플라스틱 압출의 문제점과 해결책

플라스틱 압출의 문제점과 해결책

섹션 1 플라스틱 압출의 기본 원리
플라스틱 가공 산업은 매우 포괄적인 기술-기반 산업입니다. 여기에는 고분자 화학, 고분자 물리학, 인터페이스 이론, 플라스틱 기계, 플라스틱 가공 금형, 공식 설계 원리 및 공정 제어 등이 포함됩니다. 압출 이론은 주로 압출기 내 플라스틱의 움직임과 변화 규칙을 연구합니다. 압출기의 플라스틱은 특정 외력을 받고 있으며 서로 다른 온도 범위에서 고분자의 세 가지 물리적 상태, 스크류 구조, 플라스틱 특성 및 가공 조건 간의 관계가 있습니다. 합리적인 공정 관리를 수행하기 위해. 플라스틱 제품의 생산량과 품질을 향상시키는 목적을 달성하기 위해. 플라스틱 고분자 재료를 일정한 압력 하에서 가열하면 서로 다른 온도 범위에서 유리 상태, 고탄성 상태, 점성 유체 상태라는 세 가지 물리적 상태가 나타납니다. 일반적으로 플라스틱의 성형 온도는 점성 유동 온도보다 높습니다.

섹션 2 폴리올레핀 파이프 압출 공정 제어
압출 성형 공정의 제어 매개 변수에는 성형 온도, 압출기 작동 압력, 스크류 속도, 압출 속도 및 견인 속도, 공급 속도, 냉각 및 설정 등이 포함됩니다.

1. 원료 전처리
폴리올레핀은 비흡수성 재료이며 일반적으로 수분 함량이 낮아 압출에 충분하지만, 폴리올레핀에 카본 블랙과 같은 물을 흡수하는 색소가 포함된 경우-습기에 민감합니다. 또한 재활용 소재와 충전재를 사용하면 수분 함량이 증가합니다. 습기는 파이프의 내부 및 외부 표면을 거칠게 만들 뿐만 아니라 용융물에 기포가 나타날 수도 있습니다. 일반적으로 원자재는 전처리되어야 합니다. 일반적으로 건조 처리가 사용되며, 제습 기능을 갖춘 해당 첨가제를 추가할 수도 있습니다. 소포제 등 PE의 건조 온도는 일반적으로 60-90도입니다. 이 온도에서는 수율이 10%- 25% 증가할 수 있습니다.

2. 온도 조절
압출 성형 온도는 성형 재료의 가소화와 플라스틱 용융물의 흐름을 촉진하는 데 필요한 조건입니다. 이는 재료의 가소화와 제품의 품질 및 생산량에 매우 중요한 영향을 미칩니다. 플라스틱 압출의 이론적 온도 범위는 점성 유동 온도와 분해 온도 사이입니다. 폴리올레핀의 경우 온도 범위가 더 넓습니다. 일반적으로 녹는점 이상, 280도 이하에서 처리할 수 있습니다. 압출 성형 온도를 올바르게 제어하려면 가공된 재료의 온도 한계와 물리적 특성 간의 관계를 이해해야 합니다. 그 특성과 규칙을 알아내야만 압출 성형에 더 나은 온도 범위를 선택할 수 있습니다. 따라서 각 구간의 온도 설정에는 다음과 같은 측면을 고려해야 한다. 첫째, 녹는점, 분자량 크기 및 분포, 용융 지수 등 고분자 자체의 특성을 고려해야 한다. 다음으로 장치의 성능을 고려한다. 일부 장비의 경우 피드 섹션의 온도가 호스트 전류에 큰 영향을 미칩니다. 다시, 튜브 다이 헤드에 의해 압출된 튜브 블랭크의 표면이 매끄러운지 관찰함으로써. 판단할 거품 및 기타 현상이 있는지 여부.

압출 온도에는 히터 설정 온도와 용융 온도가 포함됩니다. 가열 온도는 외부 히터에서 제공되는 온도를 나타냅니다. 용융 온도는 스크류 앞부분과 기계 헤드 사이의 연결부 사이의 재료 온도를 나타냅니다.

공급 구역에서 다이까지의 배럴 온도 분포는 평평하고, 증가하고, 감소하고, 혼합될 수 있습니다. 이는 주로 재료 지점과 압출기의 구조에 따라 달라집니다.

더 나은 외관과 기계적 특성을 얻고 용융 배출구의 팽창을 줄이기 위해 머신 헤드의 온도를 설정하려면 일반적으로 머신 본체의 온도를 낮게 제어하고 머신 헤드의 온도를 높게 설정합니다. 기계 헤드의 온도가 높으면 재료가 금형에 원활하게 들어갈 수 있지만 압출 제품의 형태 안정성이 떨어지고 수축률이 증가합니다. 머신 헤드의 온도가 낮으면 재료의 플라스틱 품질이 떨어지고 용융물의 점도가 높아지며 머신 헤드의 압력이 상승합니다. 이로 인해 제품이 너무 치밀해지기는 하지만 후-수축률이 작고 제품 형태 안정성이 좋지만 가공이 더 어렵고 이형 팽창이 크고 제품 표면이 거칠습니다. 또한 압출기의 배압이 증가하고 장비에 큰 부하가 걸리며 전력 소비가 증가하게 됩니다. 다이의 설정 온도, 다이 및 코어 금형의 온도는 파이프의 표면 마감에 영향을 미칩니다. 특정 범위 내에서 다이와 코어 몰드의 온도가 높을수록 파이프의 표면 마감이 높아집니다. 일반적으로 다이 출구의 온도는 220도를 초과해서는 안 되며, 헤드 입구의 용융 온도는 200도, 헤드 입구와 출구 용융물의 온도 차이는 20도를 초과해서는 안 됩니다. 용융물과 금속 사이의 온도 차이가 높을수록 상어 피부 현상이 발생하기 때문입니다. 지나치게 높은 용융 온도는 다이 침전물로 이어집니다. 그러나 이는 실제 상황에 따라 결정되어야 한다. 용융 온도는 스크류 끝에서 측정된 실제 용융 온도를 의미하므로 종속 변수가 됩니다. 이는 주로 스크류 속도와 배럴 설정 온도에 따라 달라집니다. 폴리에틸렌 파이프 압출의 용융 온도 상한은 일반적으로 230도로 지정됩니다. 일반적으로 200도 정도에서 조절하는 것이 좋습니다. 폴리프로필렌 파이프 압출의 용융 온도 상한은 일반적으로 240도입니다. 용융 온도는 너무 높으면 안 됩니다. 일반적으로 재료의 열화를 고려하는 동시에 온도가 너무 높으면 파이프의 성형이 어려워집니다.

3. 압력 제어
압출 공정에서 가장 중요한 압력 매개변수는 용융 압력, 즉 헤드 압력입니다. 일반적으로 용융압력을 높이면 압출기의 출력이 감소하고 제품의 치밀도가 높아져 제품의 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 그러나 너무 많은 압력을 가하면 보안 문제가 발생할 수 있습니다. 용융 압력은 원료의 특성, 스크류 구조, 스크류 속도, 공정 온도, 필터 스크린의 메쉬 수, 다공판 및 기타 요인과 관련됩니다. 용융 압력은 일반적으로 10-30MPa 사이에서 제어됩니다.

4. 진공 설정
진공 설정은 주로 진공도와 냉각 속도의 두 가지 매개 변수를 제어합니다. 일반적으로 파이프의 외관 품질을 만족한다는 전제하에 진공도를 최대한 낮추어 파이프의 내부 응력이 작아야 하며, 보관 중 제품의 변형도 작아야 합니다.

5. 식혀라
폴리에틸렌 파이프의 압출 성형 시 냉각수 온도 요구 사항은 일반적으로 낮으며 일반적으로 20도 미만입니다. PPR 파이프를 생산할 때 첫 번째 단계의 온도는 약간 높을 수 있고, 뒤 단계의 온도는 낮아질 수 있어 온도 구배가 형성됩니다. 냉각수 유량을 조절하는 것도 매우 중요합니다. 유량이 너무 많으면 파이프 표면이 거칠어져 얼룩이나 구멍이 생길 수 있습니다. 유속이 너무 작으면 파이프 표면에 고르지 않은 분포, 고르지 않은 파이프 벽 두께 또는 타원과 같이 부서지기 쉬운 밝은 반점이 있습니다.

6. 스크류 속도 및 압출 속도
스크류 속도는 압출 속도, 생산량 및 제품 품질을 제어하는 ​​중요한 매개변수입니다. 단일-스크류 압출기의 속도가 증가하고 출력이 증가합니다. 전단율이 증가하면 용융물의 겉보기 점도는 감소합니다. 재료의 균질화에 도움이 됩니다. 동시에, 우수한 가소화로 인해 분자 사이의 힘이 증가하고 기계적 강도가 향상됩니다. 그러나 스크류 속도가 너무 높고, 모터 부하가 너무 크고, 용융 압력이 너무 높으며, 전단 속도가 너무 높고, 다이 팽창이 증가하고, 표면이 열화되고, 압출량이 불안정합니다.

7. 견인 속도
견인 속도는 제품 벽 두께, 치수 공차, 성능 및 외관에 직접적인 영향을 미칩니다. 견인 속도 비율은 안정적이어야 하며 견인 속도는 파이프의 압출 속도와 일치해야 합니다. 압출 라인 속도에 대한 견인 속도의 비율은 제품에서 발생할 수 있는 방향의 정도를 반영합니다. 이 비율을 신축률이라고 하며 그 값은 1 이상이어야 합니다. 견인 속도가 증가하고 냉각 및 설정 온도 조건이 변하지 않으면 견인 속도가 빠릅니다. , 제품은 상대적으로 짧은 시간 동안 사이징 슬리브와 냉각수 탱크에 머무르며 냉각 및 성형 후에 제품 내부에 더 많은 열이 남아 있어 견인 과정에서 제품의 방향 구조가 형성됩니다. , 결과적으로 제품의 배향 정도가 감소합니다. 견인 속도가 빠를수록 파이프의 벽 두께는 얇아지고 냉각된 제품의 길이 방향 수축률은 커집니다. 당기는 속도가 느릴수록 파이프 벽 두께가 두꺼워지고 다이와 사이징 슬리브 사이에 재료가 쌓이기 쉽습니다. 정상적인 압출 생산을 방해합니다. 따라서 압출 성형 시에는 압출 속도와 인장 속도를 잘 제어해야 합니다.

8. 파이프의 온라인-품질 관리 및 사후{2}}가공
폴리올레핀은 결정성 폴리머이며, 라인에서 막 벗어난 파이프의 성능과 인도될 때 파이프 제품의 크기 및 성능 사이에 차이가 있습니다. 그 주된 이유는 첫째, 폴리올레핀 용융물의 냉각과정에서 결정화가 일어나며, 결정화도와 결정형태는 온도, 열이력, 저장시간과 관련이 있다. 둘째, 조립 라인 바로 옆의 파이프 온도는 일반적으로 정상 온도보다 높습니다. 셋째, 조립 라인 바로 옆에 있는 파이프의 내부 응력이 상대적으로 큽니다. 성능 및 치수 안정성을 달성하기 위해서는 일반 폴리에틸렌 파이프는-24시간 동안 오프라인으로 배치해야 하며, 폴리프로필렌 파이프는 48시간 동안 배치한 후 해당 표준에 따라 성능 테스트를 수행해야 합니다.

섹션 3 폴리올레핀 파이프 생산의 일반적인 문제와 해결책
폴리올레핀 용융물은 점탄성입니다. 가공 중에 다이 팽윤과 용융 파괴라는 두 가지 현상이 자주 나타납니다. 여기서는 자세히 설명하지 않겠습니다. 파이프 생산 시 흔히 발생하는 이상현상과 그 원인 및 처리방법은 다음과 같습니다.

비정상적인 상태의 원인 권장 해결 방법
1. 원료 수분
2. 용융 온도가 적합하지 않습니다.
3. 압출기에서 압출되는 용융 재료가 고르지 않습니다.
4. 사이징 슬리브가 너무 짧습니다.
5. 금형 성형 구간이 너무 짧습니다.
1. 원료 전처리
2. 온도를 조절하세요
3. 배압을 높이고, 더 미세한 필터를 사용하고, 적합한 나사 구조를 설계하십시오.
4. 확장된 크기 조정 슬리브
5. 확장된 다이 성형 섹션. 그만큼

표면의 반점
1. 원재료에 수분이 있다
2. 싱크대 배관에 기포 발생
1. 원료 건조
2. 기포를 제거합니다. 공정 온도를 조정합니다. 그만큼

겉면이 밝고 투명한 블록(통칭 아이클리어)
1. 머리 온도가 너무 높다
2. 냉각수가 너무 적거나 부족하거나 고르지 않습니다.
1. 머신 헤드의 온도를 낮추세요
2. 냉각수를 열거나 사이징 슬리브를 청소하십시오.
파이프의 매끈한 외부 표면에 규칙적인 표시가 있음 파이프가 사이징 슬리브에 들러붙는 경향이 있음 냉각수 유량을 증가시켜 수로를 청소하거나 속도를 줄임

파이프 외부 표면에 깊은 주름이 있습니다. 사이징 슬리브의 다이가 중앙에 있지 않습니다. 중앙에 놓고 크기 조정 상자와 다이를 동일한 축에 유지합니다.
거친 내부 표면
1. 원료가 젖어 있음
2. 낮은 코어 금형 온도
3. 다이와 맨드릴 사이의 간격이 너무 큽니다. 그만큼
4. 다이 쉐이핑 섹션이 너무 짧습니다.
1. 원료 건조 또는 전처리
2. 온도를 높이거나 유지 시간을 연장하십시오.
3. 맨드릴 교체
4. 성형 단면이 긴 다이로 변경

골판지 파이프 내벽
1. 압출기의 출력이 변하고 공급이 불안정합니다.
2. 견인력 미끄러짐
3. 배관의 냉각이 고르지 않음
1. 스크류 공급 구역의 온도를 낮추십시오. 그만큼
2. 트랙션 공기압을 조정합니다. 그만큼
3. 수로 조정

파이프 내벽에 구덩이가 있습니다.
1. 원료 수분 함량이 높다.
2. 가소화, 불순물이 없어 필러의 분산성이 좋지 않음
1. 원료 예열 및 건조
2. 주유, 온도조절, 원료세척
튜브 내벽에 코크스 입자가 있습니다.
1. 압출기 헤드와 다이의 내벽이 깨끗하지 않습니다.
2. 지역 온도가 너무 높음
3. 다이 퇴적물이 심각하다
1. 곰팡이 제거
2. 열전대가 정상인지 확인하십시오. 그만큼
3. 금형을 청소하고 금형 온도를 적절하게 낮추십시오.
언제든지 외경이나 벽 두께의 변화
1. 압출 속도의 변화
2. 견인 속도의 변화 또는 미끄러짐
3. 공급이 불안정함(복귀 입자 크기가 고르지 않음)​​
4. 용융 불안정성
5. 냉각이 고르지 않음
1. 트랙터 점검
2. 압력을 적절하게 높여주세요
3. 원료 스크리닝 또는 과립화
4. 재료 온도 증가, 라인 속도 감소, 다이 갭 증가
5. 수로 청소
고르지 않은 파이프 벽 두께
1. 다이가 중앙에 있지 않습니다.
2. 다이 온도가 고르지 않음
3. 트랙터, 사이징 슬리브, 다이가 정렬되지 않음
4. 사이징 슬리브와 다이 사이의 거리가 너무 멀다
1. 다이 동심도 조정
2. 온도를 조절한다
3. 같은 축에 유지
4. 거리를 단축하다
용접 이음새 불량
1. 금형 성형 구간이 너무 짧습니다.
2. 낮은 녹는점
3. 금형 내 플라스틱 분산
4. 불합리한 머신 헤드 구조
1. 더 긴 다이 성형 섹션을 사용하십시오.
2. 재료 온도를 높입니다.
3. 다이 헤드 청소
4. 교체 또는 개조

파이프 조기 손상 피어싱
1. 물집
2. 거품
3. 불순물
4. 안료나 충전제의 분산 불량
1. 원료 건조
2. 제습 또는 저온
3. 재료를 깨끗이 씻거나 체에 걸러주세요
4. 온도 조절 또는 원료 교체
파이프의 조기 파손으로 인한 취성 파손
1. 낮은 재료 온도
2. 온도가 너무 높으면 원료가 분해됩니다.
1. 재료 온도를 높입니다.
2. 금형을 깨끗이 청소하고 온도를 낮춰주세요
파이프 균열
1. 낮은 헤드 온도, 빠른 압출 ​​속도
2. 냉각수가 너무 크다
1. 가열하다, 천천히 하다
2. 냉각수 유량 감소
파이프의 진원도가 좋지 않고 구부러져 있습니다.
1. 다이와 코어 다이의 중심 위치가 올바르지 않습니다.
2. 머신 헤드 주변의 온도가 고르지 않습니다.
3. 냉각수가 다이에 너무 가깝습니다.
4. 냉각수 분사력이 너무 큼
5. 냉각수 분사량이 너무 적습니다.
6. 수위가 너무 높다
7. 트랙터 압력이 너무 높습니다.
1. 동심도 조정
2. 온도를 조절한다
3. 냉각수 위치 조정
4. 노즐 각도 조정
5. 수로 청소
6. 배수
7. 공기압 조절