pvc擠出工藝溫度的設定與優(yōu)化

1、PVC擠出工藝溫度的設定與優(yōu)化擠出工藝溫度的設定與優(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，結合公司20來年的PVCU產品擠出生產的經驗，對擠塑工藝溫度的設定和優(yōu)化進行了大膽的探索和實踐。在塑料擠出行業(yè)與PVC擠出相關的技術文獻中，有關錐形雙螺桿擠出機工藝溫度設定和控制，基本有兩種思路.一緒言緒言在塑料擠出行業(yè)與PVC擠出相關的技術文獻中，有關錐形雙螺桿擠

2、出機工藝溫度設定和控制，基本有兩種思路：一種是低溫工藝，溫度設定大致在165℃～175℃左右一種是常溫工藝。溫度設定大致在175℃一185℃左右在溫度設定趨勢上，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。在公司不同的產品系列上還有螺筒溫度設在200℃以上的超高溫度工藝(我公司穿線管生產屬此情況)，和螺筒溫度設150℃左右的超低溫度工藝(我

3、公司部分螺桿、螺筒臨近報廢的設備)。不能說采取這些工藝都能生產出質量達標的產品，但其中一些完全不同的工藝卻能生產出同樣質量達標的產品，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的科學、合理的工藝溫度設定方法。實際上，我國擠出機制造行業(yè)經過多年來的發(fā)展，無論在螺桿結構壓力配置，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“擠出工藝應當和擠出機相適應”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，為公司擠出生產過程的三統(tǒng)一(設備統(tǒng)一、模具統(tǒng)一、配方統(tǒng)一)打下良好的基礎。從而實現(xiàn)提高制品質量，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過程實踐總結如下。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，首先應當了解與掌握設定工藝溫度的基準。大量生產實踐證明，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)經高彈態(tài)向粘流態(tài)轉化。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，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，以排氣孔為界，劃分為兩個相對獨立又相互關聯(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成。在這里大家首先應清楚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生的內熱。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)設計超常規(guī)的擠出模具，也會產生內熱)有內熱存在，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(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)關系，加上熱電偶安裝位置的關系，顯示溫度僅能部分反映物料溫度，只是設定溫度的依據(jù)和基準。下面具體說下各段的溫度設置機理與重點。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)的轉化過程，要求基本呈“橘皮狀”，沒有粉狀物質存在，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，設定溫度應盡量高一些，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“粘壁”，設定溫度也不宜過高，應以顯示溫度185℃以上為宜。雖然給料段設定溫度低一些，比如溫度設定為170℃左右甚至更低，也能生產出內在質量達標的產品。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備維護中觀察發(fā)現(xiàn)，僅經過一兩年(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)，如對間隙進行調整，又會因螺桿與螺筒局部尖點摩擦，制品出現(xiàn)黑線和設備發(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系，但其重要要的一點原因也是因擠出溫度設定過低，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定溫度不變前提下，適當提高給料段的設定溫度，可有效降低計量段顯示溫度與設定溫度之間的溫差，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