塑料挤出成型过程中存在的质量问题及解决方法Word下载.docx

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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，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。

第三节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。

异常情况?

?

产生原因?

推荐解决方法

表面暗淡无光

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?

?

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。

表面斑点?

1．?

原料中有水分?

2．?

水槽中的管子上有气泡?

干燥原料?

消除气泡。

调整工艺温度。

外表面呈现光亮透明的块状（俗称眼晴）?

机头温度过高?

冷却水太小或不足，或不均匀?

降低机头温度?

冷却水开大或清理定径套?

管材光滑外表面规则的斑纹?

管材趋向粘附定径套?

加大冷却水流量清理水路或降速?

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?

内表面粗糙?

原料潮湿?

芯模温度低?

3．?

口模与芯模间隙过大。

4．?

口模定型段太短?

原料烘干，或预处理?

提高温度或延长保温时间?

换芯模?

换定型段较长的口模?

管内壁波纹状?

挤出机产量变化，下料不稳?

牵引打滑?

管材冷却不均?

降低螺杆喂料区温度。

调节牵引气压。

调节水路?

管内壁有凹坑?

原料水分大?

填充料分散性差未塑化，杂质?

原料预热干燥?

换料，调节温度，清洁原料?

管内壁有焦粒?

挤出机机头与口模内壁不干净?

局部温度过高?

口模积料严重?

清模?

检查热电偶是否正常。

清模，适当降低口模温度?

外径或壁厚随时变化?

挤出速度变化?

牵引速度发生变化或打滑?

下料不稳（回料粒径不均）?

熔体的不稳定性?

5．?

冷却不均?

检查牵引机?

适当提高压力?

原料过筛或造粒?

提高料温，降低线速度，增加模口间隙?

清理水路?

管材壁厚不均?

口模没对中?

口模温度不均?

牵引机，定径套，口模没对中?

定径套与口模距离太远?

调节口模同心?

调节温度?

保持在同一轴线上?

拉近距离?

熔接缝不良?

口模成型段太短?

熔融温度低?

模头中塑料分散?

机头机结构不合理?

使用较长的口模成型段?

提高料温?

清理模头?

更换或改造?

管材过早损坏穿孔?

水泡?

气泡?

杂质?

颜料或填充料分散不良?

除湿或降低温度?

清洁原料或用过滤网?

调节温度或更换原料?

管材过早损坏脆性破坏?

料温低?

温度过高，原料分解?

清理模具，降低温度?

管材开裂?

机头温度低，挤出速度快?

冷却水太大?

升温，降速?

减小冷却水流量?

管材圆度不好，弯曲?

口模，芯模中心位置不正?

机头温度四周不均?

冷却水离口模太近?

冷却水喷淋力度过大?

冷却水喷淋太小?

6．?

水位过高?

7．?

牵引机压力过大?

调整同心?

调整冷却水位置?

调节喷头角度?

排水?

调节气压