[Научные наклейки] Частичный анализ процесса производства каландрирования ПВХ (1)

Однородность процесса каландрирования

1. Различные наполнители и добавки не могут быть равномерно распределены в каждой секции оборудования;

2. Температура материала в каждой секции оборудования неравномерна; разбрасывание материала с большей вероятностью приведет к неравномерному распределению и неравномерной температуре, что повлечет за собой ряд проблем.

3. Степень молекулярной ориентации (то есть одна и та же точка, как передняя, так и задняя стороны неровные) (при помещении в горячую воду материал естественным образом закручивается вперед): форма накопленного материала различна (многие веретенообразные) и неравномерное рассеивание тепла (охлаждение стойки).

Направление переноса температуры в процессе каландрирования

На практике люди обнаружили, что при работе на низкой скорости тепло обычно передается от прижимного ролика к изделию, а при увеличении скорости тепло передается в обратном направлении.

Температура в середине ролика часто выше, чем на концах. В процессе работы валика из-за изгибной деформации, вызванной боковым давлением материала, середина каландрированного изделия должна быть толще в поперечном направлении, однако чаще встречается явление истончения середины изделия.

Для того чтобы понять, что «тепло» течет от ролика к материалу или наоборот: используется термин «критическая скорость». Критическая скорость ролика — это скорость, при которой линейная скорость поверхности ролика достигает значения тепла, выделяемого при экструзии и сдвиговом трении ролика о расплав, равного теплу, необходимому для процесса формования пластмасс.

Когда линейная скорость поверхности ролика меньше этой скорости, ролик необходимо нагреть; напротив, когда линейная скорость поверхности ролика больше этой скорости, ролик не только не нужно нагревать, но и нужно охлаждать. Таким образом, критическая скорость ролика — это точка поворота ролика от необходимости внешнего нагрева до необходимости внешнего охлаждения. В основном это связано со свойствами обрабатываемого материала, толщиной изделия и соотношением скоростей роликов. В разных условиях критическая скорость ролика различна. Поэтому он обычно представлен диапазоном скоростей. Например, при каландрировании твердого ПВХ-пластика критический диапазон скоростей ролика составляет 25~30 м/мин. При производстве мягкого ПВХ нормальная температура накопления составляет около 190℃, а после снижения скорости на некоторое время температура накопления иногда составляет всего 160-170℃.

Свойства порошка ПВХ-смолы

Без фазового перехода, аморфный, высокополярный пластик

1. Сильная электроотрицательность облегчает прилипание к металлу (адгезия к металлу и высокая температура)

2. Сильная полярность и большие межмолекулярные силы вызывают проблемы размягчения ПВХ и высокую температуру плавления. Обычно для обработки требуется 160-200℃.

3. Плохая стабильность, легко разлагается

4. Высокая вязкость расплава (сдвиг во время обработки приведет к быстрому увеличению тепла трения)

5. Прочность расплава мала (плохая пластичность), что приводит к легкому разрушению расплава (ПВХ представляет собой молекулу с прямой цепью, короткими молекулярными цепями и низкой прочностью расплава

6. Релаксация расплава происходит медленно, что легко приводит к образованию грубой, тусклой и акульей кожи на поверхности изделия.

7. Тепловое расширение и сжатие (характеристики объекта)

8. Длина молекулярной цепи, эффект ориентации

9. Плохая текучесть, истончение при сдвиге (неньютоновская жидкость, псевдопластичность)

10. ПВХ-смола не передает тепло и силу сдвига в значительной степени, а образующийся расплав неравномерен

11. В основной цепи присутствуют хиральные атомы углерода и слабая кристаллизационная способность — атомы хлора более электроотрицательны, а соседние атомы хлора в молекулярной цепи отталкиваются друг от друга, расположены в шахматном порядке и расположены так, что способствует кристаллизации (это объясняет антипластификационный принцип действия)

Аномальный молекулярный поток

Молекулярная ориентация — неизбежная тенденция материалов в противоположно движущихся колесах; равномерность степени ориентации и равномерность релаксации молекулярных напряжений и ползучести в ходе процесса являются основой для влияния на нормальность ориентации и наличие проблем с намоткой и растеканием.

1. Внутренняя сила сдвига трения, ограничивающая скорость тонких изделий, может быть слишком высокой, и между зазорами между валками может происходить большое «накопление тепла», что приводит к нестабильной текучести и отслаиванию металлов, а также к расширению объекта под воздействием тепла и усадке под воздействием холода. Изменение толщины и неравномерное напряжение намотки.

2. Формула осаждения вызовет неравномерную передачу тепла в ролике, а также повлияет на направление молекулярного потока, что приведет к неравномерному напряжению намотки.

3. Направление шлифования поверхности ролика может влиять на направление молекулярного потока, что приводит к неравномерному напряжению намотки.

4. Неправильное управление продувкой главного двигателя воздухом также повлияет на молекулярный поток (релаксация напряжений, ползучесть), что приведет к неравномерному напряжению обмотки.

5. Неравномерность изменения температуры при растяжении пленки.

6. Происходит ли плеск или образование пузырьков воздуха в процессе вытягивания пленки (основная причина — неравномерное изменение релаксации молекулярных напряжений и ползучести, вызванное изменениями температуры)

7. Может ли расход теплопередающего масла в колесе главного двигателя плавно устранить перегрев материала, чтобы температура материала была в основном равномерной.

Влияние накопления материалов на производство

Плохое вращение накопленного материала приведет к неравномерной толщине изделия в горизонтальном направлении, образованию пузырьков в пленке и холодных рубцов на твердой пленке.

Причины плохой ротации запасов:

1. Температура материала слишком низкая или текучесть материала плохая из-за формулы

2. Температура рулона слишком низкая

3. Неправильная регулировка шага роликов

Первое скопление: размер, сырое и приготовленное, влияет на размер второго и третьего скоплений, что приводит к изменению толщины и окружности.

Размер второго накопления можно соответствующим образом отрегулировать, чтобы уменьшить влияние изменения первого накопления (изменение головки матрицы и т. д.) на толщину и окружность.

Второй аккумулирующий материал: преимущества соответствующего увеличения его размера: 1. Сделать температуру аккумулирующего материала более равномерной и уменьшить влияние накопления тепла; лучше контролировать окружность точек 2,2 и 4 (точка перегиба смещается наружу); 3. Уменьшить изменение первого накапливающегося материала на третий. Влияние накопления материала (степень влияния смягчается вторым накоплением материала); 4. Если второе скопление материала имеет много краев (около 20 см и более), то зазор между краями, вызванный сырьем первого скопления материала, вызван вторым скоплением материала. Буфер, недостающего материала для следующего раунда не так много, а отклонение приманки уменьшается.

Третье накопление материала: размер влияет на высоту нижнего подъемного материала колеса и устойчивость подъемного материала (1. Изменение температуры накопления материала; 2. Изменение площади контакта ролика с аккумулирующим материалом приводит к изменению температуры ролика)

Роль накопления:

Правильное накопление материалов может сделать пленку гладкой и уменьшить количество пузырьков, а пленка обладает хорошей компактностью, что увеличит эффект каландрирования. Этот метод применим к стирол-бутадиеновому каучуку.

Закон отсутствия накопления является противоположным и подходит для пластмасс или резины с более высокой пластичностью, например натурального каучука.