塑料异型材常见故障分析与对策

jiejie333

塑料异型材成型过程中分为三个阶段：第一阶段是原料塑化，即通过挤出机的加热和混 炼，使固态原料变为均匀的粘性流体；第二阶段是成型，即在挤出机挤压部件的作用下，使 熔融的物料以一定的压力和速度连续地通过成型机头，从而获得一定的断面形状；第三阶段 是冷却定型，即通过不同的冷却方法使熔融的物料将已获得的形状固定下来，并变为固体状 态。由此可见，影响制品质量的因素很多，包括材料、挤出机、挤出模具、牵引机等一系列 因素。常见塑料异型材质量缺陷有壁厚不均匀、弯曲、表面不平、表面划痕、型材震动、分 解线等，下面针对质量缺陷一一进行分析，并给出相应的解决对策。
　　壁厚不均匀
3 G0 q9 \+ t5 v　　口模板定位不准
# J0 Q; x$ J4 D  G) Y　　由于模头内模板定位不准，从而导致口模间隙不均匀，引起巴拉斯效应的程度不同，冷 却后最终导致制品的壁厚不均匀。
　　对策：校正模板间定位销，调节口模间隙。
9 u1 L' b5 W3 Y% d9 v" A2 w/ _　　口模的成型长度短
, \7 k- g+ ~: W" H! I7 ?, M　　口模的成型长度的确定是异型材挤出机头设计的关键。对于不同的制品，成型长度不一 样，壁厚的部分阻力小，流速快；壁薄的阻力大，流速慢。壁厚制品成型长度应比壁薄制品 长一些，用成型长度来调节速度，使出口处料流均匀。否则，制品将会出现厚薄不均及皱纹
　　对策：参照相关手册，适当加长口模成型长度。
　　模头加热不均
' i* Q+ o: B/ v) Z9 U　　由于模头加热板或加热圈的加热温度不均，使得模头内各处聚合物熔体粘度不一致，待 冷却收缩后，便产生不均匀的壁厚。
. O! o5 N4 E. R% ~　　对策：调整加热板或加热圈的温度。
# Z. _0 H$ h3 X/ W% k　　口模磨损不均匀
　　口模是成型型材表面的零件，与物料直接接触，会发生磨损和腐蚀现象。口模之所以发 生不均匀的磨损是由口模内壁与分流锥不同部分的物料流速、流量、壁压、阻力不同引起的 。塑料通过口模后能得到一定的形状和尺寸。因而口模磨损将直接导致厚薄不均。
　　对策：采用“节流与开源”的方法修补口模板间隙或分流锥角度。
' S- F  H" Q" x9 i4 s& [! }　　物料含有杂质堵塞流道
　　流道的堵塞使得口模出口处的流速不均匀，物料不平稳，从而引起制品壁厚不均匀。
　　对策：注意原料的清洁，清理模头流道内杂。
# O4 X' J9 Q- G& @　　弯　曲
　　壁厚不均匀
) _# T* b& x" i, x/ z8 |　　不均匀的壁厚自然引起制品冷却后的弯曲。引起壁厚不均匀的原因及对策如上述1所示 。
　　冷却不均匀或冷却不充分
) `  p6 c1 h. w4 M　　从口模挤出后的熔融料流在定型模中，通过冷却和真空吸附进行热交换和冷却定型，如 果型材各部分冷却不一致，那么由于各部分冷却收缩快慢不同会导致型材弯曲；或者在型材出了定型模及定型水箱后，局部温度仍然较高未完全冷却，在继续冷却时，型材局部收缩仍会引起型材弯曲。
% y2 E* V: @. m# P　　对策：降低冷却水的温度，检查冷却水路是否畅通，调节冷却水的流量，增加或堵塞水 孔。
　　定型模阻力分布不均匀
! S+ ?8 A. l; W" H1 e. U　　熔融的物料在定型模中由于冷却收缩会产生一定的阻力，如果阻力分布较悬殊，则会因 局部阻力影响导致型材在定型模中状态不一致引起型材弯曲。
　　对策：修补定型模，增加或减小阻力。
　　牵引速度不恒定
: z' C' I7 d! x1 E; A/ Z$ x　　牵引机的不同步、速度不恒定，使得熔融的物料粗细不均，冷却收缩后引起弯曲。
　　对策：检修牵引机，调整牵引速度。
　　表面不平
　　冷却不充分
) q7 }$ {4 r; Z* M5 ^/ l　　由于型材各部分冷却不充分，导致各部分冷却速度不一致，局部在定型后产生，从而引 起制品表面不平。
　　对策：疏通水道，增加水孔，加大流量。
　　真空度不够
　　塑料制品的几何形状和尺寸精度是由定型模来控制的。型材离开模头后，在自重作用下 ，变形相当严重，进入定型模后，在真空吸附的作用下，可以与定型腔吻合。如果真空度不够，物料没有与型腔完全吻合，将导致制品表面不平。
　　对策：检查密封性，疏通气道，提高真空度。
　　牵引速度过快
, V6 \3 C, r' u6 t4 U　　过快的牵引速度，与挤出速度不一致，型坯拉伸比过大，冷却后产生表面不平。
　　对策：适当调整牵引速度。
　　表面划痕
　　定型模是挤出模的重要组成部分之一，它直接决定着塑料制品的最终尺寸、几何形状和 表面粗糙度。
' E! o3 a8 n* P+ E2 K% h　　定型模粗糙度不够
　　对策：抛光定型模内腔。
' l  ?5 ^. V, }; v- Z$ O　　定型模各模板间接缝处不光顺
6 w3 x/ c# j3 _% F　　对策：抛光定型模各板。
5 f8 j. d8 C% i　　型材震动
　　牵引力过大
　　对策：通过上式估算牵引力，调整牵引力大小直至震动消除为止。
& k- P7 y6 l3 K  @% f( k6 d　　型材配方不合理
1 o7 h8 K  d* Y1 o　　塑料配方中含有一定量的塑料助剂，塑料助剂按其功能可分为增塑剂、稳定剂（包括热 稳定剂、光稳定剂、抗氧剂）、改性剂（包括填料、增强剂、增韧剂、偶联剂）、加工助剂 （润滑剂、脱膜剂、加工改性剂）、其他助剂（包括阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、交联剂） 。其中润滑剂的作用比较重要，它不仅仅改善聚合物的润滑性，而且还可以避免降解、提高 制品的韧性、降低加工的能耗、提高加工速率等等。塑料配方比例合适将带来许多好处； 如果比例不合适，将使制品性能降低，使制品发生翘曲，导致型材震动。
5 O2 T# c) d; t0 k; E9 N) m( L　　对策：调整配方，适当提高润滑剂（如硬脂肪酸、硬脂肪皂类、硬脂酸酯类等）的含量。
# n* a% ]3 m* M  V　　表面有分解线
　　口模结构不合理，机头内有死角
　　机头的物料流动流道应呈流线型，构件的连接处不应有死角和致使物料停滞的区域。如 果机头内的流道不是渐变的，急剧扩大或缩小，有“死点”和台阶，没有遵守物料流动的行 为，使得聚合物在该处降解，成型时产生分解线。
2 h1 D! Q" p5 e% \5 q　　对策：修整模具抛光流道，消除死角，减少物料在此停留的时间。
, Y% H/ j; W$ r　　原料热稳定性差
! Y/ I0 ?2 Q* d( T% W　　为了防止PVC在加工中发生降解，要选用适当的热稳定剂。它必须具备两大功能：①必 须在加工初期防止脱HCl反应的发生，②必须在脱HCl反应发生的情况下，能迅速和HCl反应 以减缓HCl对PVC进一步降解的自催化作用。
, f  D' ~! L4 x3 J. o　　对策：检查塑料配方，适当提高稳定剂的比例。
3 o/ G2 g9 l7 i5 g! ]1 l　　塑料异型材挤出模的故障不一定是单一的，可能是几种缺陷同时存在，应作为一个统一 的整体加以综合分析和考虑。