原料本身質(zhì)量差,黑點(diǎn)偏多;
螺桿局部過熱,造成物料炭化加重,炭化物被帶到料條中,造成給點(diǎn)偏多;
螺桿局部剪切太強(qiáng),造成物料炭化加重,炭化物被帶到料條中,造成黑點(diǎn)偏多;
機(jī)頭壓力太大(包括堵塞、濾網(wǎng)太多、機(jī)頭溫度太低等),回流料太多,物料炭化加重,炭化物被帶到料條中,造成給點(diǎn)偏多;
機(jī)臺(tái)使用年限偏長,螺桿與機(jī)筒間隙增加,機(jī)筒壁粘附炭化物增多,隨擠出時(shí)間推移,被逐步帶到料條中,造成黑點(diǎn)偏多;
自然排氣口和真空排氣口長時(shí)間不清理,堆積的炭化物增多,隨后期連續(xù)擠出被帶到料條中,造成給點(diǎn)偏多;
外部環(huán)境或人為造成其他雜質(zhì)混入,造成黑點(diǎn)偏多;
口模(包括出料口和內(nèi)部死角)清理不干凈,造成黑點(diǎn)偏多;
出料口不夠光滑(如,一些淺槽及坑洼等),長時(shí)間可能積存物料,隨擠出時(shí)間推移,被逐漸炭化,再被帶到料條中,造成黑點(diǎn)偏多;
部分螺紋原件損壞(缺角、磨損等形成死角),造成死角處的物料炭化加重,在后續(xù)連續(xù)擠出過程中,被逐步帶出到料條,造成黑點(diǎn)偏多;
自然排氣和真空排氣不暢,造成螺桿內(nèi)物料炭化,造成黑點(diǎn)偏多。
斷條產(chǎn)生原不足:
增加濾網(wǎng)目數(shù)或張數(shù);
適當(dāng)調(diào)低主機(jī)轉(zhuǎn)速或調(diào)高喂料轉(zhuǎn)速;
適當(dāng)降低擠出加工溫度(機(jī)頭或其他各區(qū))。
外部雜質(zhì):
檢查混料和放料各環(huán)節(jié)的設(shè)備死角是否清理干凈及是否有雜質(zhì)混入;
盡量少加破碎料或人工對(duì)破碎料進(jìn)行初篩,除去雜質(zhì);
增加濾網(wǎng)目數(shù)及張數(shù);
盡量蓋住可能有雜物掉落的孔洞(實(shí)蓋或網(wǎng)蓋)。
內(nèi)部雜質(zhì):
機(jī)頭壓力太高(包括口模堵塞、濾網(wǎng)太多、機(jī)頭溫度太低等),造成回流增加而導(dǎo)致炭化加重,炭化物被帶出到料條中,在牽引力作用下,造成斷條;
擠出機(jī)局部過熱,造成炭化加重,炭化物被帶出到料條,在牽引力作用下,造成斷條;
螺桿剪切局部太強(qiáng),造成物料局部炭化加重,炭化物被帶出到料條,在牽引力作用下,造成斷條;
機(jī)器使用年限長,螺桿和機(jī)筒磨損,縫隙增大,回流增加,機(jī)筒壁粘附的炭化物增加,隨擠出時(shí)間延長,炭化物逐步被帶出到料條,在牽引力作用下,造成斷條;
真空或自然排氣口(此處包括墊片和死角)長時(shí)間不清理,存在的炭化物被帶到料條,在牽引力作用下,造成斷條;
機(jī)頭口模(此處包括出料口和機(jī)頭內(nèi)部死角)未清理干凈,口模里面含有炭化物或雜質(zhì)被帶到料條,在牽引力作用下,造成斷條;
更換濾網(wǎng)的時(shí)間間隔太長,濾網(wǎng)被堵住,物料出不來,造成斷條。
物料塑化不良:
擠出溫度偏低或螺桿剪切太弱,物料未充分塑化,出現(xiàn)料疙瘩,在牽引力作用下,造成斷條;
配方體系中低熔點(diǎn)助劑(包括EBS或PETS等),在螺桿剪切弱或螺桿與機(jī)筒間隙增大及剪切偏弱的前提下,造成塑化不良,造成斷條。
原料物性變化:
共混組分在同一溫度,流動(dòng)性存在太大差異,由于流動(dòng)性不匹配或未完全相容(包括物理纏結(jié)和化學(xué)反應(yīng)),理論上講這種叫“相分離”,“相分離”一般在共混擠出不會(huì)出現(xiàn),較多出現(xiàn)在注塑過程中,但如果MFR相差太大,在螺桿相對(duì)剪切較弱的前提下,可能出現(xiàn)斷條;
共混組分黏度變化:對(duì)同一材料而言,如果MFR減小,硬度、剛性和缺口變大,有可能該批料的分子量較之前有所偏大,造成黏度變大,在原有的加工溫度和工藝作用下,造成塑化不良,此時(shí)提高擠出溫度或降低主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速可解決。
料條困汽或排氣不暢:
加工溫度太高或螺桿局部剪切太強(qiáng)或螺桿局部過熱,造成某些阻燃劑等助劑的分解,釋放出氣體,真空未及時(shí)將氣體抽出,氣體困在料條里面,在牽引力作用下,造成斷條;
物料受潮嚴(yán)重,加工水汽未及時(shí)經(jīng)過自然排氣和真空排除,汽體困在料條,在牽引力作用下,造成斷條;
自然排氣或真空排氣不暢(包括堵塞、漏氣、墊片太高等),造成有氣(或汽)困在料條里,在牽引力作用下,造成斷條。
物料剛性大、水冷或過水多、牽引不匹配:
物料剛性太大,水溫太低,過水太多,機(jī)頭的出料很軟,過水則立刻變得非常硬,在牽引力不匹配的作用下,造成斷條——這種現(xiàn)象常出現(xiàn)在PBT或PET加纖、PC加纖、AS加纖、ABS加纖等結(jié)晶速度非常快或剛性非常大的料,尤其是小機(jī)做實(shí)驗(yàn)較嚴(yán)重,此時(shí)提高水溫、降低過水量,讓進(jìn)入切粒機(jī)的料條保持一定柔軟度,可解決。
濾網(wǎng)目數(shù)過低或張數(shù)不夠:
這種現(xiàn)象常出現(xiàn)在上述機(jī)頭壓力不足、外部雜質(zhì)和內(nèi)部雜質(zhì)的時(shí)候。
連粒問題:
相互粘連的一系列粒料,通常被稱為雙聯(lián)或粒鏈。
其產(chǎn)生的原因可能是加工水溫過高或水流速度太低。
連粒是指一系列粒子彼此相連的情形,即在某些情況下,粒子之間通過薄膜端面對(duì)端面或者以切向的方式連接在一起。在加工過程中,幾個(gè)工藝問題可能獨(dú)自或共同導(dǎo)致此種現(xiàn)象的發(fā)生。例如,加工水太熱就是造成連粒的一個(gè)原因,在此情況下,應(yīng)該降低水溫以給予粒子表面足夠的淬冷;另外,水流速度過低也是引起連粒的一個(gè)原因,它會(huì)導(dǎo)致粒子切粒室速度減慢,進(jìn)而出現(xiàn)粒子團(tuán)聚。此外,如果模頭的孔眼距離過近,在加工過程中出口膨脹將會(huì)造成粒子觸碰,其解決方法就是采用大間距、孔數(shù)少的模頭替換現(xiàn)有模頭。
拖尾問題:
所謂拖尾,就是粒子邊緣有些突出,切割邊緣就像曲棍球桿的形狀,它看起來像一個(gè)位于切口底部的污染物或者撕扯物。其產(chǎn)生的原因是,切割裝置在此處沒能進(jìn)行干脆利落的切割。一般情況下,從線料切粒機(jī)出來的正確切割粒子應(yīng)該是一個(gè)直角圓柱體,從水下切粒機(jī)出來的正確切粒應(yīng)該是一個(gè)近乎完美的球形。
通常,不容易出現(xiàn)料末的材料也會(huì)因?yàn)橥衔捕a(chǎn)生料末。假定所有的加工參數(shù)都經(jīng)過了檢查,拖尾一般可能被診斷為切割問題。對(duì)于線料切粒生產(chǎn)線而言,其解決方法是更換滾刀與底刀以提供嶄新且鋒利的切刃;或按照制造商手冊(cè)規(guī)定的數(shù)值重新確定設(shè)備間距。對(duì)于水下切粒線而言,需要檢查模板與刀刃,以確保沒有刻痕,因?yàn)榭毯酆蜏喜鄢3R鹜衔病?
粉末問題:
對(duì)于許多結(jié)晶性材料而言,如通用聚苯乙烯,料末似乎是一種常見且特有的危害。它們之所以成為加工商需要面對(duì)的問題,是因?yàn)樗鼈儠?huì)改變材料的體積密度,在擠出機(jī)機(jī)筒中降解或燒焦,為輸送過程帶來麻煩。樹脂生產(chǎn)商的主要目標(biāo)是生產(chǎn)均一的粒形,即具有既定的長度和直徑,沒有來自料末或外來物質(zhì)的污染。
針對(duì)此問題,可通過調(diào)節(jié)設(shè)備并控制一些重要的工藝參數(shù),達(dá)到減輕料末的目的。當(dāng)進(jìn)入切刀時(shí),線料生產(chǎn)線的溫度應(yīng)盡可能接近材料的維卡軟化點(diǎn),以確保線料盡可能受到熱切,從而避免破裂。
針對(duì)特定的聚合物,選擇帶有適當(dāng)切粒角度的滾刀,在減少料末方面發(fā)揮著重要作用。對(duì)于未填充聚合物,應(yīng)盡量使用司太立合金鋼(Stellite)或工具鋼滾刀,并使?jié)L刀和底刀刀口保持鋒利,以避免弄碎聚合物。對(duì)于切粒之后的后續(xù)設(shè)備,無論加壓還是真空設(shè)備,都要避免裹入空氣。
對(duì)于水下切粒線,要確保在加工過程中保持足夠的頂住模面的刀壓,并適當(dāng)調(diào)節(jié)切粒后的停留時(shí)間,以確保粒子進(jìn)入干燥機(jī)時(shí)是熱的。
底刀破裂問題:
切粒設(shè)備的底刀是一種堅(jiān)硬的碳化鋼片,在其適當(dāng)位置上焊有因瓦合金,能使它通過螺紋安裝到支架上。通常,底刀的刀刃轉(zhuǎn)動(dòng)后就會(huì)出現(xiàn)底刀破裂的現(xiàn)象,對(duì)此,可采取適當(dāng)措施來避免這種問題,在此過程中需要仔細(xì)遵照制造商設(shè)備手冊(cè)上推薦的辦法進(jìn)行。在此,需要特別強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是,有螺紋的因瓦合金芯棒是通過銀焊固定到位的,它有一個(gè)剪切限制,容易在安裝時(shí)被過大的轉(zhuǎn)矩破壞。另外,在旋轉(zhuǎn)或安裝中,破裂的底刀易發(fā)生移位,并會(huì)在切粒機(jī)中飛散,破壞滾刀的刀刃,提高維修費(fèi)用。
線料漂移問題:
線料漂移是線料在喂入平臺(tái)上存在的向一邊集束的傾向狀態(tài),它會(huì)引起料粒質(zhì)量變差、存在細(xì)長條和加工紊亂等問題。如果切粒機(jī)切割平面沒有平行于擠出機(jī)擠條模板,那么線料將會(huì)出現(xiàn)向左邊或右邊擁擠的趨勢(shì),最終導(dǎo)致線料漂移。另外,造成線料漂移的其他原因還包括下喂入輥與刮刀的間隙不恒定、下喂入輥的直徑不一致等。
線性控制問題:
細(xì)長條是切粒機(jī)生產(chǎn)出的一類非正常的產(chǎn)品,顧名思義,其長度比常規(guī)粒子尺寸長,長出的尺寸通常在幾英寸范圍內(nèi)變動(dòng)。細(xì)長條(也稱為斜角切割粒子)的出現(xiàn)表明線料喂入滾刀時(shí)的線料姿態(tài)控制不好,具體而言是由于線料在喂入滾刀時(shí)并非處于垂直角度,因此在切割時(shí),線料末端將出現(xiàn)一個(gè)傾斜角度。
喂入輥(咬入點(diǎn))和滾刀(切割點(diǎn))之間的距離稱為壓進(jìn)距離,在這個(gè)跨度上沒有任何東西用以控制線料。切粒機(jī)不同于木板刨床,如果喂入輥安裝不正,或者工況差,那么塑料線料將不會(huì)以垂直于切割面的角度喂入到切割裝置中,如此一來,線料開始彼此交叉,引起切割質(zhì)量的進(jìn)一步惡化,最終產(chǎn)生嚴(yán)重問題。交叉的線料將迫使兩個(gè)喂入輥彼此分開,使線料失去張力,進(jìn)而導(dǎo)致線料暫時(shí)垂落,使線料偏向喂入輥的兩邊。出現(xiàn)上述問題的預(yù)警信號(hào)是,上喂入輥處于糟糕的工況,存在溝槽、裂紋或者變色(老化或熱導(dǎo)致的硬化)等現(xiàn)象。
其他線料控制方面的常見問題還包括:下喂入輥磨損,這將引起牽引力的損失;不正確的線料淬火工藝,這將會(huì)導(dǎo)致線料象蛇一樣劇烈彎曲;還有磨損的線料模板,它將產(chǎn)生各種直徑不同的線料。不僅如此,制造商們還要警惕極端磨損的滾刀和頂住線料的底刀,因?yàn)榈椎敦?fù)責(zé)把線料推到切割點(diǎn),防止切刀在超高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn),因?yàn)檫@種超高轉(zhuǎn)速會(huì)引起線料搖擺。
在水下切粒系統(tǒng)中,細(xì)長條產(chǎn)生的主要原因是由于喂入速度與切刀速度不匹配,在此情況下,需要增加切刀速度來匹配喂入速度,或者減小喂入速度來匹配切刀速度。另外,在加工過程中還要確保切割刀頭上有足夠的刀片,以保證粒子具有正確的幾何形狀,并檢查是否有??装l(fā)生聚合物料流的慢動(dòng)或阻塞。
排氣不良:
排氣(或汽)不暢:由于自然排氣或真空排氣不暢(可能材料自身水汽太重,也可能阻燃劑等助劑分解,還有可能真空堵塞或真空太小或漏氣或真空墊片墊得太高等原因),造成顆粒中存在氣(汽)體,形成空心。
塑化不良:
加工溫度偏低,物料未完全塑化,輕者(小孔)造成顆粒空心,重者(大孔)造成斷條;
低熔點(diǎn)助劑(包括EBS或PETS)太多,在螺桿剪切偏弱(例如,2號(hào)線生產(chǎn)普通ABS,EBS不能太多,太多出現(xiàn)“氣孔”)前提下,造成物料塑化不良,形成空心;
低熔點(diǎn)助劑(包括EBS或PETS)太多,在螺桿與機(jī)筒間隙增大(例如,1號(hào)線生產(chǎn)普通ABS,有時(shí)候EBS也不能太多,太多出現(xiàn)“氣孔”)或螺桿剪切偏弱前提下,造成塑化不良,形成空心。
水溫太低:冷卻水溫太低,物料遇水收縮,造成收縮孔,例如做PP類產(chǎn)品——此類現(xiàn)象主要針對(duì)結(jié)晶類塑料;一般情況下,結(jié)晶類塑料(如PP、PA、PBT等)宜采用低水溫,非結(jié)晶類塑料(如ABS、PC/ABS、HIPS等)采用高水溫。
收縮空隙問題:
收縮空隙的存在說明線料回縮不恰當(dāng)。
收縮空隙和空心粒料表明線料的回火不恰當(dāng)。收縮空隙輕微時(shí)可能只是粒子端面上的一個(gè)小坑,而嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生空心粒子,就像調(diào)酒棒一樣,這種現(xiàn)象出現(xiàn)的情況是,線料的芯部溫度接近熔融狀態(tài),且線料被切粒后馬上收縮。
而得到正確回火的線料,其界面的溫度梯度會(huì)保持恒定,且其被切割時(shí)對(duì)冷卻介質(zhì)(空氣或水)沒有響應(yīng)。
收縮空隙出現(xiàn)的具體原因是,當(dāng)加工水對(duì)特定的聚合物太冷時(shí),線料的外表層冷凍住,產(chǎn)生了一個(gè)硬殼,而把熱量留在了線料芯部;另外,線料在空氣或水中沒有足夠的浸泡時(shí)間,導(dǎo)致線料芯部的熱量不能轉(zhuǎn)移到線料表面,從而無法進(jìn)行良好的截面冷卻。
水下切粒生產(chǎn)的粒子,由于熔體中存在被困的揮發(fā)物,也會(huì)出現(xiàn)收縮空隙,一種有效的預(yù)防措施是檢查擠出機(jī)上的真空孔。
自然排氣口冒料:
喂料轉(zhuǎn)速與主機(jī)轉(zhuǎn)速不匹配,適當(dāng)降低喂料轉(zhuǎn)速或提高主機(jī)轉(zhuǎn)速;
加料段到自然排氣口所含區(qū)域的溫度太低,物料沒塑化,在螺桿擠壓作用下,造成冒生料;
自然排氣口附近溫度太高,物料黏度嚴(yán)重下降,此段螺桿打滑,物料不能及時(shí)被輸送至前段,在后續(xù)的料流擠壓作用下,造成冒熟料;
螺桿的自然排氣口位置與機(jī)筒的自然排氣口位置不相匹配,造成冒料;
此處未設(shè)置反向輸送元件或反向嚙合塊,不能降低自然排氣口螺槽壓力,在后續(xù)料流擠壓作用下,造成冒料。
真空冒料:
真空抽力太大,把物料吸進(jìn)真空管道,造成冒料;
螺桿真空位沒有設(shè)置反向輸送元件或反向嚙合塊,不能降低真空段螺槽壓力,在抽真空作用下,造成冒料;
真空段溫度太高,物料黏度嚴(yán)重下降,此段螺桿打滑,物料不能及時(shí)輸送至前段,在真空抽力作用下,造成冒料;
擠出加工溫度太低,物料未塑化或阻燃劑等助劑未得到在樹脂中得充分分散,在真空抽力作用下,造成冒料;
螺桿組合也合理,位置也匹配,溫度以及主機(jī)和喂料轉(zhuǎn)速也匹配的前提下,真空墊片偏低,在料流擠壓和真空抽力作用下,造成冒料;
機(jī)頭壓力太大(原因包括:口模堵塞、過濾網(wǎng)太多、機(jī)頭溫度太低等),造成回流增加,在真空抽力作用下,造成冒料。
填料太多、吸潮、團(tuán)聚,造成混合料與料斗壁摩擦增大,添加“白油”等液態(tài)外潤滑劑,降低混合料與料斗壁以及混合料之間的摩擦,可解決;
混合料結(jié)塊(包括高溫結(jié)塊和液態(tài)助劑添加太多而結(jié)塊),降低烘干溫度或高混時(shí)間,減少液態(tài)助劑添加量,添加對(duì)“油狀”物具有吸收作用的粉狀樹脂或助劑(如,高膠粉、AS粉料、PP粉料等),可解決。
主要是因某些加工助劑熔點(diǎn)太低,一區(qū)、二區(qū)加工溫度偏高,物料在喂料料倉軟化,粘附在設(shè)備壁,造成后續(xù)下料困難,適當(dāng)降低一區(qū)、二區(qū)加工溫度,可解決。