PVC-U塑料異型材生產(chǎn)疑難問題淺析

杜正富

（安徽公元科技發(fā)展有限公司， 安徽宣城，242200）

1 前言

隨著國家提出轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，促進人們消費意識和觀念發(fā)生轉(zhuǎn)變。特別是在建筑領(lǐng)域，人們對建筑節(jié)能環(huán)保越來越受關(guān)注，而PVC塑料門窗正是憑著它在使用方面保溫、隔熱以及良好的使用性能，得到廣大用戶的認可。但由于受PVC自身加工性能原因，對原料使用質(zhì)量、生產(chǎn)配方、工藝控制要求都較為苛刻，但由于受外圍環(huán)境變化，上下游原料生產(chǎn)廠家對原料加工進行不斷技術(shù)改進，原料性能也發(fā)生一些變化，時常給PVC塑料型材加工帶來一定影響，造成生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量也會受到一定影響，如擠出觀察孔積料、型材擠出生產(chǎn)時表面出現(xiàn)料臟，混合料粘附喂料螺桿等問題時常困擾PVC塑料型材生產(chǎn)加工。結(jié)合處理上述問題經(jīng)驗，對擠出觀察孔積料、型材表面料臟、混合料粘附喂料螺桿問題進行分析探討，下面將分別予以介紹。

2 觀察孔積料和型材料臟

擠出機觀察孔是為了方便查看混合料通過螺桿剪切和外加熱后塑化效果，同時也是真空排濕部位，對擠出生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量控制起到較大作用。但由于受原料使用性能和加工工藝設(shè)置影響，以及設(shè)備自身加工能力影響，往往在擠出生產(chǎn)中，該部位易出現(xiàn)大量結(jié)塊狀物料，分析原因主要是由于混合料沒有得到較好塑化所至，造成結(jié)塊料料不能很好的包附在螺桿螺槽內(nèi)，在螺桿轉(zhuǎn)動中，不能通過螺槽進行有效的輸送，在觀察孔處物料由于失去機筒擠壓而形成一定的舒展，以及在真空排濕泵負壓抽吸作用下，造成結(jié)塊料在觀察孔處形成不斷發(fā)生滯留；在連續(xù)生產(chǎn)運行狀態(tài)下，物料在觀察孔處產(chǎn)生堆積效應(yīng)，嚴(yán)重時會堵塞觀察孔。

從結(jié)塊物料外觀來看，結(jié)塊料表面存在明顯顆粒狀混合料，附著在部分塑化后的結(jié)塊料表面；受筒區(qū)加熱高溫影響，結(jié)塊料和表面附著的混合料發(fā)生分解而形成碳化狀，其中部分小顆粒碳化狀物料受擠壓后脫落，形成雜質(zhì)通過口模擠出后析出在型材表面，從而影響型材外觀，嚴(yán)重時造成型材卡料，給擠出生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來一定影響。

關(guān)于型材表面料臟,除了因擠出觀察孔處脫落的炭化物造成型材出現(xiàn)(麻點)料臟外,在擠出生產(chǎn)中還出現(xiàn)型材表面存在明顯黑色塊狀物；通過將擠出螺桿抽出,發(fā)現(xiàn)螺桿壓縮段和對應(yīng)機筒內(nèi)壁上，結(jié)有少量的炭化物, 且螺桿的壓縮區(qū)段螺桿表面顏色呈暗色，類似燒焦?fàn)睿瑖?yán)重時造成機臺停機。

幾個影響因素方面分析

2.1 在原料配方方面

根據(jù)PVC配方設(shè)計中各種原料的功效，可以分為填充劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑、抗沖劑、加工助劑等。

從影響擠出塑化效果的原料性能分析來看，其中在有利于提高擠出塑化方面，穩(wěn)定劑和加工助劑可以提高PVC塑化速度，改善物料的流動性，如我公司使用的稀土穩(wěn)定劑、ACR原料，此兩種原料是提高擠出塑化質(zhì)量關(guān)鍵原料。

從制約擠出塑化效果原料分析來看，填充劑等無機原料是制約擠出塑化效果的最大因素原料，如我公司使用的碳酸鈣及鈦白粉；一般來說加入此類原料后，熔體黏度增大，推遲推遲了物料的塑化。

2.2 在設(shè)備方面

從擠出塑化功能來說，主要是通過螺桿的剪切和外加熱兩個大的方面；

在設(shè)備方面，主要表現(xiàn)為螺桿長徑比、螺桿制造精度以及螺桿與機筒內(nèi)壁間隙等方面；以我公司目前平行雙螺桿為例，按照螺桿各區(qū)的加工功能，擠出螺桿分為四段，分別為加料段、塑化段、排氣段、均化段：

A、加料段：是螺桿四段中最長的一段，該段螺紋間距較大，主要是容納較多的粉末顆粒，對原料進行預(yù)熱，起到逐步將原料壓縮密實的作用；

B、塑化段：此段螺紋間距由加料段的寬而深變的明顯變窄，物料在此處受到的剪切和壓力大大的加強；在剪切及外加熱的作用下，物料由加料段的粉末狀逐漸融化成半熔融狀的，并能夠很好的包覆在螺桿的螺槽表面上；

C、排氣段：此段的主要作用是將混合料達到塑化狀后的水份及低分子易揮發(fā)物在負壓的作用下，通過觀察孔被有效的排出；

D、均化段：此段的主要作用是在外加熱的作用下，進一步促進塑化狀的物料均勻塑化，利于模具擠出成型。

從機臺螺桿抽出處理來看，產(chǎn)生的問題主要發(fā)生在壓縮段的螺桿和機筒內(nèi)壁上。由于在壓縮段，物料要通過螺桿較大的剪切作用，如果螺桿和螺筒配合間隙過大，容易造成物料出現(xiàn)逆流現(xiàn)象，造成物料在該區(qū)內(nèi)停留時間過長，并形成局部的滯留，容易造成黏度較大的物料出現(xiàn)黏附筒壁，逐漸形成結(jié)塊。

在外加熱方面，主要通過筒區(qū)、螺桿螺芯方面加熱，由于我公司機筒溫度測量采用金屬探頭感應(yīng)方式，溫度的測量精度由為重要。

3 混合料粘附喂料螺桿

擠出生產(chǎn)中混合料輸送采用電機帶動螺桿轉(zhuǎn)動，物料在螺桿螺紋推動下，呈圓周運動將所需物料進行輸送。從混合料粘附喂料螺桿現(xiàn)象看，主要表現(xiàn)為混合料經(jīng)螺桿螺槽帶動后不能均勻下料，擠出負荷出現(xiàn)下降和連續(xù)波動，影響生產(chǎn)穩(wěn)定。

幾個影響因素方面分析

3.1 混合料輸送大小一般受螺桿直徑、螺槽深度和電機帶動螺桿轉(zhuǎn)速大小影響。

3.2 混合料制備質(zhì)量和加工環(huán)境也對其輸送產(chǎn)生較大影響。

在混合料制備評價方面，主要表現(xiàn)為混合料表觀密度和流動性能，一般可以通過檢驗儀器進行比較分析；在加工環(huán)境方面，主要有空氣相對濕度和室外溫度方面。由于我公司所處南方區(qū)域，受季節(jié)因素影響，突出表現(xiàn)為雨水較多，空氣相對濕度較大，一般空氣相對濕度在70%左右，最高可達到90%以上，同時夏季高溫持續(xù)時間長，給混合料輸送穩(wěn)定產(chǎn)生較大影響。另外，我公司PVC和混合料采用風(fēng)壓自動裝置輸送系統(tǒng)，原料輸送過程多次與空氣產(chǎn)生接觸，易造成原料出現(xiàn)受潮；同時，混合料經(jīng)管道輸送時產(chǎn)生較大碰撞和摩擦，造成混合料產(chǎn)生剝離效應(yīng)，導(dǎo)致混合料經(jīng)螺桿輸送時，剝離的部分無機物易粘附在喂料螺桿螺槽內(nèi)，通過累積后，使喂料螺桿出現(xiàn)下料不暢現(xiàn)象；同時在擠出下料口處出現(xiàn)混合料掛壁，導(dǎo)致擠出負荷出現(xiàn)下降，嚴(yán)重時造成擠出不能正常生產(chǎn)。

4 改進和解決上述問題方法及措施

出現(xiàn)上述問題后，根據(jù)混合料生產(chǎn)制備和擠出生產(chǎn)工藝情況，結(jié)合環(huán)境溫度變化，從生產(chǎn)工藝控制、原料使用混合料質(zhì)量和擠出工藝進行了調(diào)整，具體情況如下：

4.1 在觀察孔積料和型材料臟改進及處理方面

1）在設(shè)備調(diào)整方面

考慮問題集中存在壓縮段螺桿及機筒內(nèi)壁上，由于前期也對該段螺桿和機筒進行打磨，原有的金屬表面硬制層已縮減，更加容易造成在此處局部金屬高溫部分出現(xiàn)物料黏附現(xiàn)象，為此，通過對螺桿的齒合間隙方面進行調(diào)整，減少物料在剪切作用下發(fā)生的逆流現(xiàn)象。

2）在原料調(diào)整方面

通過適當(dāng)增加潤滑劑的用量，可以有效減少金屬表面對物料的黏附，降低物料在壓縮段滯留效應(yīng)，型材表面料臟問題得到明顯改觀。

3）工藝調(diào)整要求

通過將輸送段、塑化段溫度及螺桿溫度進行下調(diào)，同時對擠出負荷進行上調(diào)，以減少物料出現(xiàn)粘輥和粘附筒壁現(xiàn)象，型材表面料臟和觀察孔積料現(xiàn)象得到明顯好轉(zhuǎn)。

4.2在混合料粘附喂料螺桿改進及處理方面

1）在混料工藝調(diào)整方面

⑴將混料混熱混高攪轉(zhuǎn)速進行下調(diào)，控制熱混時間，提高熱混排潮效果，降低混合料揮發(fā)物；

⑵控制冷混進水溫度，降低冷混下料時間，提高冷卻效果和消除原料靜電；

⑶結(jié)合環(huán)境溫度情況，采用錯開高溫時段生產(chǎn)方式，即當(dāng)室外溫度達到設(shè)定溫度時，混料暫不生產(chǎn)入料，在其它時間及時補充庫位，以減少環(huán)境溫度導(dǎo)致混合料結(jié)團問題，同時可以進一步消除混合料靜電現(xiàn)象；

⑷ 在生產(chǎn)過程控制方面，針對空氣相對濕度大、混合料存在團聚現(xiàn)象，通過加大對各類設(shè)備收塵的維護力度，重點對熱混排潮收塵、冷混排潮收塵及混合料庫和鋼平臺中間倉收塵維維護周期進行調(diào)整，以提高收塵工作質(zhì)量。

2）在原料使用管理方面

加強進廠原料領(lǐng)用管理，特別是主原料PVC使用把控，嚴(yán)格執(zhí)行原料“先進先出”使用管理要求，最大限度減少原料質(zhì)量波動，同時控制PVC和干混合料庫存，以減少生產(chǎn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。

5 結(jié)論

1、擠出生產(chǎn)工藝控制，要充分考慮設(shè)備自身加工情況，定期對關(guān)鍵設(shè)備進行檢查和維護，提高設(shè)備運行穩(wěn)定。

2、結(jié)合上下游原料使用情況，要定期開展好內(nèi)部工藝調(diào)整，形成與生產(chǎn)有效銜接。

3、環(huán)境溫度對混合料制備質(zhì)量會產(chǎn)生較大影響，為此，要結(jié)合環(huán)境溫度變化，適時進行工藝調(diào)整，滿足生產(chǎn)要求。