论文部分内容阅读
摘要：本文对PE输水软管烂洞的几个原因进行详细说明，并针对原因阐述了解决办法。
关键词：烂洞 发泡 螺杆结构
随着塑料回收工艺的发展，PE输水软管所用的回收料也具有了其特殊性，因此在加工时对生产设备、原料品质也有了特殊的要求。
本公司在近几年的生产中PE输水软管产品不断出现烂洞现象，不但影响产品质量，而且增大劳动强度，造成成品率下降。为改变现状，我公司技术人员经过多方试验论证、分析、总结，找出了PE输水软管烂洞原因及其解决办法。本文将对PE输水软管烂洞原因及其解决办法作简单介绍。
一、PE输水软管烂洞原因
1.原料湿、脏、发泡引起的
原料潮湿使物料在加热后产生蒸汽，在物料受热前移的过程中气体不能及时排出，造成制品在脱模时排气、拉伸而产生烂洞。
PE回收料品质差、脏，在重新回收造粒过程中没有将部分异物清除或夹杂非PE类物质，使回收料中产生与原料不熔的物质（杂质），造成制品脱模后不熔物挂蹭口模产生烂洞。
PE回收料在造粒过程中由于离心机故障造成颗粒不实心、有气孔、发泡，在使用该料时料粒自身夹带的空气或水汽与原料熔融，空气或水汽太多排放不及，脱模时排放气体产生烂洞。
2.机头压力太小
熔融物流在经过螺杆的加料段、压缩段、均化段时压力逐步提升，再经过法兰区多孔板的阻隔压力再次加剧，而PE输水软管设备的机头由简单的分流梭、芯棒、口模组成，流道短，几乎没有太大压力，因此熔融物流在从法兰流入机头后压力立即减小，使制品脱模后致密度减弱、拉伸强度降低，极易产生烂洞。生产实践证明：规格越大（即0125、0110规格的软管），机头越大，产生烂洞的频率也越大。
3.钢筒、螺杆磨损严重
螺杆的结构与原料的挤出量和塑化有着直接的关系，一般的塑料挤出机使用的普通螺杆分为三段，即加料段、压缩段、均化段。
3.1加料段：在这段，原料仍然是固体状态，螺杆的主要功能是将物料传给压缩段，同时使物料受热，所以这区温度不能太高或太低，如果太高物料在下料口熔化， 阻塞下料口，如果太低，不能达到预热的目的。
3.2压缩段：物料在这段受热前移，由粒状固体逐渐压实并软化为连续的熔体，同时将夹带的空气向加料口排出。
3.3均化段：将熔化的物料进一步塑料化均匀，并使物流定量、定压由机头和口模流道流出，这段温度较高，目的是使物料在钢筒内充分塑化。
这些是普通螺杆各区的作用，在钢筒与螺杆处于全新、紧密无磨损时，设备的挤出量和制品致密度都无任何影响。可一旦钢筒、螺杆老化、磨损严重，就直接会影响到产品的质量和产量。钢筒、螺杆磨损严重产生大量剪切热，造成机身温度过高不可控，钢筒内气体排不出去，生产出的制品致密度差，拉伸强度降低，承压能力差，烂洞频繁。
二、解决办法
1.原料湿、脏、发泡的解决办法
对使用的所有原料进行分捡，把挑出来的湿料单独烘干再用，减少原料中的水蒸汽造成的制品烂洞现象。
PE回收料品质差、脏，要想从根本上解决必须要严把回收造粒的每一个环节，粗破、湿破、回洗、分拣、造粒环环相扣，每一个环节都能严格把好关，才能提高回收料的等级，切实保证产品质量。
将所有使用的PE回收料打开包装识别是否发泡，将发泡严重的颗粒料回收重新造粒，以确保产品烂洞频次减少。
另外可在混合料中加入塑料消泡剂。原材料中含有的微量水分或气泡对于塑料制品的生产有着非常严重的影响，因此企业一般采用增加烘干设备对塑料进行烘干处理，这对于能源和人力都是极大的浪费，增加了产品的成本。而使用塑料消泡剂只需将其加入原材料中，无需对产品的生产工艺进行任何调整，就可以消除由于水分引起的气泡、云纹、裂纹、斑点、烂洞等一系列问题，对制品物理机械性能无不良影响，省时省电，提高生产效率，降低成本。该消泡剂已用于实际生产中，对解决产品烂洞问题起了很大作用。
2.机头压力小的解决办法
因PE输水软管设备的机头由简单的分流梭、芯棒、口模组成，流道短，为增大机头压力，对口模、芯棒进行加长，增加机头流道长度，压力增大，使制品致密度增大，拉伸强度增强，减少烂洞产生。机头的改造已运用于生产实际，效果明显，烂洞频次大幅度减少。试验结果如下：
改造后的机头和普通机头生产应用情况对比表
3.钢筒、螺杆磨损严重
钢筒、螺杆磨损严重，物料塑化能力减弱，对物料密度、强度、熔体流动速率等的要求就会相对提高。但现在企业为了生存必须降低成本，而原料成本降低的关键在于大量使用回收料，这就要求生产设备既要对原料适应能力强、塑化充分，又要产能大、质量高。在这种要求下，我们选择了新型螺杆（分离型螺杆）。
分离型螺杆的结构特点是在压缩段增加一条副螺棱，将主螺纹槽分为两部分，在螺杆塑化过程中形成固液相分离，固相料全部留于固相槽中，而固相槽中的气体则在压力的作用下向后自料中排出，减少了制品中的气泡。同时增大了固相料与机筒内壁的热交换面积。正是由于分离型螺杆具有较深的螺槽，因而有较小的剪切速度梯度，在高速下熔料便不易分解。这也是分离型螺杆可以开到较高转速还能保证质量的一个原因。而采用主副螺纹螺槽的结构，从压缩段开始固相槽深度渐变浅，而液相槽深度逐渐变深至均化段结束这种结构对透明度高的制品及热稳定性差的原料有好处，且对原料的适应能力较强。分离型螺杆从理论到生产实践都证明了，它是以低温高效为中心的一种性能优越的先进螺杆。它既保证了原料的适应能力，又提高了单机产量，并解决了物料中气体排放问题，大大减少了制品的烂洞现象。通过生产实践也充分证明了分离型螺杆的优势，它与普通螺杆生产时间的对比结果如下：
分离型螺杆和普通螺杆实际应用情况对比表
综上所述，PE输水软管烂洞问题的原因分析及解决办法关键在于助剂的添加和设备的改造和更新换代。只有不断地发现问题，才能不断地有所改进，最终找到解决问题的根本所在。
参考文献
[1]刘光知、张宏革《同向双螺杆技术在塑料工业中的若干发展与应用》塑料加工，2001 ，33.
[2]董力群、冯连勋《新型锥形双螺杆—混炼型锥形双螺杆的研制》中国塑料，2001，15
[3]王兴天 《挤出机的现状与发展》，塑料科技，1994，1
[4]张玉龙，颜祥平《塑料配方与制备手册》，化学工业出版社，2010.4
[5]黄丽《高分子材料》第二版，化学工业出版社，2010.1
作者简介：贺晓萍，女，1977年4月出生，助理工程师职称，现任新疆天业节水灌溉股份有限公司软管车间工艺技术员，从事塑料加工工艺工作十余年，有丰富的一线工作经验。
关键词：烂洞 发泡 螺杆结构
随着塑料回收工艺的发展，PE输水软管所用的回收料也具有了其特殊性，因此在加工时对生产设备、原料品质也有了特殊的要求。
本公司在近几年的生产中PE输水软管产品不断出现烂洞现象，不但影响产品质量，而且增大劳动强度，造成成品率下降。为改变现状，我公司技术人员经过多方试验论证、分析、总结，找出了PE输水软管烂洞原因及其解决办法。本文将对PE输水软管烂洞原因及其解决办法作简单介绍。
一、PE输水软管烂洞原因
1.原料湿、脏、发泡引起的
原料潮湿使物料在加热后产生蒸汽，在物料受热前移的过程中气体不能及时排出，造成制品在脱模时排气、拉伸而产生烂洞。
PE回收料品质差、脏，在重新回收造粒过程中没有将部分异物清除或夹杂非PE类物质，使回收料中产生与原料不熔的物质（杂质），造成制品脱模后不熔物挂蹭口模产生烂洞。
PE回收料在造粒过程中由于离心机故障造成颗粒不实心、有气孔、发泡，在使用该料时料粒自身夹带的空气或水汽与原料熔融，空气或水汽太多排放不及，脱模时排放气体产生烂洞。
2.机头压力太小
熔融物流在经过螺杆的加料段、压缩段、均化段时压力逐步提升，再经过法兰区多孔板的阻隔压力再次加剧，而PE输水软管设备的机头由简单的分流梭、芯棒、口模组成，流道短，几乎没有太大压力，因此熔融物流在从法兰流入机头后压力立即减小，使制品脱模后致密度减弱、拉伸强度降低，极易产生烂洞。生产实践证明：规格越大（即0125、0110规格的软管），机头越大，产生烂洞的频率也越大。
3.钢筒、螺杆磨损严重
螺杆的结构与原料的挤出量和塑化有着直接的关系，一般的塑料挤出机使用的普通螺杆分为三段，即加料段、压缩段、均化段。
3.1加料段：在这段，原料仍然是固体状态，螺杆的主要功能是将物料传给压缩段，同时使物料受热，所以这区温度不能太高或太低，如果太高物料在下料口熔化， 阻塞下料口，如果太低，不能达到预热的目的。
3.2压缩段：物料在这段受热前移，由粒状固体逐渐压实并软化为连续的熔体，同时将夹带的空气向加料口排出。
3.3均化段：将熔化的物料进一步塑料化均匀，并使物流定量、定压由机头和口模流道流出，这段温度较高，目的是使物料在钢筒内充分塑化。
这些是普通螺杆各区的作用，在钢筒与螺杆处于全新、紧密无磨损时，设备的挤出量和制品致密度都无任何影响。可一旦钢筒、螺杆老化、磨损严重，就直接会影响到产品的质量和产量。钢筒、螺杆磨损严重产生大量剪切热，造成机身温度过高不可控，钢筒内气体排不出去，生产出的制品致密度差，拉伸强度降低，承压能力差，烂洞频繁。
二、解决办法
1.原料湿、脏、发泡的解决办法
对使用的所有原料进行分捡，把挑出来的湿料单独烘干再用，减少原料中的水蒸汽造成的制品烂洞现象。
PE回收料品质差、脏，要想从根本上解决必须要严把回收造粒的每一个环节，粗破、湿破、回洗、分拣、造粒环环相扣，每一个环节都能严格把好关，才能提高回收料的等级，切实保证产品质量。
将所有使用的PE回收料打开包装识别是否发泡，将发泡严重的颗粒料回收重新造粒，以确保产品烂洞频次减少。
另外可在混合料中加入塑料消泡剂。原材料中含有的微量水分或气泡对于塑料制品的生产有着非常严重的影响，因此企业一般采用增加烘干设备对塑料进行烘干处理，这对于能源和人力都是极大的浪费，增加了产品的成本。而使用塑料消泡剂只需将其加入原材料中，无需对产品的生产工艺进行任何调整，就可以消除由于水分引起的气泡、云纹、裂纹、斑点、烂洞等一系列问题，对制品物理机械性能无不良影响，省时省电，提高生产效率，降低成本。该消泡剂已用于实际生产中，对解决产品烂洞问题起了很大作用。
2.机头压力小的解决办法
因PE输水软管设备的机头由简单的分流梭、芯棒、口模组成，流道短，为增大机头压力，对口模、芯棒进行加长，增加机头流道长度，压力增大，使制品致密度增大，拉伸强度增强，减少烂洞产生。机头的改造已运用于生产实际，效果明显，烂洞频次大幅度减少。试验结果如下：
改造后的机头和普通机头生产应用情况对比表
3.钢筒、螺杆磨损严重
钢筒、螺杆磨损严重，物料塑化能力减弱，对物料密度、强度、熔体流动速率等的要求就会相对提高。但现在企业为了生存必须降低成本，而原料成本降低的关键在于大量使用回收料，这就要求生产设备既要对原料适应能力强、塑化充分，又要产能大、质量高。在这种要求下，我们选择了新型螺杆（分离型螺杆）。
分离型螺杆的结构特点是在压缩段增加一条副螺棱，将主螺纹槽分为两部分，在螺杆塑化过程中形成固液相分离，固相料全部留于固相槽中，而固相槽中的气体则在压力的作用下向后自料中排出，减少了制品中的气泡。同时增大了固相料与机筒内壁的热交换面积。正是由于分离型螺杆具有较深的螺槽，因而有较小的剪切速度梯度，在高速下熔料便不易分解。这也是分离型螺杆可以开到较高转速还能保证质量的一个原因。而采用主副螺纹螺槽的结构，从压缩段开始固相槽深度渐变浅，而液相槽深度逐渐变深至均化段结束这种结构对透明度高的制品及热稳定性差的原料有好处，且对原料的适应能力较强。分离型螺杆从理论到生产实践都证明了，它是以低温高效为中心的一种性能优越的先进螺杆。它既保证了原料的适应能力，又提高了单机产量，并解决了物料中气体排放问题，大大减少了制品的烂洞现象。通过生产实践也充分证明了分离型螺杆的优势，它与普通螺杆生产时间的对比结果如下：
分离型螺杆和普通螺杆实际应用情况对比表
综上所述，PE输水软管烂洞问题的原因分析及解决办法关键在于助剂的添加和设备的改造和更新换代。只有不断地发现问题，才能不断地有所改进，最终找到解决问题的根本所在。
参考文献
[1]刘光知、张宏革《同向双螺杆技术在塑料工业中的若干发展与应用》塑料加工，2001 ，33.
[2]董力群、冯连勋《新型锥形双螺杆—混炼型锥形双螺杆的研制》中国塑料，2001，15
[3]王兴天 《挤出机的现状与发展》，塑料科技，1994，1
[4]张玉龙，颜祥平《塑料配方与制备手册》，化学工业出版社，2010.4
[5]黄丽《高分子材料》第二版，化学工业出版社，2010.1
作者简介：贺晓萍，女，1977年4月出生，助理工程师职称，现任新疆天业节水灌溉股份有限公司软管车间工艺技术员，从事塑料加工工艺工作十余年，有丰富的一线工作经验。