روند اکستروژن PVC
در - بررسی عمق تکنیک های تولید برای لوله های پلی وینیل کلرید (RPVC)
پلاستیک پلی وینیل کلرید (PVC) یک سیستم پلیمری مؤلفه چند {{0} را نشان می دهد که می تواند با مواد افزودنی مختلفی برای دستیابی به خصوصیات بدنی مختلف بسته به کاربرد مورد نظر تدوین شود. فرآیند اکستروژن PVC برای لوله های پلی وینیل کلرید سفت و سخت (RPVC) به یکی از مهمترین تکنیک های تولید در صنعت پلاستیک تبدیل شده است و باعث می شود راه حل های لوله کشی مؤثر برای کاربردهای بی شماری تولید با دوام و هزینه {2}.
تولید همه کاره
فرآیند اکستروژن PVC امکان تولید لوله ها با خواص مختلف را از طریق کنترل فرمولاسیون دقیق فراهم می کند.
هزینه - تولید مؤثر
فرآیندهای بهینه شده و فرمولاسیون مواد ضمن حفظ استانداردهای کیفیت ، هزینه های تولید را کاهش می دهد.
محصولات نهایی با دوام
لوله های RPVC که از طریق اکستروژن مناسب تولید می شوند ، مقاومت شیمیایی عالی و عمر طولانی مدت را ارائه می دهند.
خصوصیات و طبقه بندی مواد
لوله های PVC به دو نوع اصلی طبقه بندی می شوند: انعطاف پذیر و سفت و سخت. لوله های پلی وینیل کلرید سفت و سخت (RPVC) از طریق فرآیند اکستروژن PVC با مخلوط کردن رزین PVC با تثبیت کننده ها ، روان کننده ها و سایر عوامل کمکی تولید می شوند. سپس مخلوط یا گرانول شده و متعاقباً اکسترود شده یا مستقیماً از فرم پودر پردازش می شود.
فرآیند اکستروژن PVC برای لوله های RPVC موادی با مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی عالی و خواص عایق الکتریکی تولید می کند و آنها را برای حمل و نقل مایعات مختلف و خدمت به عنوان مجرای کابل ایده آل می کند.
یکی از مهمترین مزایای لوله های RPVC که از طریق فرآیند اکستروژن PVC تولید می شود ، سهولت ساخت آنها است. این لوله ها را می توان به راحتی برش ، جوش داده شده ، پیوند و گرما- خم کرد ، که به طور قابل توجهی نصب و استفاده در برنامه های متنوع را تسهیل می کند.
انواع اکسترودر برای پردازش PVC
تک - اکسترودرهای پیچ
به طور معمول هنگام استفاده از مواد گرانول در فرآیند اکستروژن PVC استفاده می شود. آنها سادگی و هزینه-} اثربخشی را برای تولید استاندارد ارائه می دهند.
دوقلو - اکسترودرهای پیچ
برای پردازش پودر مستقیم در فرآیند اکستروژن PVC ترجیح داده می شود ، زیرا آنها ویژگی های اختلاط و انتقال برتر را با کنترل دقیق تر ارائه می دهند.
توجه: دمای پردازش مواد پودر در فرآیند اکستروژن PVC باید تقریباً 10 درجه پایین تر از مواد دانه ای برای دستیابی به نتایج بهینه باشد.
انتخاب مواد اولیه برای فرآیند اکستروژن PVC
انتخاب رزین
فرآیند اکستروژن PVC نیاز به انتخاب دقیق رزین PVC با درجه پلیمریزاسیون مناسب دارد. به طور کلی ، رزین های SG-5 یا XS-4 با درجه های پلیمریزاسیون نسبتاً پایین برای فرآیند اکستروژن PVC انتخاب می شوند.
در حالی که درجه های پلیمریزاسیون بالاتر خصوصیات مکانیکی-}}}}}}} را فراهم می کند ، آنها همچنین منجر به جریان پذیری ضعیف رزین می شوند که این امر مشکلات پردازش را در طی فرآیند اکستروژن PVC ایجاد می کند. بنابراین ، رزین از نوع SG-5 با ویسکوزیته (1.8 ~ 1.7) × 10⁻³pa · s معمولاً برای فرآیند اکستروژن PVC انتخاب می شود.
سیستم تثبیت کننده
برای تولید لوله های سفت و سخت از طریق فرآیند اکستروژن PVC ، تثبیت کننده های مبتنی بر آلومینیوم- به دلیل پایداری حرارتی عالی آنها به طور کلی استفاده می شوند. سولفات سرب قبیله معمولاً در فرآیند اکستروژن PVC استفاده می شود ، اگرچه خاصیت روان کننده ذاتی آن نسبتاً ضعیف است.
در نتیجه ، معمولاً در ترکیب با صابون های سرب و باریم استفاده می شود ، که روغن کاری بهتری را در طی فرآیند اکستروژن PVC فراهم می کند. روان کننده های داخلی در فرآیند اکستروژن PVC به طور کلی از صابون های فلزی تشکیل شده است ، در حالی که روان کننده های خارجی از ذوب {1} ذوب - tox برای تسهیل جریان مواد و جلوگیری از چسبندگی به تجهیزات پردازش استفاده می کنند.
تثبیت کننده های مشترک
سولفات سرب قبیله
رهبری
باریم
کلسیم
آلومینیوم - ترکیبات مبتنی بر
پرکننده ها و تأثیر آنها
فرآیند اکستروژن PVC اغلب شامل پرکننده ها ، در درجه اول کربنات کلسیم و سولفات باریم (پودر باریت) است. کربنات کلسیم خواص سطح لوله های تولید شده از طریق فرآیند اکستروژن PVC را تقویت می کند ، در حالی که سولفات باریم باعث ایجاد شکل گیری و تسهیل پایداری ابعادی آسان تر می شود.
هر دو پرکننده می توانند هزینه های تولید را در فرآیند اکستروژن PVC کاهش دهند ، اما مقادیر بیش از حد ممکن است بر عملکرد لوله تأثیر منفی بگذارد.
برای لوله های فشار و خوردگی - لوله های مقاوم که از طریق فرآیند اکستروژن PVC تولید می شوند ، توصیه می شود علاوه بر این افزودن پرکننده را به حداقل برسانید یا از بین ببرید.
فرمولاسیون های معمولی fیا روند اکستروژن PVC
فرمولاسیون زیر در فرآیند اکستروژن PVC برای برنامه های مختلف لوله (قطعات وزن) استفاده می شود
| جزء | قطعات بر اساس وزن | عمل |
|---|---|---|
| رزین PVC سفت و سخت | 100 | پلیمر پایه |
| سولفات سرب قبیله | 4 | تثبیت کننده |
| رهبری | 0.5 | روان کننده/تثبیت کننده |
| باریم | 1.2 | روان کننده/تثبیت کننده |
| کلسیم | 0.8 | روان کننده |
| سولفات باریم | 10 | پرکننده |
| موم پارافین | 0.8 | روان کننده خارجی |
| سیاه کربن | 0.02 | تثبیت کننده/رنگدانه اشعه ماوراء بنفش |
این فرمولاسیون ها با دقت برای بهینه سازی فرآیند اکستروژن PVC برای برنامه های خاص و نیازهای عملکرد طراحی شده اند.
جریان فرآیند در فرآیند اکستروژن PVC
فرآیند اکستروژن PVC از دو تنظیم جریان اصلی گردش کار ، بر اساس مقیاس تولید ، در دسترس بودن تجهیزات و نیازهای خاص محصول انتخاب شده است.
مسیر اکستروژن مستقیم پودر
مسیر اکستروژن گرانول
پارامترهای پردازش بحرانی در فرآیند اکستروژن PVC
کنترل دما
PVC یک ماده حساس از نظر حرارتی است و تثبیت کننده ها فقط می توانند دمای تجزیه را افزایش داده و زمان پایداری را افزایش دهند اما نمی توانند به طور کامل از تجزیه در طی فرآیند اکستروژن PVC جلوگیری کنند. دمای پردازش بسیار نزدیک به دمای تجزیه است و کنترل دقیق دما و مدیریت نرخ برشی در طی فرآیند اکستروژن PVC کاملاً ضروری است.
"کنترل دما در پردازش PVC بسیار مهم است زیرا این ماده یک پنجره پردازش باریک بین دمای انتقال شیشه و شروع تجزیه آن نشان می دهد. پردازش بهینه به طور معمول در 15-20 درجه از دمای تجزیه رخ می دهد ، برای جلوگیری از تخریب و در عین حال حفظ ویسکوزیته ذوب کافی برای تشکیل عملیات ، نیاز به مدیریت حرارتی دقیق دارد."
(اسمیت و همکاران ، 2023 ، ژورنال ها. wiley.com)
دامنه دمای توصیه شده
تک - اکسترودر پیچ (آب - خنک شده)
منطقه خوراک140 ~ 160 درجه
قسمت عقب160 ~ 170 درجه
بخش میانی170 ~ 180 درجه
قسمت جلویی170 ~ 180 درجه
منطقه توزیع کننده/پشتیبانی180 ~ 190 درجه
دوقلو - اکسترودر پیچ (آب- خنک شده)
منطقه 1130 درجه
منطقه 2160 درجه
منطقه 3150 درجه
منطقه 4155 درجه
منطقه 5170 درجه
دمای خاص در فرآیند اکستروژن PVC باید بر اساس فرمولاسیون مواد اولیه ، ساختار اکسترودر و Die Head ، سرعت پیچ و سایر شرایط عملیاتی جامع تعیین شود.
مدیریت خنک کننده پیچ
در فرآیند اکستروژن PVC ، خنک کننده پیچ با عبور آب از طریق لوله های مس نصب شده در داخل هسته پیچ حاصل می شود. دمای پیچ به طور کلی در طی فرآیند اکستروژن PVC در 80-100 درجه کنترل می شود.
اگر درجه حرارت خیلی کم باشد ، فشار کمر افزایش می یابد ، بازده کاهش می یابد و در موارد شدید ، مواد ممکن است در خارج از کشور ، به طور بالقوه یاطاقان پیچ را خراب کنند. بنابراین ، خنک کننده پیچ در فرآیند اکستروژن PVC باید دمای آب خروجی را در 70-80 درجه حفظ کند تا از شرایط پردازش بهینه اطمینان حاصل شود.
کنترل سرعت پیچ
اصل انتخاب سرعت پیچ در فرآیند اکستروژن PVC به شرح زیر است: ماشینهای بزرگتر اکسترود کردن لوله های کوچکتر با سرعت کمتری کار می کنند ، در حالی که ماشین های کوچکتر اکسترود لوله های بزرگتر با سرعت بالاتر کار می کنند. برای فرآیند اکستروژن PVC ، سرعت پیچ معمولی عبارتند از:
20~40
r/min
SJ- 45 اکسترودر تک پیچ
10~20
r/min
SJ - 90 اکسترودر تک پیچ
15~30
r/min
دوقلو - اکسترودر پیچ
این محدوده سرعت از زمان اقامت بهینه مواد و شرایط برشی در طی فرآیند اکستروژن PVC اطمینان می دهد.
اندازه فشار و کنترل خلاء
در فرآیند اکستروژن PVC ، پس از ترک قالب ، باید پاریسون لوله بلافاصله اندازه و خنک شود. از دو روش اصلی استفاده می شود:
روش اندازه گیری فشار داخلی
در این رویکرد به فرآیند اکستروژن PVC ، هوای فشرده شده در داخل لوله معرفی می شود و سطح بیرونی را در مقابل دیواره داخلی آستین اندازه برای کنترل بعدی و نگهداری گرد قرار می دهد.
فشار هوای فشرده شده به طور معمول از 0.05 ~ 0.05 MPa در طی فرآیند اکستروژن PVC متغیر است. پایداری فشار بسیار مهم است و با نصب مخزن انباشت کننده فشار می توان به دست آورد.
فشار کافی در لوله های دایره ای غیر {{0}
فشار بیش از حد می تواند به مثانه هوا آسیب برساند
فشار نوسان Bamboo - مانند تقسیم بندی ایجاد می کند
دامنه فشار بهینه
0.05 ~ 0.05 MPa
روش اندازه گیری خلاء
این روش در فرآیند اکستروژن PVC از سطح خلاء 0.035 ~ 0.070 MPa برای ترسیم لوله در برابر آستین اندازه استفاده می کند.
دامنه خلاء بهینه
0.035 ~ 0.070 MPa
HAUL - بهینه سازی سرعت
HAUL - خاموش کردن باید با دقت با نرخ اکستروژن در فرآیند اکستروژن PVC هماهنگ شود. در شرایط تولید عادی ، سرعت خاموش- خاموش باید کمی سریعتر از سرعت خطی اکستروژن باشد ، به طور معمول 1 ٪ ~ 10 ٪ سریعتر در فرآیند اکستروژن PVC.
سرعت آهسته تر - خاموش باعث ایجاد دیواره های ضخیم تر می شود ، در حالی که سرعت سریعتر دیوارهای نازک تری تولید می کند و میزان انقباض طولی و استرس داخلی را افزایش می دهد ، از این طریق بر ابعاد لوله ، میزان صلاحیت و عملکرد در فرآیند اکستروژن PVC تأثیر می گذارد.
تأثیر Haul-} تغییر سرعت
خیلی آهسته (دیوارهای ضخیم تر) < 1%
دامنه بهینه1-10%
خیلی سریع (دیوارهای نازک تر)> 10%
کنترل کیفیت در فرآیند اکستروژن PVC
HAUL-} خاموش روش تنظیم سرعت
در طی تولید در فرآیند اکستروژن PVC ، اپراتورها می توانند لوله اکسترود شده را در مسیر HAUL- خاموش بدون بستن قرار دهند و اختلاف سرعت خطی بین آهنگ ها و لوله را مشاهده کنند. اگر سرعت خاموش- خاموش از سرعت اکستروژن در فرآیند اکستروژن PVC کندتر باشد ، برای افزایش سرعت باید تنظیماتی انجام شود تا تطبیق بهینه حاصل شود.
نظارت بر کیفیت محصول
کنترل کیفیت در فرآیند اکستروژن PVC نیاز به مشاهده مداوم ظاهر لوله ، اندازه گیری قطر بیرونی و ضخامت دیواره و تنظیم مجدد پارامترهای پردازش برای برآورده کردن نیازهای کیفیت دارد. پارامترهای کیفیت بحرانی که در طی فرآیند اکستروژن PVC کنترل می شوند عبارتند از:
دقت
تحمل قطر بیرونی به طور معمول برای لوله های استاندارد 0.3 ±
ضخامت دیواری
تنوع نباید از 5 ± در اطراف دور تجاوز کند
کیفیت سطح
پایان صاف و بدون نقص قابل مشاهده یا تغییر رنگ
گردی
تخمک گذاری باید کمتر از 1 ٪ قطر اسمی باشد
صمیمی
انحراف کمتر از 1 میلی متر در هر متر
فرآیند کنترل کیفیت
بازرسی مداوم بصری از سطح لوله اکسترود شده
اندازه گیری منظم قطر بیرونی با استفاده از کالیپر دقیق
بررسی ضخامت دیوار در چندین نقطه در اطراف محیط
تست پایداری بعدی پس از خنک کننده
تنظیم پارامترهای پردازش بر اساس اندازه گیری ها
ملاحظات پیشرفته در فرآیند اکستروژن PVC
تأثیر طراحی مرگ
طراحی قالب به طور قابل توجهی بر نتیجه فرآیند اکستروژن PVC تأثیر می گذارد. طراحی مناسب قالب ، توزیع ذوب یکنواخت ، افت فشار حداقل و ضخامت دیواره سازگار را تضمین می کند. طول زمین ، ابعاد شکاف و هندسه کانال جریان باید برای هر مشخصات لوله در فرآیند اکستروژن PVC بهینه شود.
راندمان سیستم خنک کننده
خنک کننده مؤثر در فرآیند اکستروژن PVC برای جلوگیری از تغییر شکل اکستروژن پست {{0} بسیار مهم است و از ثبات ابعادی اطمینان حاصل می کند. سیستم های خنک کننده به طور معمول از حمام های آب یا اتاق های خنک کننده اسپری استفاده می کنند که دارای 10 ~ 25 درجه هستند. برای جلوگیری از تشکیل بیش از حد استرس داخلی ، میزان خنک کننده باید متعادل باشد.
پیشگیری از تخریب مواد
با توجه به حساسیت حرارتی PVC ، فرآیند اکستروژن PVC نیاز به توجه دقیق به توزیع زمان اقامت دارد. اقامتگاه طولانی در دمای بالا می تواند باعث تخریب حرارتی ، آزاد شدن اسید هیدروکلریک و ایجاد تغییر رنگ شود.
عیب یابی موضوعات متداول در فرآیند اکستروژن PVC
نقص سطحی
نواقص سطح در فرآیند اکستروژن PVC می تواند ناشی از عوامل مختلفی از جمله کنترل نامناسب دما ، آلودگی یا نگهداری ناکافی باشد.
کوسه - اثرات پوستی
نرخ برشی بیش از حد را نشان دهید و نیاز به تنظیم سرعت پیچ یا مشخصات دما دارد
شکستگی ذوب کردن
پیشنهاد می کند مسائل مربوط به ورود به قالب که نیاز به بهینه سازی هندسه در فرآیند اکستروژن PVC دارد
بی ثباتی بعدی
تغییرات بعدی در فرآیند اکستروژن PVC اغلب از سرعت متناقض- خاموش ، نوسانات دما یا خنک کننده ناکافی ناشی می شود. نظارت سیستماتیک و تنظیم این پارامترها کیفیت محصول مداوم را در طول فرآیند اکستروژن PVC تضمین می کند.
مراحل عیب یابی:
تأیید کنید
ثبات دما را در تمام مناطق اکسترودر بررسی کنید
سرعت جریان و دمای سیستم خنک کننده را بازرسی کنید
پایداری سیستم اندازه گیری خلاء/فشار را بررسی کنید
تغییرات در خوراک مواد را بررسی کنید
شاخص های تخریب مواد
تغییر رنگ زرد یا قهوه ای نشانگر تخریب حرارتی در طی فرآیند اکستروژن PVC است. این امر نیاز به توجه فوری برای جلوگیری از خرابی محصول و آسیب تجهیزات دارد.
اقدامات فوری:
دمای پردازش را کاهش دهید
اثربخشی تثبیت کننده را تأیید کنید
گرمایش بیش از حد برشی را بررسی کنید
اقدامات پیشگیری:
طراحی پیچ را برای حداقل زمان اقامت بهینه کنید
سطح تثبیت کننده مناسب را حفظ کنید
بررسی های منظم تعمیر و نگهداری تجهیزات