Problèmes et solutions dans l'extrusion du plastique

Problèmes et solutions dans l'extrusion du plastique

Section 1 Principes de base de l'extrusion du plastique
L'industrie de la transformation des matières plastiques est une industrie-technologique très complète. Cela implique la chimie des polymères, la physique des polymères, la théorie des interfaces, les machines plastiques, les moules de traitement du plastique, les principes de conception de formules et le contrôle des processus, etc. La théorie de l'extrusion étudie principalement le mouvement et les règles changeantes des plastiques dans l'extrudeuse. Le plastique dans l'extrudeuse est soumis à une certaine force externe et à la relation entre les trois états physiques du haut polymère dans différentes plages de température, la structure de la vis, les propriétés du plastique et les conditions de traitement. Afin d'effectuer un contrôle raisonnable des processus. Afin d'atteindre l'objectif d'améliorer la production et la qualité des produits en plastique. Lorsque des matériaux polymères plastiques sont chauffés sous pression constante, ils apparaissent dans trois états physiques : état de verre, état hautement élastique et état de fluide visqueux dans différentes plages de température. Généralement, la température de moulage du plastique est supérieure à la température d'écoulement visqueux.

Section 2 Contrôle du processus d'extrusion de tuyaux en polyoléfine
Les paramètres de contrôle du processus de moulage par extrusion comprennent la température de moulage, la pression de travail de l'extrudeuse, la vitesse de la vis, la vitesse d'extrusion et la vitesse de traction, la vitesse d'alimentation, le refroidissement et le réglage, etc.

1. Prétraitement des matières premières
Les polyoléfines sont des matériaux non-absorbants et ont généralement une faible teneur en humidité, ce qui est suffisant pour l'extrusion, mais lorsque les polyoléfines contiennent des pigments absorbant l'eau-, tels que le noir de carbone, elles sont sensibles à l'humidité. De plus, lors de l’utilisation de matériaux et de charges recyclés, la teneur en eau augmentera. L'humidité provoque non seulement une rugosité sur les surfaces intérieures et extérieures du tuyau, mais peut également provoquer l'apparition de bulles d'air dans la matière fondue. Les matières premières doivent généralement être prétraitées. Un traitement de séchage est généralement utilisé et des additifs correspondants ayant une fonction de déshumidification peuvent également être ajoutés. Tels que les antimousses, etc. La température de séchage du PE est généralement de 60 à 90 degrés. A cette température, le rendement peut être augmenté de 10 % - 25 %.

2. contrôle de la température
La température de moulage par extrusion est une condition nécessaire pour favoriser la plastification du matériau de moulage et l'écoulement de la matière plastique fondue. Elle a un impact très important sur la plastification des matériaux ainsi que sur la qualité et le rendement des produits. La fenêtre de température théorique pour l’extrusion du plastique se situe entre la température d’écoulement visqueux et la température de dégradation. La plage de température est plus large pour les polyoléfines. Habituellement, il peut être traité au-dessus du point de fusion et en dessous de 280 degrés. Pour contrôler correctement la température de moulage par extrusion, il est nécessaire de comprendre la relation entre la limite de température du matériau traité et ses propriétés physiques. Ce n'est qu'en découvrant ses caractéristiques et ses règles qu'une meilleure plage de température peut être sélectionnée pour le moulage par extrusion. Par conséquent, les aspects suivants doivent être pris en compte lors du réglage de la température de chaque section : Premièrement, les propriétés du polymère lui-même, telles que le point de fusion, la taille et la distribution du poids moléculaire, l'indice de fluidité, etc. Ensuite, considérez les performances de l'appareil. Pour certains équipements, la température de la section d'alimentation a une grande influence sur le courant de l'hôte. Encore une fois, en observant si la surface de l'ébauche de tube extrudée par la tête de filière de tube est lisse. S'il y a des bulles et d'autres phénomènes à juger.

La température d'extrusion comprend la température de réglage du chauffage et la température de fusion. La température de chauffage fait référence à la température fournie par le chauffage externe. La température de fusion fait référence à la température du matériau entre la partie avant de la vis et la connexion entre la tête de la machine.

La répartition de la température du fût depuis la zone d'alimentation jusqu'à la filière peut être plate, croissante, décroissante et mixte. Cela dépend principalement du point matériau et de la structure de l'extrudeuse.

Pour régler la température de la tête de la machine, afin d'obtenir une meilleure apparence et des propriétés mécaniques, et de réduire l'expansion de la sortie de fusion, la température du corps de la machine est généralement contrôlée pour être basse et la température de la tête de la machine est élevée. La température élevée de la tête de la machine peut permettre au matériau d'entrer dans le moule en douceur, mais la stabilité de la forme du produit extrudé est mauvaise et le taux de retrait augmente. Si la température de la tête de la machine est basse, le plastique du matériau sera médiocre, la viscosité de la masse fondue sera élevée et la pression de la tête de la machine augmentera. Bien que cela rende le produit trop dense, le taux de post-retrait est faible et la stabilité de la forme du produit est bonne, mais le traitement est plus difficile, l'expansion du démoulage est importante et la surface du produit est rugueuse. Cela entraînera également une augmentation de la contre-pression de l'extrudeuse, une charge importante sur l'équipement et une augmentation de la consommation d'énergie. La température de prise de la filière, la température de la filière et du moule à noyau ont un impact sur l'état de surface du tube. Dans une certaine plage, plus la température de la matrice et du noyau du moule est élevée, plus la finition de surface du tuyau est élevée. D'une manière générale, la température à la sortie de la filière ne doit pas dépasser 220 degrés, la température de fusion à l'entrée de la tête doit être de 200 degrés et la différence de température entre l'entrée de la tête et la sortie de la fonte ne doit pas dépasser 20 degrés. Parce que la différence de température plus élevée entre la fonte et le métal entraînera un phénomène de peau de requin. Des températures de fusion trop élevées conduisent à des dépôts dans la matrice. Mais cela doit être décidé en fonction de la situation réelle. La température de fusion fait référence à la température réelle de la fusion mesurée à l'extrémité de la vis et constitue donc la variable dépendante. Cela dépend principalement de la vitesse de la vis et de la température de réglage du canon. La limite supérieure de la température de fusion pour l’extrusion de tuyaux en polyéthylène est généralement fixée à 230 degrés. Généralement, il est préférable de le contrôler à environ 200 degrés. La limite supérieure de la température de fusion pour l'extrusion de tuyaux en polypropylène est généralement de 240 degrés. La température de fusion ne doit pas être trop élevée. Généralement, la dégradation des matériaux est prise en compte, et en même temps, une température trop élevée rendra difficile la mise en forme du tuyau.

3. Contrôle de la pression
Le paramètre de pression le plus important dans le processus d’extrusion est la pression de fusion, c’est-à-dire la pression de tête. D'une manière générale, l'augmentation de la pression de fusion réduira le rendement de l'extrudeuse et augmentera la compacité du produit, ce qui favorise l'amélioration de la qualité du produit. Mais trop de pression peut entraîner des problèmes de sécurité. La pression de fusion est liée aux propriétés des matières premières, à la structure de la vis, à la vitesse de la vis, à la température du processus, au nombre de mailles du tamis filtrant, à la plaque perforée et à d'autres facteurs. La pression de fusion est généralement contrôlée entre 10 et 30 MPa.

4. réglage du vide
Le réglage du vide contrôle principalement deux paramètres : le degré de vide et la vitesse de refroidissement. Habituellement, dans le but de satisfaire la qualité d'apparence du tuyau, le degré de vide doit être aussi faible que possible, de sorte que la contrainte interne du tuyau soit faible et que la déformation du produit pendant le stockage soit faible.

5. rafraîchissez-vous
La température requise pour l'eau de refroidissement lors du moulage par extrusion de tuyaux en polyéthylène est généralement faible, généralement inférieure à 20 degrés. Lors de la production de tuyaux PPR, la température dans la première étape peut être légèrement plus élevée et la température dans la dernière étape peut être plus basse, formant ainsi un gradient de température. Il est également très important d’ajuster le débit d’eau de refroidissement. Si le débit est trop important, la surface du tuyau sera rugueuse, entraînant des taches et des creux. Si le débit est trop faible, il y aura des points lumineux sur la surface du tuyau qui seront faciles à briser, comme une distribution inégale, une épaisseur de paroi inégale du tuyau ou une ellipse.

6. Vitesse de vis et vitesse d'extrusion
La vitesse des vis est un paramètre important pour contrôler le taux d’extrusion, le rendement et la qualité du produit. La vitesse de l'extrudeuse à vis unique- augmente et le rendement augmente. À mesure que le taux de cisaillement augmente, la viscosité apparente de la masse fondue diminue. Il est propice à l’homogénéisation des matériaux. Dans le même temps, grâce à une bonne plastification, la force entre les molécules est augmentée et la résistance mécanique est améliorée. Cependant, la vitesse de la vis est trop élevée, la charge du moteur est trop importante, la pression de fusion est trop élevée, le taux de cisaillement est trop élevé, l'expansion de la filière est augmentée, la surface est détériorée et le volume d'extrusion est instable.

7. vitesse de traction
La vitesse de traction affecte directement l’épaisseur de la paroi du produit, la tolérance dimensionnelle, les performances et l’apparence. Le rapport de vitesse de traction doit être stable et la vitesse de traction doit correspondre à la vitesse d'extrusion du tuyau. Le rapport entre la vitesse de traction et la vitesse de la ligne d'extrusion reflète le degré d'orientation qui peut se produire dans le produit. Ce rapport est appelé rapport d'étirement, et sa valeur doit être égale ou supérieure à 1. Lorsque la vitesse de traction augmente et que les conditions de température de refroidissement et de prise restent inchangées, la vitesse de traction est rapide. , le produit reste dans le manchon de dimensionnement et le réservoir d'eau de refroidissement pendant une période relativement courte, et il restera plus de chaleur à l'intérieur du produit après refroidissement et mise en forme, ce qui entraînera la formation de la structure d'orientation du produit pendant le processus de traction. , entraînant une réduction du degré d'orientation du produit. Plus la vitesse de traction est rapide, plus l'épaisseur de paroi du tuyau est fine et plus le taux de retrait du produit refroidi dans le sens longitudinal est élevé. Plus la vitesse de traction est lente, plus l'épaisseur de paroi du tuyau est épaisse, plus il est facile de provoquer une accumulation de matière entre la filière et le manchon de calibrage. Perturber la production normale d’extrusion. Par conséquent, la vitesse d’extrusion et la vitesse de traction doivent être bien contrôlées lors du moulage par extrusion.

8. Contrôle qualité en ligne-et post-traitement des tuyaux
La polyoléfine est un polymère cristallin et il existe un écart entre les performances du tuyau juste à la sortie de la ligne et la taille et les performances du produit du tuyau lorsqu'il est livré. Les principales raisons sont les suivantes : premièrement, la cristallisation se produit pendant le processus de refroidissement de la masse fondue de polyoléfine, et la cristallinité et la forme cristalline sont liées à la température, à l'historique thermique et à la durée de stockage. Deuxièmement, la température du tuyau juste à la sortie de la chaîne de montage est généralement supérieure à la température normale. Troisièmement, la contrainte interne du tuyau juste à la sortie de la chaîne de montage est relativement importante. Afin d'obtenir des performances et une stabilité dimensionnelle, les tuyaux généraux en polyéthylène doivent être mis hors ligne-pendant 24 heures, et les tuyaux en polypropylène doivent être placés pendant 48 heures avant d'effectuer des tests de performance conformément aux normes correspondantes.

Section 3 Problèmes courants et solutions dans la production de tuyaux en polyoléfine
Les fusions de polyoléfines sont viscoélastiques. Deux phénomènes apparaissent souvent lors du traitement, à savoir le gonflement de la filière et la rupture à l'état fondu. Ici, cela ne sera pas expliqué en détail. Les anomalies courantes dans la production de tuyaux, leurs causes et méthodes de traitement sont répertoriées ci-dessous.

Causes des conditions anormales Solutions recommandées
1. humidité des matières premières
2. La température de fusion ne convient pas
3. Le matériau fondu extrudé par l'extrudeuse est inégal
4. La manche de dimensionnement est trop courte
5. La section de formage est trop courte
1. Prétraitement des matières premières
2. Ajustez la température
3. Augmentez la contre-pression, utilisez un filtre plus fin et concevez une structure de vis appropriée
4. Manchon de dimensionnement étendu
5. Section de formage étendue. le

taches de surface
1. Il y a de l'humidité dans la matière première
2. Bulles dans les tuyaux de l’évier
1. Matières premières sèches
2. Éliminez les bulles d'air. Ajustez la température du processus. le

La surface extérieure est un bloc brillant et transparent (communément appelé eye clear)
1. La température de la tête est trop élevée
2. L'eau de refroidissement est trop petite ou insuffisante, ou inégale
1. Réduisez la température de la tête de la machine
2. Ouvrez l'eau de refroidissement ou nettoyez le manchon de dimensionnement.
Marquages ​​réguliers sur la surface extérieure lisse du tuyau Le tuyau a tendance à adhérer au manchon de dimensionnement Augmenter le débit d'eau de refroidissement pour nettoyer le cours d'eau ou réduire la vitesse

Ondulation profonde sur la surface extérieure du tuyau. La matrice du manchon de calibrage n'est pas centrée. Centrez-le et gardez la boîte de dimensionnement et la matrice sur le même axe.
Surface intérieure rugueuse
1. matière première humide
2. Faible température du moule à noyau
3. L'écart entre la matrice et le mandrin est trop grand. le
4. La section de façonnage est trop courte
1. Séchage des matières premières ou prétraitement
2. Augmentez la température ou prolongez le temps de maintien
3. Changement du mandrin
4. Passez à une matrice avec une section de mise en forme plus longue

paroi intérieure de tuyau ondulé
1. La sortie de l'extrudeuse change et l'alimentation est instable
2. Glissement de traction
3. Refroidissement inégal des tuyaux
1. Réduisez la température dans la zone d’alimentation des vis. le
2. Réglez la pression de l'air de traction. le
3. Ajustez la voie navigable

Il y a des trous sur la paroi intérieure du tuyau
1. Humidité élevée des matières premières
2. Mauvaise dispersibilité des charges sans plastification, impuretés
1. Préchauffage et séchage des matières premières
2. Ravitaillement, réglage de la température, nettoyage des matières premières
Il y a des particules de coke sur la paroi interne du tube
1. La paroi intérieure de la tête de l'extrudeuse et de la filière n'est pas propre
2. La température locale est trop élevée
3. Les dépôts de matrice sont sérieux
1. Moule transparent
2. Vérifiez si le thermocouple est normal. le
3. Videz le moule et abaissez la température de la matrice de manière appropriée
Modifications du diamètre extérieur ou de l'épaisseur de la paroi à tout moment
1. Variation de la vitesse d'extrusion
2. Modifications de la vitesse de traction ou glissement
3. Alimentation instable (taille de particule de retour inégale)​​
4. Instabilité de fusion
5. Refroidissement inégal
1. Vérifiez le tracteur
2. Augmentez correctement la pression
3. Criblage ou granulation des matières premières
4. Augmenter la température du matériau, diminuer la vitesse de ligne, augmenter l'écart entre les matrices
5. Nettoyer les cours d’eau
Épaisseur de paroi de tuyau inégale
1. Le dé n'est pas centré
2. Température de matrice inégale
3. Tracteur, manchon de dimensionnement, matrice non alignée
4. La distance entre le manchon de dimensionnement et la matrice est trop grande
1. Ajuster la concentricité de la matrice
2. ajustez la température
3. rester sur le même axe
4. raccourcir la distance
Mauvaise soudure
1. La section de formage est trop courte
2. Faible température de fusion
3. Dispersion du plastique dans la filière
4. Structure de tête de machine déraisonnable
1. Utilisez une section de formage plus longue
2. Augmenter la température du matériau
3. Nettoyer la tête de filière
4. Remplacement ou modernisation

Perçage de dommages prématurés au tuyau
1. Ampoule
2. bulle
3. Impuretés
4. Mauvaise dispersion des pigments ou des charges
1. Matières premières sèches
2. Déshumidification ou température plus basse
3. Nettoyez les ingrédients ou utilisez une passoire
4. Ajustez la température ou remplacez les matières premières
Rupture fragile d'une défaillance prématurée du tuyau
1. Basse température du matériau
2. La température est trop élevée, la matière première se décompose
1. Augmenter la température du matériau
2. Nettoyez le moule et baissez la température
fissuration des tuyaux
1. Faible température de tête, vitesse d'extrusion rapide
2. L'eau de refroidissement est trop grande
1. chauffer, ralentir
2. Réduisez le débit d’eau de refroidissement
La rondeur du tuyau n'est pas bonne, et il est plié
1. La position centrale de la matrice et de la matrice n'est pas correcte
2. Température inégale autour de la tête de la machine
3. L'eau de refroidissement est trop proche de la filière
4. La force de pulvérisation d'eau de refroidissement est trop importante
5. Le jet d’eau de refroidissement est trop petit
6. Le niveau d’eau est trop élevé
7. La pression du tracteur est trop élevée
1. Ajuster la concentricité
2. ajustez la température
3. Ajustez la position de l'eau de refroidissement
4. Ajustez l'angle de la buse
5. Nettoyer les cours d’eau
6. Drainage
7. Ajustez la pression atmosphérique