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如何避免吹塑过程中的物料氧化

日期:2017年2月4日

  对于吹塑成型的HDPE制品而言,氧化带来的缺陷不可小觑。从设备的启动到关机,从操作运行到维护保养,甚至是材料的造粒过程,都会给氧化以可乘之机。避免氧化对制品的危害,每一步都很关键。对于HDPE制品的吹塑成型商而言,每周一的早晨习惯要做的第一件事情,就是将设备中的残余物料清理掉。一般,清理的这些残余物料主要是被氧化的树脂,包括:灼烧、凝胶、黄化、褐斑或黑斑等。通常,人们都希望能有更多的树脂可被重新利用,但大多数的残余物料却是废料。这显然意味着材料、能源和金钱的浪费。问题的本质与其他有机材料一样,HDPE在过热的情况下会烧焦变黑。一旦氧化,焦状的熔体就会粘附在型腔的金属壁上,这将导致更多树脂的氧化,甚至燃烧。

  因此,首先必须防止最初氧化的发生。吹塑成型的一个特点是再生料的使用,这与其他生产工艺有所不同,由于生产中一般会添加35%的再生料,因此吹塑级别的HDPE更需要使用稳定剂来防止树脂 的氧化。但是,如果操作不当,就会使抗氧剂失去作用,从而导致灼烧。有些吹塑瓶子破裂就是由灼烧引起的。虽然可以采用检漏仪检测出这类废品,但有些已进入仓库的产品仍会有类似的问题出现。对此,应采用专门的监控技术和加工程序来予以避免。操作程序由于冷却时间决定了产品成型周期的长短,因此出于经济上的考虑,人们都希望以尽可能少的热量来使树脂熔融,从而缩短冷却时间。同时,熔融温度的降低还有助于防止树脂的氧化。但是,一些限制因素往往使人不能如愿。例如,驱动马达过大的电流以及过高的热压等。同时,太低的熔融温度会导致一些缺陷的出现,如水纹及熔接痕等。此外,对制品表面的光泽度要求以及边角处的充满性问题等,都要求熔体具有良好的流动性,这些也限制了熔体温度的降低。

  除了受外部加热器的加热外,来自机器内部的剪切力也会使熔体的温度升高。为了使剪切热最小化,应尽可能地降低机器的合模压力以及往复式螺杆单元的背压。此外,还有一种可能导致氧化的情况:晚上下班离开前,没有关掉加热系统,并且也没有及时清理机器,从而导致机器中残留的树脂被氧化, 启动和保养一般,35lb(15。9kg)或50lb(22。7kg)重的机头不会像120mm或150mm的挤出机那样快速达到预设温度,那么为什么两者要同时开始加热呢?因为在机头预热时,物料已经在挤出机中熔融了。 或者,在设定挤出机温度时,可以采取两个步骤。一旦达到操作温度的要求,就快速启动机器。如果不能马上开始成型加工,就要对机器进行周期性的清理,以保证机筒和机头内的树脂的纯度。

  此外,还应保证温度控制器的准确性。如果机筒内装有冷却系统,必须确保其正常工作。同时,要注意螺杆和机筒的磨损情况,并记录好每台设备的生产日志。一般,过度磨损的螺杆会产生逆流,因此要输送同量的熔体就需要更大的转速,由此便产生了大量的局部剪切热。局部温度过高是由磨损螺杆引发的一个常见问题,它会导致树脂的燃烧。如果需要将螺杆卸下进行维修保养,一定要记录好螺杆的直径。在此,有一个简单的方法可以检查机筒的磨损情况,即采用一个比机筒内径稍小的柱形物体,在其一端打上强光。当该圆柱体在机筒内转动时,周围任何可见的漏光都表明机筒有磨损。此外,机头的磨损情况也需要格外注意,必要时需将其拆下来清洗。注意不要使用钢丝刷清洁机头,以避免损伤精密配件及抛光面等。可靠的关机停工时,操作者通常是直接切断机器的电源,然后就离开了。这是一件非常糟糕的事情。虽然添加了抗氧剂的吹塑级别的树脂稳定性较好,但是,在加热状态下,抗氧剂会逐渐消耗掉。特别是对于再生料,在多次加热后,其稳定性远不如纯树脂。因此在关机前,应该停止加入再生料,只加入纯树脂即可。

  使用色母粒的情况也同样如此。一般,色母粒的载体树脂与吹塑级别的树脂的抗氧能力完全不同,例如,常用作载体树脂的薄膜级树脂,其抗氧性能就较差。因此,也应在关机前停止此类材料的加入。 如果可能,可使停机状态下的温度降低50~75℉(28~42℃),同时打开冷却系统。此外,可在较低的转速下清洁机器,以消除生产系统中潜藏的热量,但 需要注意的是,要时刻观察挤出机上的安培表,防止驱动马达的过载。当温度降到比工作温度低100℉(约56℃)时就可以完全冷却了。通常,半流动状态的熔体可堵塞住氧气的入口,特别是在机头部位。一旦机头变冷,树脂凝固收缩,就会产生气体通道,使氧气流入。当温度再次升高时,便导致了氧化问题的出现。因此,在冷却前,应确保机头和螺杆处充满树脂以防止空气的进入,或者使用瓶胚控制器也可以封住机头间隙。最后还需要说明的一点是,氧化不只是发生在吹塑过程中。实际上,在造粒的过程中也会出现树脂的氧化。因此在加入树脂进行加工前,就需要对其进行检查。另 外,对于含有黑斑或树脂降解的不合格制品,请不要再回收使用,否则这些缺陷会在下一批制品中出现。

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