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【科普贴】PVC压延生产过程部分解析(二)

                       
发布时间:2018-10-17 16:18:49 星期三

产速对生产的影响

车速过高:

1.导致内摩擦剪切力及由此在辊隙间可能出现大量的“ 热集聚”,导致整个分子链取向(分子取向和松弛程度不一),引起展平不良(分子链取向程度不一样,导致回缩不同,圆周即使很好)和收卷包气(取向程度不一样,圆周即时控制很好,但由于部分点勒得很紧,导致气无法排出)

2.弹性势能增加(弹性形变变大),在设备中时物料内应力释放减少,熔体强度变小(熔体强度随熔体流动速率的升高而降低,速度越高,材料易熔垂,熔体强度也就低)熔体山水纹加重,表面更易不平整,影响后道印刷等。

(在一定范围内提高应力或应变速率会使流道中可逆弹性形变增加,使离模膨胀加重;降低聚合物熔体温度,是进入模口区的弹性应变增加,松弛时间延长也会是离模膨胀加剧)(弹性形变、松弛程度、熔体强度)

3.分离力变大,导致辊筒饶度变化,产生中高。

4.对金属剥离性产生影响,车速过快,横向料温由于“ 热集聚”的点以及散热作用,料在下轮不稳定,吊料波动,影响圆周,饵料易跑,引起圆周问题。(与PVC的金属剥离性的大小有关系)(第一积料也在高产速的情况下,变得不稳定,边缘易生)

5.车速高,虽然剪切力增加,但物料经热时间缩短,更容易引起积料和贴附在轮面上的物料的温度不均匀,使得混合体系中含有生料,产生深气斑;同时存在分子取向程度存在不一致。

 

饵料跑,圆周变化

出现饵料跑的原因:

1.物料:(配方)产生的不同黏附性(碳酸钙含量、软硬度、润滑和析出,R4温度对料温的影响等)

2.熔体强度:熔体强度低,导致产品不耐拉;有缺陷的地方,稍微一拉,缺陷更大(碳酸钙、润滑、软硬度)

正常碳酸钙含量越高,饵料跑得越严重(1.熔体强度变差,不耐拉;2.料与金属黏附性能变差,不稳定。)

3.被黏附表面是否干净以及表面温度:(让物料比较正常通过)(下轮表面及引取轮表面)

不干净导致R4处吊料不稳定,波动大;第一引取轮脏可以等同引取轮速度会产生波动,导致料出现一顿一顿的现象,影响吊料平稳性。适当增加或减少R4温度,平衡料与下轮的粘附力。

一号引取轮表面是否干净,不结的表面,会是薄膜不能顺利通过此轮子,间接影响物料在下轮吊料是否正常。

4.积料、剪切问题:

调整:让积料边上圆润,这样才耐拉  1.第一积料小一点烂一点,边上不要有生料;2.第二、三积料冒出来一点,适当做大(第一积料边上下来的生料在第二积料补充和塑化(流动性)的均一;3.主机速比小一点,减少间隙,增强剪切;

积料太小,导致旋转更厉害,剪切热变大,很容易变得不均衡,影响R4吊料的稳定性,可适当增加第三积料的大小;

积料大时,辊轮接触积料的面积变大,辊轮的温度被迫上升,下轮吊料上升,可能会出现吊料不稳定,容易晃动。

5.吊料位置不适当:易出现上下晃动(特别是边缘位置):适当增加或降低拉比,较少波动。

6.速度:高速生产时,易发生饵料跑的问题,吊料不稳定。

额外解决措施:引取轮处使用导轮压住,减少跑动

对于薄制品:混炼过度,料更容易黏附金属,易在下轮晃动,导致饵料跑动;混炼不足,料的熔体强度不够,不耐拉,导致饵料跑。

 

冷气斑,半针孔

影响因素:

1.R1、R2、R3、R4速度、速差(控制第一积料,适度旋转,加强第一排气,减少对第二、三积料影响)以及主机后道的拉比

速比大时,物料对辊筒贴覆好,过大将产生包辊现象,制品厚度不均,产生过大的内应力,使制品的尺寸收缩率增大;反之,速比过小,物料吸辊性差,容易夹杂气泡使制品出现气泡。

主速过快,料经热时间变短,料的温度易不均匀,导致料中含有生料,导致冷气斑。12#2018年A轧电机故障,此条线降速生产,冷气斑较之前减少很多。

2.第一积料大小及生熟程度

3.第二、三积料大小和形状(主要是辊轮的中高度和交叉程度不一样影响)

每个机器都有一个合适的第三积料大小,有时第三积料不能过小(1.过小旋转加快,导致气被包进去,导致大量气斑;同时由于控制的因素,导致第一积料大小和生熟发生变化,影响第三积料大小,导致半针孔;升降速导致第三积料大小变化),第三积料无法不小时,必须各段生产稳定,保证第一积料大小和生熟基本不变。

第三积料大小的均匀性会严重影响生产是否顺畅,9#2017年生产厚制品,高聚合度的订单,在通过调整中轮间隙油压,使第三积料大小变得非常均匀,生产变得正常。

4.辊轮温度、温差

辊筒温度设定差异性过大,积料温度被低温辊筒降低,导致积料流动变差,旋转出现问题,中间易夹杂生料,导致半针孔。

聚合度越大,加工条件越苛刻,辊筒温度越高,温差越小。

为平衡下轮吊料高低,可加大提高中轮温度,降低下轮温度,保证物料流动性

5.料的塑化程度(加工助剂PA-40,加多了,PVC链间作用力增强,气包在里面出不去)

6.配方中的滑性

金属辊筒上附有析出物,物料对辊筒包覆不好,容易夹入空气。此时应该立即清理辊筒,清除析出物。

配方中每一种填料或助剂混合、相容性不好时,都会有析出的倾向

外润滑太多:润滑多或物料相容性差,辊轮对物料的剪切力降低,剪切热变少,流动性变差,排气不畅

(珠光粉产品,直接在万马力添加,主机表面析出严重,冷气斑较多;在高搅机添加,析出减少,冷气斑变少;)

 外润滑不足:太粘附轮子,对金属剥离性差,气包在里面排不出去

配方、填料/颜料对物料的粘度影响程度(流动性),相容性和作用力大小(熔体强度:剪切热影响流动性),还有对金属剥离性的影响(包辊性问题)

蓝色料易出现气斑:酞菁颜料表面是非极性与PVC相容性差,同时析出在辊筒表面的颜料长时间后碳化产生粘轮 ,白色硅胶轮上有 颜色析出,产品容易有冷气斑。 )填料一般对析出有较好的抑制作用。这是因为它们对辊筒产生研磨作用, 从而将析出物吸附走。

生产时发现:稳定剂外润滑差时,料容易粘附主机,冷气斑和半针孔的问题比较多

7.辊轮表面材质

   不同材质对PVC的粘附力不一样

8.辊轮表面粗糙度,影响排气顺畅度(往复牵引抛光、 vapor honing气相珩磨)

 生产厚制品时,部分厂家会喷砂研磨辊轮,使辊轮表面变得粗糙

在注塑生产时,抛光度太高会致使模内产生真空,从而使使制品吸附于模具内壁,另一方面,抛光度太低也会造成脱模困难(对于压延,辊轮太光,粘附性加强,排气性变差;辊轮太毛糙,容易粘料)

表面粗糙度形成的原因主要有:1.加工过程中的刀痕;2.切削分离时的塑性变形;3刀具与已加工表面间的摩擦;4.工艺系统的高频振动。无论采用哪种加工方法所获得的零件表面,都不是绝对平整和光滑的,放在显微镜(或放大镜)下观察,都可以看到微观的峰谷不平痕迹。因此新设备生产时会产生排气不畅问题及分子流动取向问题,导致收卷或存储时出现问题

9.进入主机的物料情况

物料温度(流动性)是否达到要求,温度是否均匀(中间是否有冷料),且冷料是否可以主机温度和剪切热达到生产需求。

10.设备问题

是否有设备温度导致一些油压表面上看没有问题,但由于力的分散,导致油压间接变化,导致轮子变形出现变化,导致第三积料形状发生变化,导致半针孔

综上:在PVC配方析出和黏附性正常的时候,只要保证物料的流动性(温度或加工助剂)正常,冷气斑和半针孔的问题基本可以解决,生产条件和各段控制并不需要那么严格。

 

收卷包气

影响因素:

1.收卷张力:导致料对轮子的贴附性发生变化,收卷松紧,排气性能

2.收卷温度:料温太低时,软质PVC较硬,与轮子的贴附性变差,易出现由于气泡变大,导致打折,温度高一点情况会好转很多;但温度也不能太高,太高容易翘边。

3.积料流动方向因为辊筒发生诡异变化

导致的原因:1.吹气大小、位置不真确;2.轮子表面形貌沟壑引起的流动方向变化;3.设备排布如引起轮到压花轮之间的相对位置不对,导致进压花的料有泡泡,影响温度的均匀性,导致收卷应力不同,收卷出现包气打折等。

4. 温度是否均匀:

包含:1.辊筒温度的均匀性;2.料温是否均匀(是否有热集聚点);3.吹气影响等导致分子取向程度不一样的因素。内应力不同,部分点勒得比较紧。

5.产品规格(厚度、门幅、软硬度)生产比较薄,比较硬的产品,更容易有包气打折

原因:1.产速较快,静电大,料的静电与收卷辊筒之间形成排斥,易鼓泡导致打折。

厚制品,虽然产速跟薄制品产速差不多,由于厚制品自重大,静电荷斥力小于制品自重,影响程度就小很多。

2.料薄,产速快,无法让冷却轮温度提升,导致料偏冷。

3.料硬,稍微有点外力一蹭就会打折,没有韧性。

综上:贴附性、分子取向、静电作用三个作用共同影响,不同规格制品,三个因素的影响因素不同。

 

中轮

交叉:

交叉越大,除会引起两边厚度变大,降低中高;还会使分离力变小(轧钢原理),降低中高;以及2、4点变小。

间隙消除:

间隙消除油压设置大小会影响中轮形变(影响中高、中低),从而影响第二、三积料形状,尤以第三积料最为明显。

在正常生产时交叉量越大,说明辊筒之间的间隙变化程度加大,导致补偿加大,而辊筒间隙变化和补偿变化不吻合,导致三高两低的现象越来越严重,第三、第二积料的形状(不是大小,而是大小的均匀性)发生变化,导致生产异常。

每一种规格的产品在一定的速度、速比生产下产生的分离力(变化)、中轮的中高度(定值)、轮子自重(定值)的形变,应该调整、复配中轮的间隙消除油压(可变值),通过中轮的形变,更好地控制积料的形状。

 

三高二低

原因:

分离力:迫使辊筒沿轴向长度发生弯曲弹性形变,使辊筒间的距离在中心最大,而向两边逐渐减小, 形成腰鼓形。

散热:压延机辊筒轴向散热速度的差异, 影响料片两边的加工温度往往偏低。

缩边:牵引冷却过程中,两端( 尤其是边部3-5cm范围更明显) 较易早冷收缩,即人们常称的“缩边”现象。

这种解释能较合理地说明:为什么没有轴交叉,没有辊弯曲、甚致连辊筒中高度都没有的压延机,生产的膜片同样存在“三高两低”。(“中高”由辊筒挤压形变产生,“边高”因边缩和辊筒边缘散热而得)

设备上可通过压延机辊筒研磨方法使辊筒在两边近中区略有凹下。

加强因素:

交叉越大,三高二低越严重(辊筒轴线交叉曲线与辊筒挠度差曲线之间的差异,因此辊筒轴线交叉对辊筒挠度的补偿也非完全补偿,这使得辊筒交叉压延所获得的制品在横截面上往往产生厚度上的“两高三低” ,呈不均匀的马鞍形,这种现象通常称为U形效应。同时, 辊筒轴线互相交叉后,对压延制品产生扭转作用, U 形效应与压延扭转作用会随辊筒轴线交叉角甲的增大而增大,因此通常将辊筒的轴线交叉角限制在2度以内)

减弱因素:

1. 制品中高大一点

2. 积料(特别是第二积料)大一点,使积料旋转不一导致在此点的拐点外移。(在2,4点的温度集聚。温度高,辊筒膨胀,此处厚度变薄)(纺锤形:积料越小,旋转越厉害;两端的积料旋转最厉害,但由于散热作用,导致厚度反而大)

3. 提高中轮温度,做高第二积料温度,使积料温度随积料大小和旋转(纺锤形)影响降低,减少温度的不统一;同时中轮温度升高,与PVC料边缘接触的辊筒温度升高,辊筒膨胀,厚度变薄,减少交叉使用量,还可以使由于边缘效应导致的拐点外移,使2,4点没那么低了(中轮温度升高,对第二积料中间温度影响不大,对边缘影响较大)(2017.3 6#生产时,中轮温度比正常上升15℃,两端圆周变小,塌下去了,基本无法调整,同时下轮吊料特别高)

4. 速比靠近(特别是上轮和中轮速比)减少积料旋转速度,减少由于旋转造成的积料温度偏差过大

5. 摇摆位置,使第一积料生熟均匀。

为什么门幅越宽,三高二低会越严重

门幅越宽,第二积料纺锤形越严重,越易出现拐点(拐点的定义:积料的纺锤形严重,近中区和近边区之间,由于积料旋转速度不一导致的热量不一,边缘又由于设备散热以及生产时拉伸刀子的缩边,引起的一个较小的区域)。

 

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