聚乙烯蠟廠家分享PVC擠出知識總結（二）
平時我們了解的PVC擠出知識，總是東一塊，西一塊，非常零碎，下面青島賽諾聚乙烯蠟廠家針對PVC擠出知識做總結，希望對大家有所幫助。本文分為兩部分，本篇主要講述超負荷擠出、溫度不受控狀態與對策，設備、電器等故障狀態與對策，原料、配方、捏合等影響因素與對策。
五 超負荷擠出、溫度不受控狀態與對策
上述新思路是有前提的，是建立在正常擠出條件下，以顯示溫度處于受控狀態為基準的。若不適當地提高擠出效率時，亦會發生給料段所供熱量難以滿足物料塑化所需熱量需求，顯示溫度不受控，往往低于設定溫度，物料至排氣孔未能良好塑化，仍有部分粉料，被真空從排氣孔抽走;這時候大部分的操作人員會提高后段的溫度來彌補，壓縮段和溶融段的危害還不大，主要危害在計量段，計量段總熱量本來就超越熔體恒溫所需熱量的需求，是因為擠出速度的增加帶來計量段剪切摩擦熱的大量增加而造成，使顯示溫度不受控，往往會高于設定溫度，導致擠出制品局部過熱、分解。這種現象隨擠出效率提高的幅度而變化，擠出效率提的越高，設定溫度與顯示溫度的溫差越大，產生的不良后果越嚴重。給料段螺桿剪切熱或外加熱功率配置偏低的擠出機，此現象尤為突出。當顯示溫度不受設定溫度控制時，所謂工藝優化是難以取得實效的。上述現象是擠出機所供熱量與物料塑化所需熱量失衡的表征。供料段設定溫度與顯示溫度的溫差大小，是外加熱或剪切熱欠缺程度的標志，計量段設定溫度與顯示溫度溫差大小，是剪切熱過剩程度的標志。目前我國生產的擠出機在給料段熱量匹配上，分別采取了兩項措施：一是提高加熱圈功率，如6 5/132型錐形雙螺桿擠出機給料段功率配置已達9 kW;二是改革螺桿螺紋結構，在給料段或壓縮段雙頭螺紋后設置一單頭螺紋，有效提高螺槽的壓縮比。擠出機給料段熱量供給欠缺現象已比過去明顯改觀。但計量段剪切熱過剩，依然制約著擠出效率的提高。在這個問題上我們也進行了專門的研究，現在我們的所有擠出機使用雙螺桿都是特殊定做的，其參數都是經過調整，適當增加了計量段螺菱與螺菱之間的間隙，以適應我們的超高速擠出的。剪切熱除受螺桿結構的制約外，還直接受給料速度與擠出速度比的影響。當降低計量段設定溫度，加熱圈已停止加熱，冷卻裝置不停頓工作，顯示溫度控制無效時，可根據需要，依照如下程序，采取相應措施，以有效降低計量段顯示溫度：
5.1 一是降低螺桿設定溫度，降低螺桿設定溫度，可以用油冷卻的方法，轉移計量段多余的剪切熱。但降低螺桿設定溫度，亦會降低給料段物料溫度。當擠出機給料段配置加熱圈功率較低時，降低螺桿設定溫度，應兼顧給料段控溫度的需要，不要顧此失彼。
5.2 二是適當降低給料速度，適當降低給料速度，可以減少剪切熱(我們稱降低扭矩)。在擠出機螺桿轉速一定條件下，提高或降低給料速度，是調整剪切熱的有效手段。但降低給料速度亦會降低給料段物料溫度，給料段與計量段物料對剪切熱的需要是互為矛盾的。同螺桿溫度設定一樣，當擠出機給料段配置加熱圈功率較低時，降低給料速度，也要兼顧給料段溫度控制的需要。同時過度降低給料速度，導致計量段熔體不能完整包裹螺槽，也會加大螺綾與螺筒的磨損，出現所謂的“掃樘” (及螺桿螺筒的中間部分過度磨損)癥狀。
5.3 三是適當降低擠出速度與給料速度比，給料速度和擠出速度同是和擠出量有關的概念，又各自有不同的職能。給料速度宜與外供熱相協調，以調整剪切熱大小與物料塑化程度;擠出速度宜與牽引速度相協調，以調整擠出量和壁厚。當采用給料速度調整計量段顯示溫度，無法兼顧給料段顯示溫度時，才有必要降低擠出速度與給料速度比，一方面減少了計量段熔體的剪切熱，另一方面延長了物料在給料段的停留時間，以利塑化。應當指出：降低計量段設定溫度，主要是控制剪切熱，防止物料降解，并非設置溫度越低越好。當加熱圈已停止加熱，冷卻裝置不停頓工作，這種情況下溫度設定得再低，亦是沒有意義的。當計量段顯示溫度雖然高于設定溫度，但在185℃區間，亦屬正常范圍，不必要調整。在擠出機生產小規格制品時，擠出量較低，導致剪切熱過少，計量段顯示溫度低于180℃時，還需根據情況，適時提高螺筒、螺桿設定溫度或給料速度，以保持物料溫度始終在理想的溫度區域運行。在擠出機螺桿各段壓縮比允許條件下，提高加料速度才能對剪切熱發揮作用。反之則會產生兩種不同結果：當給料量大于給料段螺槽容積時，會出現加料孔“冒料”現象，使原料直接從加料口溢出，灑落在設備工作臺和地上，既污染環境又浪費原材料;當給料段螺槽容積大于熔融段容積時，會出現真空孔“冒料”現象，從而堵塞真空排氣管路，造成無法排氣，影響產品質量而無法正常生產。因此提高給料速度也是有限度的。
六 設備、電器等故障狀態與對策
在擠出生產的整個過程中，除了正確設定溫度外，關鍵在于對顯示溫度(熔體溫度)進行有效控制。除擠出機超負荷運行外，當設備、電器等發生故障時，顯示溫度亦會處于不受控狀態，直接帶來熔體溫度的變化。
6.1 擠出機螺筒與螺桿嚴重磨損，擠出機螺筒與螺桿嚴重磨損，帶來徑向間隙加大，導致物料在擠出過程中從壓力高的區域向壓力低的區域流動，發生所謂的“正流”或 “逆流”現象。以螺桿結構為.. 2—2—l—3—3頭數的擠出機分析可知：當物料由給料段雙頭螺槽并聯運動至第一個單頭螺槽，開始串聯運動，壓力驟升;然后又由單頭螺槽串聯運動至雙頭螺槽，開始并聯運動，壓力驟降，當再一次進入單頭螺槽開始串聯運動，壓力驟升。當第一、二個單頭螺綾和對應部位的螺筒，在剪切作用下磨損，有部分物料可能由單頭螺槽向前面的雙頭螺槽泄漏，即發生逆向流動，也可能向后面的三頭螺槽泄漏，即發生正向流動;熔體由熔融段三頭較大螺槽向計量段三頭較小螺槽容積流動時，因計量段螺綾和對應部位的螺筒，在剪切作用下磨損，有部分熔體可能由計量段螺槽向熔融段螺槽泄漏，即發生逆向流動。物料或熔體的不規則流動，尤其是逆向流動，導致其在機內停留時間延長，發生“過塑化”、局部降解，將會沿制品軸向出現“黃線”。因此此時一些有經驗的操作人員以降低設定溫度，提高物料粘度，減少逆流的方法，勉強維持繼續擠出生產。其實這種現象在行業類也普遍存在，所謂“超低溫工藝”，其最初原因概源于此。因熔體溫度過低，塑化不均衡，擠出制品質量是難以得到有效保證的。
6.2 擠出機螺桿加工、裝配不當，導致兩螺桿軸向最小間隙偏小。擠出機兩螺桿軸向單向設計間隙一般都在2mm以上，但由于加工偏差，不少螺桿的實際串動量僅有 1mm左右，即螺桿各功能段每邊軸向最小間隙僅能保證0.5mm。如果在裝配過程中不精心加以控制和調整，致使某功能段最小軸向間隙就可能在0.2mm左右，甚至更小或直接碰撞產生打架現象。擠出機工作一段時間，若推力軸承磨損，也會發生螺桿軸向串動，使軸向間隙變化，這是因為兩盤推力軸承的磨損程度不可能完全一樣所致。擠出生產過程就會發生局部過熱，一些所謂的高手這時候一般采用提高設定溫度，降低物料粘度，增強物料流動性的方法，勉強維持生產。所謂 “超高溫工藝”，其最初原因也概源于此。因溫度過高，不僅影響產品內外質量和色澤，還會因物料的局部分解導致氯化氫析出，和群青(指加了群情的制品，我們的型材就加了群青的)發生反應，致使制品鉛污染變色。同時氯化氫有超強的吸水性，與水結合而成鹽酸，對設備和模具有強烈的腐蝕作用。我們每次從因糊料而拆開的模具內掏出的黑色糊料塊，在放置一段時間后表面會出現類似水珠的東西，其實就是氯化氫吸收空氣中的水分而形成的鹽酸小顆粒。
6.3 電氣儀表故障，致使顯示溫度處于失控，大致有以下幾種情況
a) 熱電偶：熱電偶故障大致可分兩種。第一種是未安裝到位，或安裝孔內存在雜物及熱電偶線路輕微短路，不能如實傳遞螺筒溫度，往往顯示溫度低于設定溫度造成不間斷加熱，使物料實際溫度偏高甚至糊料。第二種是熱電偶斷路(開路)，這時候會使顯示溫度到刻度滿度或者直接顯示斷偶，致使加熱控制器停止輸出加熱指令，加熱器會因接觸器會斷開而停止加熱，慢慢的物料就會因無外熱加溫而無法繼續生產(斷偶的情況出現在螺筒給料段和模具及合流芯上危害尤為明顯)。
b) 電加熱器線圈部分或者與導線連接處因接觸不良而發熱燒毀，加熱器實際功率變小或直接到零功率，顯示溫度偏低。因給料段外加熱圈啟閉比較頻繁甚至長期工作，這種現象常常發生。模具段則因經常拆裝，接線不良的情況較多。
c) 交流接觸器因開啟頻繁，而每次開閉都會產生弧光，弧光的溫度是很高的，大家可以想想電焊機的焊接，就是利用弧光的典型例子。弧光有時候會引發交流接觸器觸點的表面融化發生離合器粘結，導致電加熱器不間斷工作，顯示溫度偏高;長時間的反復粘連、機械力脫開、再粘連就會逐漸燒毀觸點造成斷路而使加熱器無法工作，是顯示溫度低于設定溫度。
d) 加熱主線路保險開路或斷路器跳閘，大部分是因后面線路或加熱器短路產生瞬時大電流造成。這時候雖然加熱指示燈亮，顯示加熱，但儀表顯示數字或指針不漲反降，指示溫度越來越低。
6.4 加熱圈安裝不當: 加熱圈安裝不當，和螺筒或口模接觸不緊密、存在間隙，使加熱圈的熱量散失，無法傳遞給螺筒或口模，加熱圈不停頓工作，顯示溫度依然偏低，影響物料塑化。這種情況還有燒毀加熱器的危險，安裝加熱器是應當引起足夠重視
6.5 真空排氣不良：真空度過低或出現冒料堵塞排氣孔，排氣不良，致使物料夾帶空氣或揮發物，不僅影響物料塑化，還會使制品出現發泡。
6.6 螺桿溫度: 所謂螺桿溫度顯示的并不是螺桿的真實溫度，而是螺桿油泵輸送進螺桿內部進行流動的高溫導熱油的溫度，有的設備干脆就直接標示成“螺桿油溫”。其不正常也分兩種情況，第一種是油路堵塞，螺桿內根本就沒通油，而我公司根據生產速度普遍偏快這一實際情況，大部分螺桿油加溫功能是關閉了的，這時候的螺桿油溫顯示往往很低，大概在50℃左右(因高溫油根本沒有從螺桿內流動，此時螺桿的各段溫度和物料在各段的溫度是一樣高的)，造成螺桿這一功能喪失，無法實施定向調溫職能，導致給料段顯示溫度偏低，計量段顯示溫度跑高失控。第二種是水路堵塞，由于水路是對油路進行冷卻的，職能是帶走油路從螺桿內帶出來的多余熱量，因而水路的堵塞沒油路的堵塞那么容易發現，危害也沒那么大，但仍然可產生油路帶出來的熱無法散發，造成高溫油箱溫度逐步升高，無法控制，最后喪失散熱調溫功能，僅保留平衡給料段和計量段溫度這點功能。過高的油溫還會造成油路、高溫電磁閥、油泵密封件(多為含氟橡膠)的損壞造成高溫導熱油的泄露，既浪費高溫油又污染工作環境。由此可見，要實施擠出工藝溫度的優化設定和控制，首先必須保證擠出機和溫控系統的工作質量。
6.7 螺桿的更換：更換新螺桿前先必須對其加工質量進行嚴格驗收，并認真進行裝配，確保螺桿裝配的最小徑向與軸向間隙處于最佳狀態;擠出機工作一段時間，定期調整螺桿與螺筒徑向間隙，逐步轉移磨損部位，加寬其磨損空間，以提高擠出機螺筒與螺桿工作壽命;并定期檢查擠出機推力軸承是否串動，及時維修。螺筒與螺桿磨損至最大量時，及時進行更新修復;溫控系統出現失控時，應及時查明原因處理，嚴防帶病工作;安裝加熱.圈，一定要保持平整，和螺筒、合流芯、口模等嚴密合縫，無散熱間隙;擠出生產過程中一定要嚴密觀察排氣孔是否堵塞?真空度是否過低?發現異常，及時處理;螺桿顯示溫度跑高和跑低失控時，應隨時疏通冷卻水管路及油路，以確保顯示溫度沿著理想的軌道運行。
七 原料、配方、捏合等影響因素與對策
原料、配方、混料等因素發生變化，都會對PVC—U物料的塑化度產生影響。
7.1 原料：PVC樹脂分子量過高或過低，直接影響熔體塑化度。分子量低的樹脂比分子量高的樹脂有較高的塑化度，因此原料如果選用混雜或本身的質量問題，造成分子量分布區域過寬，對PVC-U的擠出生產無疑是致命的。我公司根據生產實際情況，考慮到生產難度和產品綜合性能兩方面的因素，擠出產品采用的全部是疏松型SG5(分子量1000-1100)PVC樹脂，以保證較高的產品內在性能。注塑產品大部份采用的是疏松型SG8(分子量650-750)PVC樹脂及少量疏松型SG7(分子量750-850)PVC樹脂，充分兼顧了內在性能及加工工藝性。
7.2 配方：配方中加工助劑與潤滑劑選擇配搭不當，或者是加入的量不合適，亦會致使物料塑化提前或推后，配方中填充劑的多少也直接影響制品內在的各項理化性能指標。配方無疑就是PVC制品生產最最重要的一環節。我公司使用的配方都是在大量的試驗基礎上、經試生產之后才普遍采用的，配方中添加的加工助劑和潤滑劑的量都是經過試驗驗證，能確保摩擦和潤滑性能的相對平衡;并且有現場工藝人員根據實際情況隨時進行微調，以及對配方工序工作質量的檢查等等手段，以保證生產過程中配方的隨時有效性和適宜性。
7.3 捏合工藝：捏合(混料)出料溫度設定不當，熱混(攪)溫度過高或過低，捏合時間過長或過短，冷混(攪)出料溫度過高均會影響混合料凝膠化程度，并和擠出制品的塑化度緊密相關。因此作為塑料制品擠出過程中第一道工序的捏合作業，應嚴防操作人員隨意降低(改變)混料溫度，減短混料時間。剛開始混料時，因熱混鍋是冷的，每鍋混料時間較長，隨混料鍋次增加，每鍋達到出料溫度所需的時間就會越來越短。當出料時間過短時，會發生物料組分分散不勻，就應適當增加熱放料的溫度(我們使用的方式)、或改連續混料為間歇式混料，延長混料時間，以保證正常出料(這點我們還未對此進行有效性試驗，接下來可以考慮在捏合設備充裕的情況下逐步試驗，有效地話可推廣實施)。
7.4 捏合設備：隨著捏合機長期工作，漿葉發生磨損，而我公司的捏合設備全部采用的是自摩擦生熱型的，因此、漿葉的磨損會延長每鍋料的混料時間。當達到出料溫度所需的時間過長時，會發生物料局部過熱分解，就應及時更換漿葉;每次混料前應認真檢查熱電偶，以免被物料包裹或線路短路、斷路等等情況發生，不反映真實溫度，一樣造成長時間捏合導致糊料;混料時應密切注視熱混(捏合)鍋或冷混鍋出料閥門是否泄漏，嚴防局部物料組分分散不勻、溫度冷卻不均等現象發生。特別是捏合(熱混)鍋，如發生放料門泄露，嚴重時會直接將溫度未捏合到位的料慢慢漏入冷攪鍋，有的未化開的復合穩定劑也會漏下，這就造成類似根本未經捏合的情況出現，使擠出過程無法正常進行。每次混料后，應檢查混料機內是否有余料粘附鍋壁和排氣袋堵塞現象，并及時處理掉。以杜絕各類影響混合料質量因素。
在調整潤滑劑時應注意以下幾點:
(1)同一臺加工機械在使用時間較長后,剪切能力會下降,潤滑劑也要相應調整。為了保證塑化質量,可采用促進塑化的潤滑劑配比。
(2)表面積較大的成型機械需要較多的潤滑劑。從擠出到口模的容積是一定的,物
料所含潤滑劑應能滿足整個容積中所有表面潤滑的需要。加工機械的容積較小,表面積卻較大,則要求物料中潤滑劑含量較高。同臺擠出機在生產薄壁管時,要求使用比擠出同規格厚壁管更多的潤滑劑。
(3)較高的加工溫度可采用較多的潤滑劑。加工溫度越高,PVC 熔體粘附金屬的傾向越明顯,因此加工溫度越高,需用的潤滑劑越多。
(4)石蠟只對擠出機加料段起潤滑作用,部分氧化聚乙烯蠟則不僅在均化段乃至機頭與模頭處也起作用。建議在配方中加入氧化聚乙烯蠟。
對于潤滑劑的選擇，我們推薦青島賽諾的聚乙烯蠟及氧化聚乙烯蠟等，青島賽諾專注于聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟等加工助劑的研發生產工作，具有行業內從業多年經驗豐富的工程師提供技術支持與指導，提供一站式采購服務，從原材料、加工助劑到機械設備等，形成產業鏈生產模式，能夠給企業全方位的支持，賽諾放心蠟，歡迎您詢價。詢價熱線：400-8788-532。
八 總結
本文關于錐雙螺桿擠出機工藝溫度優化的思路，主要涵蓋以下內容：
8.1 擠出工藝溫度的設定和控制：應以PVC—U熔體塑化度60%一65%為基準，螺筒熔體溫度宜控制在180℃～185之間，口模溫度則宜控制在 190-210℃之間，以便熔體到達最佳塑化度的一瞬間，即刻從口模擠出。從而實現既能從最佳塑化度下擠出，又能防止物料過熱時間太長，產生分解，降低某些性能。
8.2適當提高給料段設定溫度：以給物料提供充分的外熱，確保物料良好塑化的同時，有效降低計量段設定溫度與顯示溫度溫差，減緩剪切作用對擠出機螺筒與螺桿的磨損;降低計量段設定溫度，并非越低越好，而是以顯示溫度不超過185℃—190℃為基準，確保物料穩步、均衡塑化，防止局部過熱分解。當擠出量較大，已經停止外加熱，冷卻系統不停頓工作，顯示溫度依然高于190℃時，可視情況適當降低螺桿設定溫度或給料速度;當擠出量較小，顯示溫度低于180℃時，宜適當提高螺筒、螺桿設定溫度或給料速度。
8.3 在擠出速度一定條件下，給料速度是調控剪切熱的有效手段：在減少給料速度，調整計量段設定溫度和顯示溫度溫差的同時，又致使給料段設定溫度和顯示溫度溫差更大時，才有必要降低擠出速度，以便延長物料在給料段的停留時間，吸收外加熱，促進塑化。
8.4 合流芯設定溫度以確保熔體截面溫度均衡、一致為依據：設定溫度過低，會使熔體表面流動速度過慢，影響從口模擠出制品成型質量;設定溫度過高，會使熔體表面流動速度過快，同樣影響從口模擠出制品成型質量。
8.5 更換螺筒與螺桿：更換時一定要嚴格檢查與調整螺桿各段軸向間隙，防止因某段間隙過小，致使物料或熔體局部過熱，擠出機工作一定時間，及時調整螺桿與螺筒徑向間隙，以延長其工作壽命。
8.6 優化擠出工藝溫度：可以實現不同規格、剪切性能擠出機，在不同擠出量條件下，只要顯示溫度處于可控狀態，都可以實施同一工藝溫度下擠出。從而實現提高制品質量，減緩擠出機磨損，延長其工作壽命，進一步降低成本，方便管理，及時發現和有效處理故障的多層目標。
8.7 優化工藝是有前提條件的：當擠出機超負荷擠出，設備與電器、儀表處于故障狀態，顯示溫度不受控;原料、配方有關助劑，混料等因素，影響物料塑化度時，都應采取相應對策處理，從而為優化工藝奠定良好的基礎。
青島賽諾專注聚乙烯蠟等助劑的研發、生產、應用工作，為您提供抗析出、高潤滑、分散好的產品體系。公司擁有成熟的技術研發團隊，擁有先進的實驗室對外開放，為有需求的客戶提供配方優化、降本增效等技術支持，同時為順應環保要求，我們還為企業提供助劑一包化、助劑無塵化服務。
