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解決常見的水下造粒問題

發布時間:2015-02-03 16:54:56     編輯:Admin

    粒料的質量和一致性是配混操作的關鍵,但在水下造粒過程中,存在很多影響粒料質量的問題,應該如何應對呢?本文針對其中一些主要問題進行了探討,並提出了相應的解決辦法。
    如今的配混商們麵臨著許多挑戰,而保持穩定的產品質量是成功的關鍵。在水下造粒過程中,最常見的問題之一是粒料的不一致,這可能是不正確的模頭選擇或定型以及出料波動等原因造成的。本文將針對造成粒料不一致的幾個問題進行探討,並介紹相應的解決辦法。
    不正確的模頭定型
    在水下造粒應用中,不適當的模頭定型常導致模孔橫截麵處 的聚合物流動不均勻,並使聚合物在模孔中凝固(有時稱為冷固)。為了防止模頭凍結,必須保證通過擠出孔的最低聚合物速度和正確的模頭溫度。
在大多數情況下,為防止聚合物在模孔中凝固,推薦其通過模孔的速度為0.76~0.91m/s。為了確保每個模孔處都擁有正確的速度,配混商必須根據所需的生產速率使用具備正確孔數的模 板。
    以直徑為0.125in.(3.2mm)的模孔為例,為達到推薦的速度,假定聚合物的比重為1,那麽每個模孔的擠出效率約為 50~60lb/h(1lb/h=0.4536kg/h)。在許多情況下,材料中含 有大量的填料或顏料,比重較大,在定型模頭時,這些條件都需要考慮。例如,一種材料的比重為1.8,則每個模孔的運行效率應 該是50~60lb/h的1.8倍。
    這種情況很容易迷惑人,配混商們可能認為有必要增加模頭的孔數來減少其壓降,但在實際生產中反而需要較少的孔數,以使每個模孔在運行時都保持“敞開”。下麵的公式可用於判斷所有的模孔是否都處於敞開狀態:
    X=R×7.6/(W×S×N)
    式中X=開孔數目,
    R=速率(lb/in),
    W=每個粒料的質量,
    S=造粒機的轉速(r/min),
    N=切割器輪轂上的刀片數目。
    一般而言,水下切粒過程需要對聚合物的速度進行適當的管理,如此有利於幹淨地切割粒料。如果沒有實現這樣的控製或對此沒有充分的理解,那麽很少有過程設置或工程設備能為造成粒料不一致的過程問題提供完整的解決方案。
    不適當的模頭溫度
    不適當的模頭溫度會造成模頭凍結。在大多數情況下,模頭溫度應比聚合物的熔融溫度高14℃左右,當然根據產品的不同, 這一數值也會有所變化,但這種做法無疑是一個很好的起點。模頭的溫度也會受到保溫的影響。大多數模頭會采用某種形式進行 保溫,除了切割麵外,模頭的其他部分應該避免與過程水接觸, 以防止熱量損失。
    一般,這種保溫通過使用耐高溫的室溫硫化(RTV)矽橡膠進行密封而實現,配混商們應該知道溫度的額定值。隨著時間的 推移,處於高溫下的密封膠性能會下降,在此情況下,水會滲入到密封環境中並帶走模頭熱量。如果模頭溫度與啟動時的設定值相比下降非常明顯,且即便控製係統加熱,但模頭仍隻是勉強支 持或無法回到原來的設定值,那麽此情況非常清楚地說明了模板保溫性已降低,或存在安裝不當的問題。
    另外,通過檢查模頭正在使用的電流功率也能發現此類問題。許多控製係統在每個模頭的加熱區域配備了電流表,計算每個加熱區需要的電流,然後與實際讀數進行比較,如果讀數低於 最佳值,那麽可能有一台或幾台加熱器已失效。
    模孔堵塞
    由物料中的汙染物或在基體中分散不均勻的礦物填料引起的模孔物理性堵塞也會造成不一致的粒料。在大多數情況下,可通過模頭之前的換網器或其他類型的過濾方法解決此問題。在較小的係統上,可采用一種專用的清潔工具從模孔中去除這些堵塞 物。在較大的係統上,模頭通常需要拆卸下來進行清洗。
以上內容討論了由於水下造粒機自身原因造成的粒料質量問題,但在加工過程中,可能還會有其他的因素導致粒料尺寸不一致。例如,原料在機筒中的壅塞會減少材料在擠出機中的流動, 這也可能造成不一致的粒料或引起模頭凍結。
另外,擠出機的溫度設置不當會使擠出機中產生湧動,造成粒料尺寸的變化和過高的熔體溫度,此情況不一定會影響粒料的尺寸,但會產生畸形粒料。
    粒料上的微粒和尾巴

    料上微粒和尾巴的產生可能和很多因素有關,但此問題常由模頭或刀片的磨損而引起。如果模板切割麵呈槽形,那麽即便使用新的鋒利刀片,也難以幹淨地切割聚合物,因為在切口處,會有少量的材料通過凹槽被拉起,導致粒料出現尾巴。在新的模麵上采用呈槽形的刀片進行切割也會出現此類問題,這充分說明了選擇由正確且相容的材料製造的模麵和刀片是何等重要。采用過硬的刀片可能會在短期內使刀片的壽命延長,但卻會加快模頭 表麵的磨損。
    造成粒料出現尾巴的其他原因還包括:過高的熔體溫度、模頭定位超出公差、由造粒機軸承上的機械磨損問題造成的過度軸徑向跳動或過程水過熱等。
    還需要強調的是,如果不能使聚合物以適當的速度通過模板擠出孔,那麽模孔處會產生一個流量梯度,形成一種套管效應,造成聚合物台肩(shoulder),而刀片靠著此台肩很難進行幹淨 的切割。
    當粒料通過一台離心幹燥機時,其尾部會脫落,形成微粒。 這些微粒會粘附在幹燥機的換網器上,減少通過換網器的開放區域和空氣流動,引起材料處理係統的問題,使粒料上的殘餘水分過高。
    當然,微粒不是造成成品粒料上預期殘餘水分含量過高的唯一原因,其他的可能性還包括:熔體破裂、由高含量填料或纖維材料造成的多孔粒料、不規則的粒料形狀及操作或環境參數等。
    熔體破裂會造成粒料表麵粗糙,當此類粒料通過離心幹燥機時,粗糙的表麵為水分提供了停留的地方,這些表麵一般存在於粒料的側壁,而不是在切割端。減少熔體破裂的一個方法是將粒料切割得薄一點,以縮小側壁的麵積。但需要明確的一點是,此方法會增加總表麵積。除拋光或擠出珩磨模頭外,另一種減少熔 體破裂的方法是降低其通過模孔的速度。
    高含量的礦物填料會造成很難幹燥的多孔粒料,這種多孔性 允許水進入孔隙,而單獨通過離心作用很難將其除去。纖維填料(如玻璃或木頭)會像燈芯一樣將水分吸入粒料,這很難通過機械幹燥實現理想的幹燥效果,所以可能需要進一步的後幹燥處 理。
    另外,環境條件在減少粒料表麵水分方麵也起到了重要作用。在一條位於潮濕的環境中的、用於處理熔體破裂或多孔粒料的過程線上,人們很難獲得預期的粒料水分含量。另外,如果加工一種黏度大、需要冷卻水溫非常低的材料,且粒料在低於當前 露點的溫度下就離開幹燥機,那麽即使粒料在離開幹燥機時很幹燥,但還是會形成冷凝物,導致其在包裝時擁有更高的含濕量。
    上述這些都是水下造粒係統共同麵臨的挑戰,正確地理解問題產生原因,有助於更好地解決問題。如果配混商們發現自己正麵對著這些問題中的某一些,請聯係水下造粒機生產廠家。

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