态三种物理状态。一般塑料的成型温度在粘流温度以上。

　　二、聚烯烃管道挤出成型工艺控制

　　挤出成型工艺的控制参数包括成型温度，挤出机工作压力，螺杆转速，挤出速度和牵引速度，加料速度，冷却定型等。

　　1．原材料的预处理

　　聚烯烃是非吸水性材料，通常水分含量很低，可以满足挤出的需要，但当聚烯烃含吸水性颜料，如炭黑时，对湿度敏感。另外，在使用回料及填充料时，含水量会增大。水分不但导致管材内外表面粗糙，而且可能导致熔体中出现气泡。通常应对原料进行预处理。一般采用干燥处理，也可加相应的具有除湿功能的助剂。如消泡剂等。PE的干温度一般在60-90度。在此温度下，产量可提高10%--25%。

　　2．温度控制

　　挤出成型温度是促使成型物料塑化和塑料熔体流动的必要条件。对物料的塑化及制品的质量和产量有着十分重要的影响。塑料挤出理论温度窗口是在粘流温度和降解温度之间。对于聚烯烃来说温度范围较宽。通常在熔点以上，280度以下均可加工。要正确控制挤出成型温度，必先了解被加工物料的承温限度与其物理性能的相互关系。找出其特点和规律，才能选择一个较佳的温度范围进行挤出成型。因此，在各段温度设定应考虑以下几个方面：一是聚合物本身的性能，如熔点，分子量大小和分布，熔体指数等。其次考虑设备的性能。有的设备，进料段的温度对主机电流的影响很大。再次，通过观察管模头挤出管坯表面是否光滑。有无气泡等现象来判断。

　　挤出温度包括加热器的设定温度和熔体温度。加热温度是指外加热器所提供的温度。熔体温度是指螺杆前段与机头连接间物料的温度。

　　机筒温度分布，从喂料区到模头可能是平坦分布，递增分布，递减分布及混合分布。主要取决于材料物点和挤出机的结构。

　　机头设置温度，为了获得较好的外观及力学性能，以及减小熔体出口膨胀，一般控制机身温度较低，机头温度较高。机头温度偏高，可使物料顺利进入模具，但挤出物的形状稳定性差，收缩率增加。机头温度低，则物料塑料不良，熔体粘度大，机头压力上升。虽然这样会使制品太得较密实，后收缩率小，产品形状稳定性好，但是加工较困难，离模膨胀较大，产品表面粗糙。还会导致挤出机背压增加，设备负荷大，功率消耗也随之增加。

　　口模设置温度，口模和芯模的温度对管子表面光洁度有影响，在一定的范围内，口模与芯模温度高，管子表面光洁度高。通常来讲，口模出口的温度不应超过220度，机头入口的熔体温度为200度，机头入口和出口熔体温差不应超过20度。因为熔体与金属间较高的温度差将导致鲨鱼皮现象。过高的熔体温度导致口模积料。但具体要根据实际情况决定。

　　熔体温度是指在螺杆未端测得的熔体实际温度，因而是因变量。主要决定于螺杆转速和机筒设置温度。聚乙烯管材挤出的熔体温度上限一般规定为230度。一般控制在200度左右为佳。聚丙烯管材挤出的熔体温度上限一般为240度。熔体温度不宜过高。一般考虑物料的降解，同时温度过高也会使管材定型困难。

　　3．压力控制

　　挤出过程中最重要的压力参数是熔体压力，即机头压力，一般来讲，增加熔体压力，将降低挤出机产量，而使制品密实度增加，有利于提高制品质量。但压力过大，会带来安全问题。熔体压力大小与原料性能，螺杆结构，螺杆转速，工艺温度，过滤网的目数，多孔板等因素有关。熔体压力通常控制在10-30MPa之间。

　　4．真空定型

　　真空定型主要控制真空度和冷却速度两个参数。通常在满足管材外观质量的前提下，真空度应尽可能低，这样管材内应力小，产品在存放过程中变形小。

　　5．冷却

　　聚乙烯管材挤出成型中冷却水温要求一般较低，通常在20度以下，在生产PPR管材时，第一段温度可以稍高，后段较低，从而形成温度梯度。调节冷却水流量也是相当重要的。流量过大，管材表面粗糙，产生斑点凹坑。流量过小，管材表面产生亮斑易拉断，如分布不均匀，管材壁厚不均，或椭圆。

　　6．螺杆转速与挤出速度

　　螺杆转速是控制挤出速率，产量和制品质量的重工参数。单螺杆挤出机的转速增加，产量提高。剪切速率增加，熔体表观粘度下降。有利于物料的均化。同时由于塑化良好，使分子间的作用力增大，机械强度提高。但螺杆转速过高，电机负载过大，熔体压力过高，剪切速率过高，离模澎胀加大，表面变坏，且挤出量不稳。

　　7．牵引速度

　　牵引速度直接影响产品壁厚，尺寸公差，性能及外观，牵引速度比须稳定，且牵引速度与管材挤出速度相匹配。牵引速度与挤出线速度的比值反映出制品可能发生的取向程度，该比值称为拉伸比，其数值必须等于或大于1.牵引速度增加，冷却定型的温度条件不变时，牵引速度快，则制品在定径套，冷却水槽中停留的时间也就比较短，经过冷却定型后的制品内部还会残余较多热量，这些热量会使制品在牵引过程中已经形成的取向结构发生解取向，从而引起制品取向程度降低。牵引速度越快，管材壁厚越薄，冷却后的制品其长度方向的收缩率也越大。牵引速度越慢，管材壁厚越厚，越容易导致口模与定径套之间积料。破坏正常挤出生产。因此，挤出成型中挤出速度与牵引速度必须很好控制。

　　8．管材的在线质量控制与后处理

　　聚烯烃属结晶聚合物，刚下线管材的性能与管材制品交付使用时的尺寸和性能时有差距的。主要原因有，第一，聚烯烃熔体冷却过程中要发生结晶作用，结晶度及晶型与温度及热历史，放置的时间有关。第二，刚下线管材的温度通常高于常温。第三，刚下线的管材内应力较大。为了达到性能及尺寸的稳定性，一般的聚乙烯管材应下线放置24小时，聚丙烯管材需放置48小时后，可依照相应的标准进行性能测试。

　　三、聚烯烃管材生产中常见问题与处理

　　聚烯烃熔体具有粘弹性。在加工中常出现两种现象，即离模澎胀和熔体破裂。在此，不详细列解。下面列出管材生产中常见的异常情况及产生原因和处理方法。

　　常见问题:表面暗淡无光

　　产生原因:

　　1．原料水分

　　2．熔体温度不合适

　　3．挤出机挤出的熔融物料不均匀

　　4．定径套过短

　　5．口模成型段过短

　　推荐解决方法

　　产生原因:

　　1．原料预处理

　　2．调整温度

　　3．增加背压，用较细的过滤网，设计适宜的螺杆结构

　　4．加长定径套

　　5．加长口模成型段。

　　常见问题:表面斑点

　　1．原料中有水分

　　2．水槽中的管子上有气泡

　　推荐解决方法

　　1．干燥原料

　　2．消除气泡。调整工艺温度。

　　常见问题：外表面呈现光亮透明的块状（俗称眼晴）

　　产生原因:

　　1．机头温度过高

　　2．冷却水太小或不足，或不均匀

　　1．降低机头温度

　　2．冷却水开大或清理定径套

　　常见问题：管材光滑外表面规则的斑纹

　　产生原因:管材趋向粘附定径套加大冷却水流量清理水路或降速

　　产生原因:管材外表面深的波纹定径套口模没对中对中，保持定径箱与口模在同一轴线

　　常见问题：内表面粗糙

　　产生原因:

　　1．原料潮湿

　　2．芯模温度低

　　3．口模与芯模间隙过大。

　　4．口模定型段太短

　　推荐解决方法：

　　1．原料烘干，或预处理

　　2.提高温度或延长保温时间

　　3.换芯模

　　4.换定型段较长的口模

　　常见问题：管内壁波纹状

　　产生原因:

　　1．挤出机产量变化，下料不稳

　　2．牵引打滑

　　3．管材冷却不均

　　推荐解决方法：

　　1．降低螺杆喂料区温度。

　　2．调节牵引气压。

　　3．调节水路

　　常见问题：管内壁有凹坑

　　产生原因:

　　1．原料水分大

　　2．填充料分散性差未塑化，杂质

　　推荐解决方法：

　　1．原料预热干燥

　　2．换料，调节温度，清洁原料

　　常见问题：管内壁有焦粒

　　产生原因:

　　1．挤出机机头与口模内壁不干净

　　2．局部温度过高

　　3．口模积料严重

　　推荐解决方法：

　　1．清模

　　2．检查热电偶是否正常。

　　3．清模，适当降低口模温度

　　常见问题：外径或壁厚随时变化

　　产生原因:

　　1．挤出速度变化

　　2．牵引速度发生变化或打滑

　　3．下料不稳（回料粒径不均）

　　4．熔体的不稳定性

　　5．冷却不均

　　推荐解决方法：

　　1．检查牵引机

　　2．适当提高压力

　　3．原料过筛或造粒

　　4．提高料温，降低线速度，增加模口间隙

　　5．清理水路

　　常见问题：管材壁厚不均

　　产生原因:

　　1．口模没对中

　　2．口模温度不均

　　3．牵引机，定径套，口模没对中

　　4．定径套与口模距离太远

　　推荐解决方法：

　　1．调节口模同心

　　2．调节温度

　　3．保持在同一轴线上

　　4．拉近距离

　　常见问题：熔接缝不良

　　产生原因:

　　1．口模成型段太短

　　2．熔融温度低

　　3．模头中塑料分散

　　4．机头机结构不合理

　　推荐解决方法：

　　1．使用较长的口模成型段

　　2．提高料温

　　3．清理模头

　　4．更换或改造

　　常见问题：管材过早损坏穿孔

　　产生原因:

　　1．水泡

　　2．气泡

　　3．杂质

　　4．颜料或填充料分散不良

　　推荐解决方法：

　　1．干燥原料

　　2．除湿或降低温度

　　3．清洁原料或用过滤网

　　4．调节温度或更换原料

　　常见问题：管材过早损坏脆性破坏

　　产生原因:

　　1．料温低

　　2．温度过高，原料分解

　　推荐解决方法：

　　1．提高料温

　　2．清理模具，降低温度

　　常见问题：管材开裂

　　产生原因:

　　1．机头温度低，挤出速度快

　　2．冷却水太大

　　1．升温，降速

　　2．减小冷却水流量

　　常见问题：管材圆度不好，弯曲

　　产生原因:

　　1．口模，芯模中心位置不正

　　2．机头温度四周不均

　　3．冷却水离口模太近

　　4．冷却水喷淋力度过大

　　5．冷却水喷淋太小

　　6．水位过高

　　7．牵引机压力过大

　　推荐解决方法：

　　1．调整同心

　　2．调节温度

　　3．调整冷却水位置

　　4．调节喷头角度

　　5．清理水路

　　6．排水

　　7．调节气压

晟翔管道

　　先进的生产线：

　　晟翔管道采用的新型管材生产线适用于各种聚烯烃管材的挤出。该生产线自动化程度高，生产稳定可靠，对大口径管材可提供内外层复合及多层复合的管材挤出。公司拥有先进的注塑机，它的工艺控制精确，产量高，质量稳定。齐全的配套管件磨具，可供广大客户选用。精确的多角度焊接设备、完善了大口径配套管件。

晟翔管道

至臻品质　晟翔塑造

　　——我们坚持以“质量为基础，顾客为核心，创新为灵魂”作为企业的经营理念，并把为客户创造价值作为目标。以更高的品质要求，管理不断更新，技术不断创新，服务不断完善，使本公司产品、服务质量和管理迈上新的台阶，为客户提供更加满意的产品和优质的服务。

塑料,加工,高分子化学,高分子物理