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管材的加工性能

2019-06-06

pe复合管生产线管材的加工性能 

有研究表明,填料的含量对管材的加工性能影响显著。当填料含量较低时,由于填料分散于PVC粒子之间,妨碍了PVC粒子的熔融,从而减缓了物料的塑化速度,延长了塑化时间,但可有效提高PVC管材的刚性。填料加量过多则会提高物料的粘性,平衡转矩也会随之升高。 

研究发现,在实际的应用过程中,在不改变挤出成型模具的情况下增加填料,管材的外径出现了偏大的问题,并同时伴随着壁厚尺寸出现误差等问题。这是因为填料颗粒的加入限制了PVC分子链的旋转和移动功能,因而对那些与PVC分子链有关的材料性能均有影响。提高材料的模量会降低离模膨胀率和热收缩率,这样处于高温下的管坯在进入真空定径装置冷却定型的过程中,收缩比例减小,从而导致管坯的壁厚有所减小,出现壁厚达不到原有标准,甚至低于标准下限的现象。

管材挤出设备

填料含量的增加对挤出工艺的要求大为不同。随着填料含量的增加,在挤出过程中物料的扭矩值增大,导致在原有的挤出工艺条件下管材生产出现过塑化问题,且管材的挤出量随之下降,造成产量的降低。如图4所示,在相同的挤出工艺条件下,随着填料含量的增加,扭矩值和熔体压力呈逐步上升趋势。随着填料含量的增加,螺杆中物料的密度也随之增大,使得物料在挤压、剪切过程中的摩擦力增加,摩擦热因此急剧增加,从而导致螺杆、机筒4区(均化挤出段)的温度远远超出设定温度(如图5所示),而此时设备自身的冷却系统已达到满负荷状态,无法使该区温度继续下降,通常会高出设定温度15℃~25℃。这时若要缓解物料的过塑化问题,必须将实际温度降低至130℃以下,而在如此低的温度下生产管材,由于物料对螺杆磨损以及扭矩的上升对设备的安全运行极为不利,而且此时物料塑化所需的热能需要大量的机械能来转换,这样长时间的挤出运转势必会加剧螺杆及设备传动系统的损坏。

另一方面是填料本身对管材挤出设备的磨损。一般,各矿物性填料的莫氏硬度为2.5~3,即便是硬度低于钢材的填料,其尖角也会对设备有影响。从机筒抽真空处观察到的塑化情况与螺杆扭矩曲线上表现出的塑化情况对比发现,粒径大小以及粒径分布均匀程度直接影响混料的塑化时间和螺杆扭矩的变化,甚至颗粒大小、分布和形状相同的填料,若硬度较高,对料筒、螺杆、混料机桨叶,甚至是模具都会有较大的磨损。 

pe复合管生产线

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