Які фактори вплинуть на екструзію деревопластика з ПВХ?

Процес екструзії ПВХ деревопластику загалом залежить від таких факторів, як температура формування, швидкість обертання шнека, швидкість подачі дозатора, швидкість тягнути, робочий тиск екструдера, вихлопні гази та вакуумне охолодження. Однак процес екструзії також пов'язаний із системою рецептури, конструкцією та характеристиками екструдера, формою виробу, дизайном форми, вимогами до якості продукту та громадськими роботами, тому контроль процесу має велике значення для профільних виробів. Які фактори вплинуть на загальний Виробництво ПВХ деревопластику методом екструзії?

1. Вплив температури на продукти з низьким піноутворенням

(1) Вплив температури екструзії

Температура розплаву відіграє важливу роль у структурі бульбашок, щільності та поверхневих властивостях деревопластикових виробів з низьким піноутворенням. Температура розплаву також залежить від значення K, складу рецептури та сили зсуву матеріалу під час екструзії.

Тиск газу в бульбашці під час піноутворення протилежний структурі розплаву: якщо температура матеріалу занадто низька, може утворитися лише несгибаема піноутворена структура, що спричинено високою в’язкістю розплаву; якщо температура матеріалу занадто висока, бульбашки розриваються через низьку в’язкість розплаву, і більшість газу з бульбашок втрачається. Діапазон температур для гарного стану піноутворення становить приблизно 180 ℃ ~190 ℃.

Контроль температури є одним із ключових факторів для піноутворених виробів. Вимоги до температури обробки піноутворених деревопластових профілів дуже строгі. Висока температура екструзії призведе до надмірного піноутворення матеріалу, його слабкої міцності або навіть неможливості формування, що спричинить розкладання матеріалу та карбонізацію деревної крихти, що призведе до залипання форми; якщо температура екструзії занадто низька, матеріал часто пластифікуватиметься погано, а поверхня профілю матиме сліди просідання, що призведе до погіршення характеристик профілю.

Температура секції подачі циліндра не може бути занадто високою. У односхідного екструдера немає пристрою для відведення газів. Якщо температура занадто висока, піноутворювач розкладатиметься завчасно, матеріал буде переплітатися, і відформовування буде нерівним. Тому температуру потрібно трохи знизити, загалом вона встановлюється близько 145 ℃.

Температуру секції компресії та секції плавлення потрібно поступово підвищувати. Температура фланцевої секції та головки визначає щільність, механічні властивості та зовнішній вигляд виробів.

Коли температура фланця та головки занадто висока, це призведе до розриву бульбашок, шорсткої поверхні, низької міцності, пастоподібності та відсутності шкірки на поверхні або навіть до неможливості формування взагалі; коли температура низька, поверхня легко стає нерівною та пластифікується погано. Щоб основний двигун створював певний тиск і забезпечував рівномірне піноутворення, температуру головки машини треба трохи знизити порівняно з температурою кінцевої секції циліндра.

Температура головки машини має бути однорідною, інакше товщина стінок виробу буде нерівною, а профіль — вигнутим. Температура екструзії має максимальне значення на шнеку приблизно на 3/4 довжини циліндра, а потім поступово знижується.

Секція нагрівання	Тіло 1	Тіло 2	Тіло 3	Тіло 4	Фланець	Ніс
Температура/℃	115-125	135-145	155-165	175-185	160-170	165-175

Іноді розплавлений матеріал, що випускається з матриці, викликає переривчасте пульсаційне явище, оскільки температура плавлення занадто висока, газ утворюється занадто рано, і розплавлений матеріал випускається з головки матриці.

Занадто низька температура плавлення призведе до шорсткої поверхні екструзії, тому температура є важливим фактором контролю піноутвореного тіла. Іноді піноутворювач, що не розкладається повністю в екструдері, може продовжувати розкладатися після виходу з головки машини. Для отримання кращих виробів дуже важливо контролювати температуру розплаву на виході з матриці на температурі, придатній для атмосферного піноутворення.

(2) Вплив температури охолоджувальної води

Температура охолоджувальної води звичайного ПВХ-профілю нижча за 15 ℃, тоді як поверхня піноутвореного ПВХ деревопластику не легко віддає тепло через шаруватість поверхні. Температуру охолоджувальної води для загального формування встановлюють на 5 ℃.

Висока температура води призведе до недостатнього охолодження профілю, високої температури поверхні, низької твердості та нерівномірного тиску під час тягнути. Потік води також впливає на якість поверхні профілю. Якщо потік води занадто маленький, поверхня профілю буде занадто м’якою та без шкірки, іноді з’являтиметься нерівномірна шкірка; якщо потік води занадто великий, іноді це також призведе до слідів просідання на поверхні профілю. За однакових умов вплив температури води на твердість та температуру Віката профілю виглядає так:

Бочка.  температура	Фланець  температура	Головка  температура	Вода  температура	твердість	Вікат  температура	Тепло  Просідання  швидкість
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. Вплив тиску на профіль з низьким піноутворенням

Розмір бульбашок та щільність піни зменшуються зі збільшенням тиску екструзії, тоді як кількість бульбашок зростає зі збільшенням тиску екструзії. Процес піноутворення — це процес зростання в’язкості, розширення розплаву, тиску газу піноутворювача та атмосферного тиску. Взаємодія розплаву та піноутворювача дуже важлива для екструзійного формування піни.

Піна менш рухлива, ніж ущільнений матеріал. Якщо виріб має щільний вигляд, бульбашки з’являтимуться лише тоді, коли розплав відходить від верхньої частини формувальної порожнини. Високий тиск можна підтримувати в екструдері та формувальній порожнині, щоб піноутворювач постійно розчинявся в розплаві. Відповідний дизайн шнека може досягти цієї мети.

Як тільки розплав піноутворювача покидає матрицю, тиск розплаву різко знижується, що призводить до розділення наднасиченого газу та газо-рідиної суміші в розплаві, утворюючи велику кількість бульбашок. Щоб утворити якомога більше бульбашок, потрібен зародник, який рівномірно розподіляється в розплаві.

3. Вплив швидкості та швидкості тягнути основного двигуна

Швидкість екструзії тісно пов’язана з типом матеріалу, щільністю та розміром форми, і буде обмежена потужністю пристрою для охолодження форми. Швидкість екструзії зазвичай становить 13–18 об/хв (діаметр шнека 65 мм), а максимальна швидкість може бути збільшена до 25 об/хв після нормальної екструзії.

При запуску швидкість основного двигуна спочатку має бути повільною, а потім швидкою, щоб уникнути занадто великого тиску в екструдері та пошкодження обладнання. Коли матеріал підходить до головки екструдера, швидкість поступово збільшується відповідно до тиску, а швидкість контролюється в діапазоні, що підходить для тягнути та охолодження.

Висока швидкість основного двигуна призведе до надмірної щільності виробу, машинка для тягнути не зможе витягнути профіль, що спричинить закупорення матеріалу в рукаві; це також призведе до високої тертя в циліндрі, підвищення температури матеріалу, розширення форми та підвищення складності охолодження після виходу матеріалу.

Низька швидкість основного двигуна призведе до нерівної поверхні профілю, занадто малого розміру та затримки матеріалу в циліндрі, що спричинить розкладання матеріалу. Крім того, важливо забезпечити стабільність швидкості обертання шнека та уникнути коливань потоку матеріалу.

ПВХ деревопластова піна може бути трактором ковзового типу, а тяговий тиск зазвичай становить 0,1 МПа. Швидкість тягнути зазвичай фіксується, а повнота профілю регулюється шляхом зміни швидкості основного двигуна. На виробництві швидкість тягнути спочатку встановлюють на низьку швидкість, чекають, поки охолодження стане нормальним, швидкість екструзії стане нормальною, потім регулюють швидкість.

За однакових умов процесу, занадто висока швидкість тягнення призведе до тонкої товщини стінок і менших розмірів профілю; занадто низька швидкість часто спричиняє затримки та низьку ефективність виробництва.

За однакових умов вплив швидкості тягнення на профіль такий:

Хост  швидкість  (обертів/хвилина)	Тягнення  швидкість  (метрів/хвилина)	Профіль  дрот  якість  (кілограми/метр)	Щільність  (грами/сантиметр)	Профіль  Зовнішній вигляд
14	1.14	2.05	0.75	Рівна поверхня
14	1.2	2	0.72	Добра поверхня
14	1.24	1.95	0.64	Рівна з легким  Сліди від усадки

4. Вплив часу утримання матеріалу

Час утримання матеріалу в циліндрі екструдера та формі залежатиме від характеристик матеріалу й швидкості подачі. Якщо час перебування занадто короткий, пінильний агент не розкладеться достатньо, і щільність кінцевого продукту буде великою; якщо час утримання занадто довгий, пінильний агент розкладеться надто сильно в циліндрі, а продовження розкладання вже в формі може призвести до зменшення щільності піни та збільшення щільності матеріалу.

Тому час утримання матеріалів слід контролювати в адекватному діапазоні:

Час перебування  в бункері  рheometer  (хвилини)	Середній  діаметр бульбашок  (хвилини)	Кількість  бульбашок  в 1 см³ піни/*10⁴	Щільність  піни (г/см³)
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