PE實壁管常見問題及處理

一、PE管道擠出成型工藝控制

     擠出成型工藝的控制參數(shù)包括成型溫度，擠出機工作壓力，螺桿轉(zhuǎn)速，擠出速度和牽引速度，加料速度，冷卻定型等。

1．原材料的預(yù)處理

      PE是非吸水性材料，通常水分含量很低，可以滿足擠出的需要，但當(dāng)聚烯烴含吸水性顏料，如炭黑時，對濕度敏感。另外，在使用回料及填充料時，含水量會增大。水分不但導(dǎo)致管材內(nèi)外表面粗糙，而且可能導(dǎo)致熔體中出現(xiàn)氣泡。通常應(yīng)對原料進行預(yù)處理。一般采用干燥處理，也可加相應(yīng)的具有除濕功能的助劑。如消泡劑等。PE的干溫度一般在60-90度。在此溫度下，產(chǎn)量可提高10%--25%。

2．溫度控制

     擠出成型溫度是促使成型物料塑化和塑料熔體流動的必要條件。對物料的塑化及制品的質(zhì)量和產(chǎn)量有著十分重要的影響。塑料擠出理論溫度窗口是在粘流溫度和降解溫度之間。對于聚烯烴來說溫度范圍較寬。通常在熔點以上，280度以下均可加工。要正確控制擠出成型溫度，必先了解被加工物料的承溫限度與其物理性能的相互關(guān)系。找出其特點和規(guī)律，才能選擇一個較佳的溫度范圍進行擠出成型。因此，在各段溫度設(shè)定應(yīng)考慮以下幾個方面：一是聚合物本身的性能，如熔點，分子量大小和分布，熔體指數(shù)等。其次考慮設(shè)備的性能。有的設(shè)備，進料段的溫度對主機電流的影響很大。再次，通過觀察管模頭擠出管坯表面是否光滑。有無氣泡等現(xiàn)象來判斷。

      擠出溫度包括加熱器的設(shè)定溫度和熔體溫度。加熱溫度是指外加熱器所提供的溫度。熔體溫度是指螺桿前段與機頭連接間物料的溫度。

機筒溫度分布，從喂料區(qū)到模頭可能是平坦分布，遞增分布，遞減分布及混合分布。主要取決于材料物點和擠出機的結(jié)構(gòu)。

         機頭設(shè)置溫度，為了獲得較好的外觀及力學(xué)性能，以及減小熔體出口膨脹，一般控制機身溫度較低，機頭溫度較高。機頭溫度偏高，可使物料順利進入模具，但擠出物的形狀穩(wěn)定性差，收縮率增加。機頭溫度低，則物料塑料不良，熔體粘度大，機頭壓力上升。雖然這樣會使制品太得較密實，后收縮率小，產(chǎn)品形狀穩(wěn)定性好，但是加工較困難，離模膨脹較大，產(chǎn)品表面粗糙。還會導(dǎo)致擠出機背壓增加，設(shè)備負(fù)荷大，功率消耗也隨之增加。

       口模設(shè)置溫度，口模和芯模的溫度對管子表面光潔度有影響，在一定的范圍內(nèi)，口模與芯模溫度高，管子表面光潔度高。通常來講，口模出口的溫度不應(yīng)超過220度，機頭入口的熔體溫度為200度，機頭入口和出口熔體溫差不應(yīng)超過20度。因為熔體與金屬間較高的溫度差將導(dǎo)致鯊魚皮現(xiàn)象。過高的熔體溫度導(dǎo)致口模積料。但具體要根據(jù)實際情況決定。

        熔體溫度是指在螺桿未端測得的熔體實際溫度，因而是因變量。主要決定于螺桿轉(zhuǎn)速和機筒設(shè)置溫度。聚乙烯管材擠出的熔體溫度上限一般規(guī)定為230度。一般控制在200度左右為佳。聚丙烯管材擠出的熔體溫度上限一般為240度。熔體溫度不宜過高。一般考慮物料的降解，同時溫度過高也會使管材定型困難。

3．壓力控制

      擠出過程中最重要的壓力參數(shù)是熔體壓力，即機頭壓力，一般來講，增加熔體壓力，將降低擠出機產(chǎn)量，而使制品密實度增加，有利于提高制品質(zhì)量。但壓力過大，會帶來安全問題。熔體壓力大小與原料性能，螺桿結(jié)構(gòu)，螺桿轉(zhuǎn)速，工藝溫度，過濾網(wǎng)的目數(shù)，多孔板等因素有關(guān)。熔體壓力通常控制在10-30MPa之間。

4．真空定型

      真空定型主要控制真空度和冷卻速度兩個參數(shù)。通常在滿足管材外觀質(zhì)量的前提下，真空度應(yīng)盡可能低，這樣管材內(nèi)應(yīng)力小，產(chǎn)品在存放過程中變形小。

5．冷卻

      聚乙烯管材擠出成型中冷卻水溫要求一般較低，通常在20度以下，在生產(chǎn)PPR管材時，第一段溫度可以稍高，后段較低，從而形成溫度梯度。調(diào)節(jié)冷卻水流量也是相當(dāng)重要的。流量過大，管材表面粗糙，產(chǎn)生斑點凹坑。流量過小，管材表面產(chǎn)生亮斑易拉斷，如分布不均勻，管材壁厚不均，或橢圓。

6．螺桿轉(zhuǎn)速與擠出速度

     螺桿轉(zhuǎn)速是控制擠出速率，產(chǎn)量和制品質(zhì)量的重工參數(shù)。單螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速增加，產(chǎn)量提高。剪切速率增加，熔體表觀粘度下降。有利于物料的均化。同時由于塑化良好，使分子間的作用力增大，機械強度提高。但螺桿轉(zhuǎn)速過高，電機負(fù)載過大，熔體壓力過高，剪切速率過高，離模澎脹加大，表面變壞，且擠出量不穩(wěn)。

7．牽引速度

      牽引速度直接影響產(chǎn)品壁厚，尺寸公差，性能及外觀，牽引速度比須穩(wěn)定，且牽引速度與管材擠出速度相匹配。牽引速度與擠出線速度的比值反映出制品可能發(fā)生的取向程度，該比值稱為拉伸比，其數(shù)值必須等于或大于1.牽引速度增加，冷卻定型的溫度條件不變時，牽引速度快，則制品在定徑套，冷卻水槽中停留的時間也就比較短，經(jīng)過冷卻定型后的制品內(nèi)部還會殘余較多熱量，這些熱量會使制品在牽引過程中已經(jīng)形成的取向結(jié)構(gòu)發(fā)生解取向，從而引起制品取向程度降低。牽引速度越快，管材壁厚越薄，冷卻后的制品其長度方向的收縮率也越大。牽引速度越慢，管材壁厚越厚，越容易導(dǎo)致口模與定徑套之間積料。破壞正常擠出生產(chǎn)。因此，擠出成型中擠出速度與牽引速度必須很好控制。

8．管材的在線質(zhì)量控制與后處理

      PE屬結(jié)晶聚合物，剛下線管材的性能與管材制品交付使用時的尺寸和性能時有差距的。主要原因有，第1，PE熔體冷卻過程中要發(fā)生結(jié)晶作用，結(jié)晶度及晶型與溫度及熱歷史，放置的時間有關(guān)。第2，剛下線管材的溫度通常高于常溫。第3，剛下線的管材內(nèi)應(yīng)力較大。為了達到性能及尺寸的穩(wěn)定性，一般的聚乙烯管材應(yīng)下線放置24小時，聚丙烯管材需放置48小時后，可依照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進行性能測試。

二、 聚烯烴管材生產(chǎn)中常見問題與處理

     PE熔體具有粘彈性。在加工中常出現(xiàn)兩種現(xiàn)象，即離模澎脹和熔體破裂。在此，不詳細(xì)列解。下面列出管材生產(chǎn)中常見的異常情況及產(chǎn)生原因和處理方法。

1、PE管材加工過程中機頭設(shè)置溫度對管材成型有什么影響？

機頭溫度偏高，可使物料順利地進入模具，但擠出物的形狀穩(wěn)定性差，制品收縮率增加，容易口模積料，產(chǎn)生外觀條紋等；機頭溫度偏低，則塑料塑化不良，熔體粘度增加，機頭壓力上升，雖然這樣會使制品壓得較密實，后收縮率小，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，但是加工困難，離模膨脹較大，產(chǎn)品表面較粗糙，還會導(dǎo)致擠出機背壓增加，設(shè)備負(fù)荷大，功率消耗也隨之增加。