Door welke factoren wordt de PVC hout-plastic extrusie beïnvloed?

Het extrusieproces van PVC-houtplastic wordt over het algemeen beïnvloed door factoren zoals vormtemperatuur, schroefsnelheid, doseersnelheid, tractiesnelheid, werkdruk van de extruder, uitlaatgassen en vacuümkoeling. Het extrusieproces hangt echter samen met het formuleringssysteem, de structuur en prestaties van de extruder, de productvorm, het matrijsontwerp, de kwaliteitsvereisten van het product en openbare werken; daarom is controle van het proces zeer belangrijk voor profielproducten. Welke factoren zullen het algemene PVC-hout-plastic extrusieproductie?

1. Het effect van temperatuur op laagschuimende producten

(1) De invloed van extrusietemperatuur

De smelttemperatuur speelt een belangrijke rol in de bubbelsstructuur, dichtheid en oppervlakte-eigenschappen van laagschuimende hout-plastic producten. De smelttemperatuur wordt ook beïnvloed door de K-waarde, de samenstelling van het recept en de afschuifkracht van het materiaal tijdens het extruderen.

De gasdruk in de bel tijdens het schuimen staat tegenover de smeltstructuur: als de materiaaltemperatuur te laag is, kan alleen een niet-buigende schuimstructuur ontstaan, wat veroorzaakt wordt door de hoge viscositeit van de smelt; als de materiaaltemperatuur te hoog is, zal de bel scheuren door de lage smelt, en gaat het meeste belgas verloren. Het temperatuurbereik voor een goede schuimtoestand ligt ongeveer tussen 180 ℃ ~190 ℃.

Temperatuurregeling is een van de sleutelfactoren voor schuimende producten. De vereisten voor de verwerkings-temperatuur van geschuimde hout-plastic profielen zijn zeer strikt. Een te hoge extrusietemperatuur zal ervoor zorgen dat het materiaal te veel schuimt, geen sterkte heeft of zelfs niet gevormd kan worden, wat leidt tot materiaalafbraak en carbonisatie van houtpoeder, resulterend in malplak; een te lage extrusietemperatuur zal vaak leiden tot slechte plastificatie en zal het oppervlak van het profiel krimpplekken vertonen, wat leidt tot verslechtering van de profieleigenschappen.

De temperatuur van het invoergebied van de cilinder mag niet te hoog zijn. Er is geen afzuigapparaat voor een enkel-schroefextruder. Als de temperatuur te hoog is, zal het schuimmiddel vroegtijdig afbreken en zal het materiaal bruggen vormen en zal het afknippen niet soepel verlopen. Daarom moet de temperatuur iets lager zijn, wat over het algemeen rond 145 ℃ wordt ingesteld.

De temperatuur van het comprimeringsgedeelte en het smeltgedeelte moet geleidelijk worden verhoogd. De temperatuur van het flansgedeelte en kopstemperatuur bepalen de dichtheid, mechanische eigenschappen en het uiterlijk van de producten.

Als de temperatuur van de flens en kop te hoog is, zal dit leiden tot breuk van de belgaten, ruw oppervlak, weinig sterkte, plak en oppervlak zonder huid, of zelfs helemaal niet kunnen worden gevormd; bij een te lage temperatuur zal het oppervlak gemakkelijk oneffen worden en slecht plastificeren. Om de hoofdmotor een bepaalde druk te laten produceren en het schuimen gelijkmatig te maken, moet de temperatuur van de machinekop iets lager zijn dan de temperatuur van het eindgedeelte van de cilinder.

De temperatuur van de machinekop moet uniform zijn, anders zal de wanddikte van het product ongelijk zijn en zal het profiel buigen. De extrusietemperatuur heeft een maximumwaarde bij de schroef ongeveer 3/4 in de cilinder, en daarna neemt deze geleidelijk af.

Verwarmingsgedeelte	Lichaam 1	Lichaam 2	Lichaam 3	Lichaam 4	Flens	Neus
Temperatuur/℃	115-125	135-145	155-165	175-185	160-170	165-175

Soms produceert het gesmolten materiaal dat uit de matrijs geëxtrudeerd wordt een intermitterend pulsfenomeen, omdat de smelttemperatuur te hoog is en het gas te vroeg geproduceerd wordt en het gesmolten materiaal uit de matrijskop geëxtrudeerd wordt.

Een te lage smelttemperatuur zal het oppervlak van de extrusie ruw maken, dus de temperatuur is een belangrijke factor om de schuimende massa te controleren. Soms kan een schuimmiddel dat niet volledig is afgebroken in de extruder nog blijven afbreken nadat het uit de machinekop komt. Voor betere producten is het erg belangrijk om de temperatuur van de smelt bij de uitgang van de matrijs te reguleren op een temperatuur die geschikt is voor atmosferisch schuimen.

(2) De invloed van koelwater-temperatuur

De koelwater-temperatuur van het gewone PVC-profiel is lager dan 15 ℃, terwijl het oppervlak van het geschuimde PVC-hout-plastic profiel niet gemakkelijk warmte afgeeft door het oppervlak te pellen. De koelwater-temperatuur van het algemene gieten wordt ingesteld op 5 ℃.

Een te hoge watertemperatuur zal zorgen voor onvoldoende koeling van het profiel, een hoog oppervlaktetemperatuur, een lage hardheid en een ongelijke druk tijdens het trekken. De waterstroom van het koelwater beïnvloedt ook de oppervlaktekwaliteit van het profiel. Als de waterstroom te klein is, zal het profieloppervlak te zacht en zonder huid zijn, en soms zal er onregelmatige huidverandering optreden; als de waterstroom te groot is, kan dit soms ook krimpplekken op het profieloppervlak veroorzaken. Onder dezelfde omstandigheden is de invloed van de watertemperatuur op de hardheid en Vicat-temperatuur van het profiel als volgt:

Vat  temperatuur	Flens  temperatuur	Kop  temperatuur	Water  temperatuur	hardheid	Vicat  temperatuur	Warmte  krimp  snelheid
145-175	165-170	170-175	5	70	78	1
145-175	165-170	170-175	15	58	76	1.5
145-175	165-170	170-175	22	50	75	2.2

2. De invloed van druk op laagschuimend profiel

De grootte van de bel en de dichtheid van het schuim zullen afnemen met toenemende extrusiedruk, terwijl het aantal bellen toeneemt met toenemende extrusiedruk. Het schuimproces is het proces van stijgende viscositeit, smeltuitbreiding, gasdruk van het schuimmiddel en atmosferische druk. De interactie tussen smelt en schuimmiddel is zeer belangrijk voor het extrusie-gieten van schuim.

Het schuim is minder vloeibaar dan het compacte materiaal. Als het product een dicht uiterlijk heeft, zal het alleen schuimen wanneer de smelt zich verwijdert van de bovenkant van de matrijsgrot. De hoge druk kan in de extruder en matrijsgrot gehandhaafd worden om het schuimmiddel continu in de schuimsmelt op te lossen. Het juiste schroefontwerp kan dit doel bereiken.

Zodra de smelt van het schuimmiddel de matrijs verlaat, daalt de smeltdruk scherp, wat leidt tot de scheiding van oververzadigd gas en gas-vloeistof in de smelt, waardoor een groot aantal bellen ontstaat. Om zo veel mogelijk bellen te vormen, is een nucleatiemiddel nodig dat gelijkmatig in de smelt verdeeld is.

3. De invloed van snelheid en tractiesnelheid van de hoofdmotor

Extrusiesnelheid hangt nauw samen met het type materiaal, dichtheid en vormgrootte, en zal beperkt zijn door de capaciteit van het gekoelde vormapparaat. De extrusiesnelheid is meestal 13-18r/min (diameter van de schroef is 65mm), en de maximale snelheid kan na normaal extruderen tot 25R/min worden geopend.

Bij het starten moet de snelheid van de hoofdmachine eerst langzaam zijn en daarna snel om te voorkomen dat de druk in de extruder te groot wordt en het apparatuur beschadigt. Wanneer het materiaal aan de kop van de extruder komt, wordt de snelheid geleidelijk versneld volgens de druk, en wordt de snelheid aangepast tot het bereik dat geschikt is voor tractie en koeling.

De hoge snelheid van de hoofdmachine zal de productdichtheid te groot maken, de trekker kan het profiel niet trekken, wat zal leiden tot het blokkeren van het materiaal door de sleeve; het zal ook hoge wrijvingswarmte in de cilinder veroorzaken, de materiaaltemperatuur verhogen, de matrijs uitzetten en de koeling moeilijker maken nadat het materiaal is afgevoerd.

De lage snelheid van de hoofdmachine zal leiden tot een ongelijk profieloppervlak, te kleine afmetingen en het materiaal blijft te lang in de cilinder, wat materiaalafbraak zal veroorzaken. Bovendien is het belangrijk om de stabiliteit van de schroefsnelheid te garanderen en fluctuaties in de materiaalstroom te voorkomen.

PVC-hout-plasticschuim kan een rupsbandtractor zijn, en de tractiedruk is over het algemeen 0,1MPa. De tractiesnelheid is over het algemeen vastgesteld, en de volheid van het profiel wordt aangepast door de snelheid van de hoofdmotor aan te passen. In de productie wordt de tractiesnelheid eerst op lage snelheid ingesteld, wacht tot de koeling normaal is, de extrusiesnelheid normaal is, en pas daarna de snelheid aan.

Onder dezelfde procesomstandigheden zal een te hoge trek snelheid leiden tot een dunne wanddikte en kleinere afmetingen van het profiel; een te lage snelheid veroorzaakt vaak blokkeringen en een lage productie-efficiëntie.

Onder dezelfde omstandigheden is de invloed van de trek snelheid op het profiel als volgt:

Host  snelheid  (r/min)	Trekken  snelheid  (m/min)	Profiel  draad  kwaliteit  (kg/m)	Dichtheid  (g/cm)	Profiel  Uiterlijk
14	1.14	2.05	0.75	Platte oppervlakte
14	1.2	2	0.72	Goed oppervlak
14	1.24	1.95	0.64	Plat met lichte  Krimpmerken

4. Invloed van de verblijftijd van het materiaal

De verblijftijd van het materiaal in de extruder vat en matrijs wordt beïnvloed door de materiaaleigenschappen en de voersnelheid. Als de verblijftijd te kort is, wordt het schuimend middel niet voldoende ontbonden en is de dichtheid van het eindproduct hoog; als de verblijftijd te lang is, ontleedt het schuimend middel te veel in het materiaalvat en kan het schuimend middel verder ontbinden bij de mondmatrijs, wat leidt tot een daling van de schuimdichtheid van het schuim en een stijging van de materiaaldichtheid.

Daarom moet de verblijftijd van materialen binnen het juiste bereik worden gecontroleerd:

Verblijftijd  in de hopper  van de reometer  (min)	Gemiddelde  bubbel diameter  (min)	Aantal  bubbels  in 1cm3 schuim/*104	Dichtheid van  schuim (g/cm3)
1	0.09	8.2	0.93
3	0.08	27.4	0.86
5	0.05	334	0.75
7	0.04	1120	0.6
10	0.09	134	0.47