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本文重點探討了塑料異型材出現(xiàn)低溫工藝操作的原因，同時對低溫操作工藝的曲線特征、低溫操作危害進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并提出了如何抑制低溫工藝的具體措施。
低溫擠出的原因
曾根據(jù)各類原材料的特性、塑料制品的塑化度以及擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)類型，綜合論述了優(yōu)化設(shè)定和控制擠出機(jī)、合流芯和口模擠出溫度的指標(biāo)參數(shù)，對塑料異型材生產(chǎn)廠商提高型材制品的質(zhì)量有一定的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。但到目前為止，發(fā)現(xiàn)不少型材生產(chǎn)廠商仍普遍采用低溫工藝操作，擠出機(jī)螺筒的設(shè)定溫度僅為140~150℃。殊不知，即使是采用同樣的配方，某些機(jī)組完全可以按正常的溫度操作，而某些機(jī)組則必須通過低溫操作才能正常生產(chǎn)，否則擠出的型材會出現(xiàn)顏色泛黃、內(nèi)筋發(fā)泡等過塑化癥狀。
通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)低溫擠出操作的原因主要有兩個：
1.真低溫擠出。這主要是型材配方中的樹脂穩(wěn)定性能欠缺，或熱穩(wěn)定劑本身存在質(zhì)量問題，達(dá)不到擠出生產(chǎn)的熱穩(wěn)定要求。在正常的優(yōu)化溫度下，擠出加工的型材顏色泛黃，會被迫降低設(shè)定溫度。當(dāng)配方組分存在以上情況時，這種情況在大部分?jǐn)D出機(jī)擠出生產(chǎn)中都會同時發(fā)生。
2.假低溫擠出。其主要原因除了配方組分布不合理外，還可能由于擠出機(jī)的機(jī)械或儀表故障所致。一般有以下幾種情況：PVC防撞扶手
（1）加工助劑的添加量過多或欠缺外潤滑劑，致使物料出現(xiàn)“過塑化”或發(fā)生“粘壁”現(xiàn)象，會被迫降低設(shè)定溫度；
（2）擠出機(jī)的機(jī)筒、螺桿徑向間隙或某一側(cè)的軸向間隙偏小，使得螺桿的剪切熱或局部剪切熱過大，致使物料發(fā)生“過塑化”現(xiàn)象，尤其是在型材的擠出過程中，隨著給料與螺桿速度加快，塑化能力得到提高，這時不再需要太高的外加熱。若按優(yōu)化溫度進(jìn)行控制，這種現(xiàn)象就越加嚴(yán)重，因此需要被迫降低設(shè)定溫度；
（3）螺桿與螺筒經(jīng)長期運行，磨損嚴(yán)重。物料在機(jī)筒內(nèi)存在回流或渦流現(xiàn)象，致使部分物料在機(jī)筒內(nèi)駐留時間過長而發(fā)生過塑化，同樣會被迫降低設(shè)定溫度；
（4）溫控表本身發(fā)生故障。在擠出機(jī)的運行過程中，熱電偶的測溫點被雜料覆蓋或是沒有插到螺筒根部，這時所顯示的溫度僅反映螺筒溫度，而不是物料的實際溫度。若擠出機(jī)的剪切熱較大，而物料承溫較高時得不到有效控制，會被迫降低設(shè)定溫度，造成設(shè)定溫度偏低的假象。鑒于設(shè)定溫度僅能控制外加熱，而不能控制剪切熱，遇到這種情況時，即使設(shè)定溫度再低，也難以消除型材顏色泛黃的癥狀。
除配方組分不合理有可能普遍發(fā)生外，上述情況通常僅發(fā)生在個別經(jīng)長期運行而失修或剛剛更換螺桿和螺筒的擠出機(jī)上。當(dāng)然，不排除當(dāng)某擠出機(jī)被迫降低設(shè)定溫度后，因不明原因，操作人員為了防范型材泛黃，在其他擠出機(jī)生產(chǎn)過程中不自覺地降低設(shè)定溫度。
低溫操作工藝的曲線特征
除了真低溫擠出外，在儀表顯示正常的情況下，假低溫操作工藝都有如下的工藝曲線特征：
給料段和壓縮段的溫度設(shè)定偏低。一般情況下，這兩段顯示溫度反映的是外加熱圈傳遞給螺筒的溫度，并非物料溫度（物料溫度一般低于顯示溫度）。但是，當(dāng)擠出機(jī)螺桿的給料段與螺筒的徑向間隙過小而出現(xiàn)剪切熱過高時，或螺桿與螺筒的徑向間隙過大而致使物料出現(xiàn)從壓縮段向給料段回流時，給料段或壓縮段的顯示溫度往往會超過設(shè)定溫度。此時，雖然設(shè)定溫度偏低，在螺桿剪切熱的作用下，物料的實際溫度偏高。
熔融段和計量段的溫度設(shè)定偏低。一般情況下，這兩段的顯示溫度反映的是物料傳遞給螺筒的溫度，并非物料的實際溫度（物料溫度往往高于顯示溫度）。尤其是給料或擠出速度過快，剪切熱過大時，這兩段的顯示溫度往往會更大幅度地超過設(shè)定溫度。此時，雖然設(shè)定溫度偏低，在螺桿的剪切熱作用下，物料的實際溫度依然偏高。
低溫擠出的危害
真低溫擠出和假低溫擠出所產(chǎn)生的危害有所不同。其中，真低溫擠出會使型材制品欠塑化，成型困難，且外觀的光潔度不高，并大幅降低型材各項物化性能。
對于假低溫擠出，若設(shè)定溫度偏低，物料的實際溫度已偏離正常的塑化溫度區(qū)間，會對型材的各項性能造成很大影響。若設(shè)定溫度偏低，但物料的實際溫度依然在塑化的正常溫度區(qū)域徘徊，盡管對型材的物化性能影響不大，但過分依賴擠出機(jī)的剪切熱塑化，會加劇主機(jī)電動機(jī)的運轉(zhuǎn)負(fù)荷，增大主機(jī)的傳動系統(tǒng)阻力，容易致使擠出機(jī)螺桿與螺筒在短期內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，縮短其運行壽命。同時，由于熱電偶或儀表問題長時間得不到處理，工藝控制會喪失控制依據(jù)，使擠出生產(chǎn)一直在失控狀態(tài)下運行，難以保證型材質(zhì)量。另外，由于物料進(jìn)入合流芯和口模時沒有了剪切熱，主要依靠外加熱圈來進(jìn)行保溫或補充部分散失的熱量。若合流芯的設(shè)定溫度和口模溫度偏低，不僅難以補充散失的熱量，不利于型材的進(jìn)一步塑化，還會由于擠出過程中熔體的截面熔壓與溫度不均衡，而使型材成型比較困難。
低溫擠出的處理方法
根據(jù)真低溫擠出和假低溫擠出的原因不同，處理塑料異型材的低溫擠出問題時，應(yīng)分別采用不同的方法。
若更換樹脂生產(chǎn)廠家或品種，發(fā)生大批量機(jī)組擠出型材變色，應(yīng)及時進(jìn)行混合料或型材穩(wěn)定性試驗。通過試驗驗證混合料的穩(wěn)定性是否發(fā)生問題，并進(jìn)行對應(yīng)處理：若穩(wěn)定劑或樹脂的穩(wěn)定性欠缺，物料塑化不良，那么型材的所有物化性能都無從談起。這時，切不可因為原材料的穩(wěn)定性欠缺而選擇用工藝的方法來遷就，以避免長時間的低溫擠出生產(chǎn)；若排除了混合料和型材的穩(wěn)定性問題，型材的變色現(xiàn)象仍未消除，則應(yīng)適時調(diào)整配方中的加工助劑或外潤滑劑，以徹底消除整個擠出機(jī)機(jī)組的低溫擠出現(xiàn)象。值得注意的是，這種現(xiàn)象一般很少發(fā)生，很可能是在配方和原料不變的情況下，配料或混料出現(xiàn)誤配或誤混，應(yīng)及時切換混合料來進(jìn)行驗證，不可采用低溫操作來處理型材顏色泛黃的癥狀。
當(dāng)僅有個別擠出機(jī)機(jī)組發(fā)生型材的顏色泛黃，應(yīng)依照“先簡后繁”的原則，首先排除儀表和熱電偶的問題，再拆機(jī)檢查擠出機(jī)的螺桿與螺筒的徑向或軸向間隙，及時進(jìn)行對應(yīng)調(diào)整。盡量將擠出機(jī)的儀表和機(jī)械故障消除在萌芽狀態(tài)，以維持型材擠出生產(chǎn)的正常運行，并有效延長擠出機(jī)的工作壽命。特別是在更換螺筒與螺桿時發(fā)生此種現(xiàn)象，首先應(yīng)考慮螺筒與螺桿是否存在加工或裝配質(zhì)量的問題。若螺筒與螺桿經(jīng)較長期運行后出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)檢查擠出機(jī)的磨損情況：若螺筒與螺桿的磨損不大，可隨機(jī)進(jìn)行重新調(diào)整；若螺筒與螺桿的磨損非常嚴(yán)重，已呈現(xiàn)磨損殆盡，應(yīng)及時更換螺桿和螺筒，以規(guī)避型材在調(diào)整后出現(xiàn)黑線的現(xiàn)象。
當(dāng)更新螺桿和螺筒時，應(yīng)認(rèn)真檢查主動或從動螺桿和螺筒，注意這么幾個問題：螺桿和螺筒大小頭的徑向間隙是否一致？螺桿各個功能段的軸向間隙是否勻稱？若有問題，應(yīng)及時向制造廠商反饋，以便早日更換，并防范不合格的螺桿和螺筒投入使用，繼續(xù)影響型材生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
另外，對于其他生產(chǎn)正常的擠出機(jī)機(jī)組，切不可因個別擠出機(jī)發(fā)生型材變色的缺陷，而就不辯原因地盲目采用低溫擠出生產(chǎn)，以免影響大批量型材的物化性能。
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怡美小編小廖
2015-5-27
