PVC-U管件生产中“白斑”产生的机理及解决办法

PVC-U管件生产中“白斑”产生的机理及解决办法 PVC-U管件生产中“白斑”产生的机理及 解决办法 麟鞠聚氯乙烯PolyvinylChloride2006年第9期NO.9,2006 PVC—U管件生产中"白斑"产生的机理及解决办法 张翔 (淄博鲁中房地产开发股份有限公司,山东淄博255035) [关键词]PVC—U;管件;注射;白斑 [摘要]通过注射过程中PVC熔体在模具内的流动过程,指出了PVC—U管件 制品"白斑"形成的原 因,提出了在生产过程中消除"白斑"的,主要有调整工艺条件及,改进模具 设计等. [中图分类号]TQ325.3[文献标识码]B[文章编号]1009—7937(2006)09—0012—03 Theformingmechanismof"whitespots"during theproductionofPVC—Upipefittingsandthesolutions ZHANGXiang (ZiboLuzhongRealestateDevelopmentInc.,Zibo255035,China) / Keywords:PVC—U;pipefittings;injection;whitespot Abstract:ThroughanalyzingtheflowbehaviorofPVCmeltinmoldduringinjection,reasons forforming"whitespots"inPVCpipefittingproductswereindicated,andmethodsofelimina ting the"whitespot"duringproductionwcrcproposed.whichmaily . includedadjustingprocesscondi— tionsandtbrmula,improvingthedesignofmoldandSOon. 前言. 聚氯乙烯具有流动性差,易分解,加工温度与分 解温度相近等缺点,与其他塑料相比,其注塑加工更 加困难.随着硬质聚氯乙烯管材的广泛应用,注塑 管件的需求量越来越大.在聚氯乙烯管件生产过程 中经常出现的问题就是"白斑",即在管件的浇口附 近产生白色斑块."白斑"对产品的外在质量和内在 质量都会带来不良影响.通常情况下,如果操作不 当或模具,配方设计等出现问题,"白斑"会在生产初 期出现,产生大量的废品.生产效率降低,给生产带 来很大的影响.笔者在多年工作经验的基础上,进 一 步分析"白斑"产生的机理,并提出解决办法,希望 对PVC加工企业的生产有一定的借鉴意义. 1内在原因分析 从聚氯乙烯在模具内的流动过程,分析"白斑" 产生的内在原因.聚氯乙烯的注塑过程见图1. 出制品——开模——冷却..J取出制品—?一开模—_一冷却—一 图1PVC注塑过程示意图 聚氯乙烯粒料首先在料筒加热器和螺杆的作用 下,不断熔化,逐渐由粒状变为熔融状态;同时螺杆 一 边旋转一边后退,到达指定位置后,储料过程完 成.模具合拢后,物料在螺杆的作用下开始注射. 物料在模具中的流动过程为:熔融物料通过喷嘴进 入模具,沿主流道向前推进,热的物料遇到冷的模具 壁后,靠近模具壁部分迅速冷却,贴在模具壁上,形 成通道,中间未冷却部分沿通道继续推进;然后物料 到达浇口,经浇口的进一步剪切塑化,物料以更快速 度进入型腔,直至充满,从而进入保压阶段,经冷却 后,制品成形,开模取出制品.从物料在型腔的流动 过程看,前锋熔料是留在流道或浇口附近的.位于 * [收稿日期]2006—06—19 [作者简介]张翔(1968一),男,师,毕业于江苏化工学院,研究方向为聚氯乙烯加 工,1993,2004年在齐鲁武峰 塑咬有限公司工作,2005年到淄博鲁中房地产开发股份有限公司工作. 12 第9期张翔~PVC-U管件生产中"白斑"产生的机理及解决办法麓8 注射料简喷嘴处的物料塑化程度较低,如果工艺调 整不到位,模具设计不合理,前锋冷料没有完全留在 主料道和冷料井内,而是进入制品,就会导致"白 斑".由此可见,"白斑"主要是前锋冷料进入制品造 成的,因此消除"白斑"的核心就是通过各种方式使 前锋冷料留在制品以外.下面具体分析产生"白斑" 的原因及应对办法. 2调整注射工艺指标 注射工艺主要包括温度,压力,速度3个方面, 要消除制品"白斑",就要把注射工艺凋至最佳. (1)注射温度的调整 料筒温度分布示意图见图2. ' [鉴l兰l耋llI 图2料筒温度分布示意图 料筒温度的设定通常是从储料罐一端开始由低 到高设定,储料罐的下面应用冷却水冷却,防止由于 温度过高导致架桥.一般情况下,喷嘴温度应比一 段温度略低,因为物料经过喷嘴时会由于较强的剪 切作用导致PVC物料温度上升,可弥补加热的不 足.在生产初期,料筒温度虽已达到设定温度,但料 筒内的物料并没有达到设定的温度,这时会出现物 料塑化不足,产生"白斑",应当提高料筒温度.在喷 嘴段,通常没有加热片,温度比较低,因此可以在开 机阶段设定喷嘴温度比,段温度略高. 例如,产品为110正三通,机器型号为LP一 420,喷嘴176?(开机时178,180?),料筒一段178 ?,料简二段173?,料筒三段168?,料筒四段160 ?,料筒五段20?.该温度的设定根据配方的不同 会有所改变.开机正常后,应当尽快恢复正常的温度 设定,使喷嘴温度降下来,以免出现物料分解. (2)注射速度,注射距离,注射压力的调整 在多级注射的注塑机中,注射速度,注射压力通 常分为三段,即一段注射,二段注射,三段注射;注射 距离也分为三段,即一段注射距离,二段注射距离,三 段注射距离.在多年的工作实践中,笔者感到注射距 离,注射速度,注射压力的调整对于消除"白斑"具有 重要意义.一般来讲,一段注射距离应采用较慢注射 速度,较低压力,二段注射距离采用较快注射速度,较 高压力,三段注射距离采用较慢注射速度,较高压力. 注射压力应确保物料按照设定的注射速度推进物料 的前进,一般应与注射速度相匹配.一段注射较慢的 主要目的是使前锋冷料留在冷料井中,其注射距离不 宜太长,一般为3,5mm.如果距离过长,注射速度 过慢容易导致进入型腔的物料彻底冷却,出现注射不 满,或造成制品缺陷;如果注射距离过短,会导致冷料 进入制品,"白斑"不易消除.二段注射距离以较快注 射速度注射进去,目的就是要快速充满型腔.但鉴于 聚氯乙烯易分解的特点,二段注射速度也不能太快, 否则会出现严重分解,损坏模具.三段注射主要目的 是补缩,物料进入型腔后,遇冷收缩,导致制品不密 实,通过三段注射来使制品更加密实.在机器的调整 过程中,注射速度和注射压力的调整非常关键,尤其 是一段注射距离,注射速度.总结起来就是,一段注 射速度慢,距离短,二段注射速度快,距离长,三段注 射速度慢,距离短.具体实例见1. 表1具体实例 注:产品为11o正三通,机器型号为LP一420. (3)模具温度的调整 在生产过程中,模具温度过高会产生"白斑",这 种情况比较少见,但在工作中确实遇到过.在生产 开始的时候,由于模具温度较低,熔料在模具内的流 动性较差,前锋冷料比较容易留在冷料井中,制品不 会产生"白斑".随着生产的进行,模具温度逐渐升 高,熔料在型腔内的流动性增强,前锋冷料就有可能 进入制品,导致产生"白斑".这时应当进一步加大 冷却水量,使模具进一步冷却.如果仍然不起作用. 可以考虑降低一段注射速度和注射压力,使前锋冷 料留在冷料井内,从而消除"白斑". (4)调整配方,消除"白斑" 合理的配方是生产合格制品的基础,如果配方 不合理,即使工艺指标调整得再好,也不会生产出质 量较好的制品.导致"白斑"的配方主要是塑化不 足,由于PVC的加工温度和分解温度非常相近,因 此如何通过调整配方使物料在分解前实现塑化就是 问题的关键.一般来讲,对于塑化不足的配方.可以 考虑增加加工改性剂的用量来调整,例如增加ACR 的用量等.另外,也要考虑调整润滑剂的用量,注意 润滑的平衡.润滑剂分为内润滑剂和外润滑剂.内 润滑剂与原料的相容性较好.有助于降低塑化温度. 外润滑剂与物料的相容性较差,有助于降低物料之 间的摩擦力,降低分解的可能性.如果外润滑剂用 量不足会出现塑化过度,易分解,粘螺杆等问题.如 果润滑剂用量过多,会导致塑化不足,即使提高温度 也不容易使物料充分塑化,甚至会出现分解,无论如 13 聚氯乙烯2006丘 何调整都难以消除"白斑".这时就应当适当降低润 滑剂的用量,促进原料的塑化. 3改进模具设计,消除"白斑" 浇El位置选择不当,会导致"白斑"难以消除. 模具浇口形式有直浇口,侧浇口,环形浇口等,浇口 位置的选择对"白斑"的调整具有重要的作用.PVC 塑化比较困难,因此,在浇口位置的选择上一般以侧 浇口为主,尽量避免直浇口.因为侧浇口容易设置 冷料井,可以把前锋冷料留在冷料井内,便于制品的 调整.例如,在三通(160)的生产过程中,开始设 计的浇口是直浇口,很容易产生"白斑";调整为侧浇 口后,"白斑"就很容易消除了,如图3所示. 冷 图3直浇口调整为侧浇口 浇口大小不合适,也容易产生"白斑".如果浇口 过小,会导致充模困难,流速过快;浇口过大,会导致 前锋冷料进入制品.一般来讲,浇口不应小于5mm, 制品充模流程越长,浇口越大.壁厚越小,浇口越大. 冷料井过小或没有冷料井,"白斑"同样不易消 除.冷料井有多种形式,有燕尾形,半圆形,圆柱形, 梯形等多种形式.无论哪种形式,都要保证足够大的 冷料井,使之能容纳冷料,如图4所示.图4左图所 示的形式由于冷料井较小导致在调整过程中较难消 除"白斑";改为图4右图方式后,工艺调整就变得容 易多了,很快就会消除"白斑". 衄归图4冷料井的调整 4结论 (1)"白斑"主要是由于前锋冷料进入制品造成的. (2)调整工艺指标包括注射温度,注射压力,注 射速度等,可以有效消除"白斑".其中,注射温度的 设定应遵循自储料罐段由低到高的原则进行,开车 初期应适当提高喷嘴温度,有助于消除"白斑".注 射速度应遵循慢一陕一慢的原则,注射压力应遵循 低一高一略低的设定方式,注射距离应遵循短一长 一 短的原则.这些措施将有助于消除"白斑". (3)调整产品浇口位置,大小和冷料井大小等, 有助于消除"白斑".[编辑:杨彬] (上接第11页)使导电电子密度剧增,发生电子击 穿,绝缘击穿等不良现象.温度的波动影响测量电 流的变化,也会使导电电子密度,迁移率发生变化. 而这样测试的误差远远大于电流本身引起的误差. 3结语 提高PVC制品性能,保证产品质量是维护企业 信誉,树立企业品牌形象,增强市场竞争,搞活企业, 取得良好效益的根本途径.为了保证PVC电缆料 电气性能及其他性能指标的优异与稳定,在PVC电 缆料生产中应按原材料采购规范采购原材料,设计 科学合理的工艺配方,应根据不同原材料及时调整 工艺参数,加强工艺纪律,加强现场生产组织,管理 与监督,并保持生产环境的清洁卫生,重视科技的革 新与技术资料的收集,善于吸收借鉴他人的优势以 弥补自己的不足,严格按检验标准与技术要求认真 对每批原材料及PVC电缆料产品都进行检验与测 试,尽可能减少PVC电缆料性能波动的不利因素. [参考文献] [1]GB8815—88.软质聚氯乙烯塑料标准[s]. [2]刘耀南,邱昌容.电气绝缘测试技术[M].北京:机械工 业出版社,I994. [3]家正因之.电气绝缘工学[M].名古屋:名古屋大学,1992. [4]雀部博之(曹镛,叶成等译).导电高分子材料[M]. 北京:科学出版社,1989.[编辑:杨彬] 壳牌石油公司将在新加坡兴建乙烯裂解装置 毒荷兰壳牌石油公司最近宣布:在新加坡西南的毛广岛兴建一套年产80万t乙烯裂解装置.预计该装置的建设工程 崔将从2006年开始.最早于2009年投入使用.届时,新加坡的乙烯处理能力将增加近1倍.壳牌石油公司新建的乙烯裂睾 解装置将是壳牌东方石油公司的一部分.该公司是集炼油和石油化工于一体的综合性工程.壳牌石油公司将同时兴建 崔一座年产75万t的单乙二醇厂,并对壳牌毛广岛炼油厂进行改造扩建.这个将耗资数十亿美元的项目显示了壳牌石油鼍 覃公司在亚太和中东地区增加投资的决心.工程建成后,乙烯裂解装置将可以方便地通过现有的海底管道向裕廊岛上的 互单乙二醇厂,现有的和计划兴建的石油衍生品工厂以及其他主要客户提供石油裂解产品.互 掌(摘自《上海化工,2006,31(8):41)I} 蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂齐蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂蒂币蒂蒂蒂 14