pvc擠出工藝溫度的設(shè)定與優(yōu)化

1、PVC擠出工藝溫度的設(shè)定與優(yōu)化擠出工藝溫度的設(shè)定與優(yōu)化作者：文章來源：互聯(lián)網(wǎng)點擊數(shù)：1039發(fā)布時間：20120802新浪微博QQ空間人人網(wǎng)開心網(wǎng)更多本文參考了大量行業(yè)文獻，結(jié)合公司20來年的PVCU產(chǎn)品擠出生產(chǎn)的經(jīng)驗，對擠塑工藝溫度的設(shè)定和優(yōu)化進行了大膽的探索和實踐。在塑料擠出行業(yè)與PVC擠出相關(guān)的技術(shù)文獻中，有關(guān)錐形雙螺桿擠出機工藝溫度設(shè)定和控制，基本有兩種思路.一緒言緒言在塑料擠出行業(yè)與PVC擠出相關(guān)的技術(shù)文獻中，有關(guān)錐形雙螺桿擠

2、出機工藝溫度設(shè)定和控制，基本有兩種思路：一種是低溫工藝，溫度設(shè)定大致在165℃～175℃左右一種是常溫工藝。溫度設(shè)定大致在175℃一185℃左右在溫度設(shè)定趨勢上，有前高中低后高的“馬鞍型”工藝(本人比較贊同“馬鞍型”工藝模式，公司的生產(chǎn)也采用的是這種工藝模式)，也有由前到后逐步升高的“階梯型”工藝模式。在公司不同的產(chǎn)品系列上還有螺筒溫度設(shè)在200℃以上的超高溫度工藝(我公司穿線管生產(chǎn)屬此情況)，和螺筒溫度設(shè)150℃左右的超低溫度工藝(我

3、公司部分螺桿、螺筒臨近報廢的設(shè)備)。不能說采取這些工藝都能生產(chǎn)出質(zhì)量達標的產(chǎn)品，但其中一些完全不同的工藝卻能生產(chǎn)出同樣質(zhì)量達標的產(chǎn)品，卻是不爭的事實。因此，本人覺得有必要對這些工藝溫度的優(yōu)劣進行全面、系統(tǒng)分析和研究，以便由表及里，去偽存真，從各類不同工藝溫度參數(shù)中，提煉出一套能真正指導生產(chǎn)的科學、合理的工藝溫度設(shè)定方法。實際上，我國擠出機制造行業(yè)經(jīng)過多年來的發(fā)展，無論在螺桿結(jié)構(gòu)壓力配置，還是外加熱圈功率配置方面，都為PVC—U塑料良好、

4、均衡塑化提供了條件。實踐證明:完全可以破解以往大多數(shù)人認為“擠出工藝應(yīng)當和擠出機相適應(yīng)”定向思維的困擾，無論什么規(guī)格、剪切性能的錐形雙螺桿擠出機，擠出量有多少，在溫度可控狀態(tài)下，都可以通過優(yōu)化工藝溫度，基本實現(xiàn)同一工藝溫度條件下擠出，為公司擠出生產(chǎn)過程的三統(tǒng)一(設(shè)備統(tǒng)一、模具統(tǒng)一、配方統(tǒng)一)打下良好的基礎(chǔ)。從而實現(xiàn)提高制品質(zhì)量，減緩擠出機磨損，延長其工作壽命，進一步降低配方成本，方便管理，及時發(fā)現(xiàn)和有效處理故障等多層次目標?，F(xiàn)將這一優(yōu)化

5、工藝溫度的基本思路和生產(chǎn)過程實踐總結(jié)如下。由于本人水平有限，錯誤和瑕疵在所難免，不當之處，敬請各工藝人員，管理人員及操作工批評指正，以便及時更新，謝謝!二工藝溫度優(yōu)化的基準工藝溫度優(yōu)化的基準要優(yōu)化擠出工藝溫度，首先應(yīng)當了解與掌握設(shè)定工藝溫度的基準。大量生產(chǎn)實踐證明，以下三個條件可作為基準：2.1.PVC樹脂的熱穩(wěn)定性：PVC樹脂是熱敏性高聚物，單純的PVC樹脂在100℃條件下開始降解，150℃條件下，降解加速。而反過來PVC在160℃條

6、件下才開始由玻璃化態(tài)經(jīng)高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)化。因此單純的PVC樹脂根本無法直接進行加工，必須通過添加熱穩(wěn)定劑來改善樹脂的熱穩(wěn)定性。而一般PVC樹脂的穩(wěn)定劑試驗是在180℃、30min與200℃、20min條件下進行的。因此PVC樹脂的塑化溫度與時間均不應(yīng)超過這個范圍。2.2.塑化度：塑化度，亦稱凝膠化程度，在PVC塑料中，塑化度是制品結(jié)晶程度與PVC初級粒子熔合程度的標志。大量的研究和測試資料表明：未經(jīng)改性的PVC—U塑化度在60%—65%

7、時，即制品中初級粒子尚未完全塑化，僅大部分熔合時，抗沖性能最強，其中塑化度在60%時，斷裂強度最高，塑化度在65%時斷裂伸長率最大。當熔體的溫度在150℃以下時，塑化度為零熔體溫度在190℃以下時，制品中初級粒子清晰可見，塑化度在45%以下熔體溫度在200℃左右時，制品中初級粒子界限大部分消失，僅有少數(shù)初四工藝溫度的優(yōu)化機理工藝溫度的優(yōu)化機理根據(jù)各個加熱段具體職能，用錐形雙螺桿擠出機進行PVCU擠出生產(chǎn)，其整個過程大致可分為加溫、恒溫、

8、保溫等三個區(qū)域。加溫與恒溫主要在擠出機內(nèi)，以排氣孔為界，劃分為兩個相對獨立又相互關(guān)聯(lián)的部分，保溫區(qū)過程由合流芯、擠出模體及擠出口模等部分構(gòu)成。在這里大家首先應(yīng)清楚PVCU擠出過程中有兩種熱源，一種是電加熱器提供的外熱，一種是由雙螺桿對PVCU物料進行剪切、壓延和摩擦作用，以及PVCU自身分之間的摩擦作用所產(chǎn)生的內(nèi)熱。兩種熱源在擠出的不同階段發(fā)揮著不同的作用。溫控裝置控制的僅是外熱。沒有內(nèi)熱存在的擠出機頭、口模部分的溫度一般都容易控制(部

9、分參數(shù)設(shè)計超常規(guī)的擠出模具，也會產(chǎn)生內(nèi)熱)有內(nèi)熱存在，剪切作用較強，但尚未超越物料塑化需求的壓縮段和主要為排氣服務(wù)的熔融段，相對亦比較穩(wěn)定，也較易控制。剪切相對比較薄弱，主要依賴外加熱，但外加熱難以滿足物料塑化需求的給料段(外加熱功率配置較低的擠出機尤為突出)剪切熱已超越物料塑化需求的計量段往往也不受溫控裝置的控制。因此在整個擠出過程的溫度控制中，給料段、計量段是溫度控制的重點和難點。擠出控制主體是物料溫度，而不是螺筒和模具的溫度。設(shè)定

10、溫度僅是手段，而顯示溫度在不同工況條件下，和物料溫度又有不同的對應(yīng)(給料段物料溫度低于顯示溫度，計量段物料溫度高于顯示溫度)關(guān)系，加上熱電偶安裝位置的關(guān)系，顯示溫度僅能部分反映物料溫度，只是設(shè)定溫度的依據(jù)和基準。下面具體說下各段的溫度設(shè)置機理與重點。4.1.給料段溫度：給料段是電加熱器傳遞熱給螺筒、顯示的溫度是該段螺筒的溫度，并非是物料溫度。物料溫度往往遠遠低于顯示溫度。當物料通過給料螺桿剛進入擠出機時，溫度僅有30℃—40℃左右，而螺

11、桿產(chǎn)生的剪切熱帶來的物料溫升距塑化(玻璃化)溫度亦有很大的差距，同時物料經(jīng)由壓縮段，將通過排氣孔，需要物料在加溫區(qū)域完成由玻璃態(tài)向粘流態(tài)的轉(zhuǎn)化過程，要求基本呈“橘皮狀”，沒有粉狀物質(zhì)存在，并緊緊包覆于螺槽表面，方不至被真空從排氣孔抽出或堵塞排氣孔，因此給料段的職能是重在外加熱，設(shè)定溫度應(yīng)盡量高一些，以便電加熱圈給物料提供足夠的外熱。此時電加熱器啟閉比較頻繁，甚至不停頓工作。由于物料進入給料段，距離從口模擠出還有一段時間，加上為預防物料在

12、加料口“架橋”或在機內(nèi)“粘壁”，設(shè)定溫度也不宜過高，應(yīng)以顯示溫度185℃以上為宜。雖然給料段設(shè)定溫度低一些，比如溫度設(shè)定為170℃左右甚至更低，也能生產(chǎn)出內(nèi)在質(zhì)量達標的產(chǎn)品。但由于供給的外熱比較少，過多依賴剪切熱來提升熔體溫度，對螺筒的磨損加大，會影響擠出機螺桿螺筒的使用壽命，是得不償失的。通過我們長期在擠出設(shè)備維護中觀察發(fā)現(xiàn)，僅經(jīng)過一兩年(有的甚至不到一年)使用，螺筒就發(fā)會生嚴重磨損，磨損大多都集中在壓縮比比較大的雙頭螺綾過后的第一道

13、單頭螺綾或第二道單頭螺綾部位以及計量段等較寬的工作區(qū)域，最大磨損量達2mm～3mm，這時候擠出生產(chǎn)會出現(xiàn)黃線(因物料回流，在高溫狀態(tài)下停留時間過長造成)，如對間隙進行調(diào)整，又會因螺桿與螺筒局部尖點摩擦，制品出現(xiàn)黑線和設(shè)備發(fā)出異常響聲，無法正常工作，只得更換螺筒與螺桿。這種現(xiàn)象的發(fā)生，分析起來盡管和制造廠家采用的鋼材和熱處理方法不當有密切的關(guān)系，但其重要要的一點原因也是因擠出溫度設(shè)定過低，致使這些部位的剪切作用比較強而加劇磨損所致。給料段

14、采用較高設(shè)定溫度不僅有利于物料熔化，而且可以充分利用外熱來減少剪切作用對擠出機的磨損。大量實踐證明，在給料、擠出速度和計量段設(shè)定溫度不變前提下，適當提高給料段的設(shè)定溫度，可有效降低計量段顯示溫度與設(shè)定溫度之間的溫差，充分說明給料段溫度在一定程度上發(fā)揮著調(diào)整剪切熱的作用。4.2.壓縮段溫度：物料進入剪切作用較大的壓縮段，在螺桿剪切力作用下，升溫較快。設(shè)定溫度高一些，有助于降低物料粘度，加快流動性，同給料段一樣，可以減少剪切熱的危害。4.3