Загальні проблеми та рішення в процесі виробництва плит ПВХ

Пінопласт ПВХ – це матеріал із закритою комірковою-структурою; однак розрив клітин (або «вибухання клітин») іноді може статися під час виробництва. Ця проблема може виникати через різні чинники, наприклад власну міцність розплаву або перепади тиску навколо розплаву. На практиці ці фактори часто співіснують, причому більшість випадків розриву клітин є результатом локального, нерівномірного розширення клітин, що погіршує міцність розплаву.

 

Погана термічна стабільність розплаву та неправильний контроль температури екструзії є основними причинами цієї проблеми. Адекватна пластифікація розплаву має важливе значення для забезпечення якості пінополівінілхлоридної плити, процес, у якому термостабілізатори відіграють вирішальну роль. Проблеми з термостабілізатором або неправильне керування температурою екструзії можуть призвести до локальної деградації розплаву або зниження міцності, тим самим викликаючи розрив клітин. Отже, продуктивність стабілізатора слід регулярно перевіряти, щоб переконатися, що він відповідає вимогам. Крім того, дозування стабілізатора слід регулювати відповідно до конкретного сорту смоли, щоб вирівняти температуру пластифікації матеріалу з температурою розкладання піноутворювача.

Рішення: під час екструзії дуже важливо забезпечити повну пластифікацію розплаву в головці матриці. У той же час температура розплаву всередині екструдера повинна залишатися нижче температури розкладання піноутворювача, щоб запобігти передчасному розкладанню. І навпаки, температура розплаву на виході з фільєри повинна досягати діапазону розкладання піноутворювача, щоб сприяти правильному спіненню. Температуру екструзії слід гнучко регулювати залежно від зовнішнього вигляду матеріалу у вакуумному отворі та стану розплаву під час запуску. Матеріал має мати структуру «апельсинової шкірки» під час проходу вентиляційного отвору, без сипучого порошку, що стікає в корені гвинта; після виходу з фільєри розплав повинен бути гладким і еластичним, уникаючи провисання або грубого, кристалічного поперечного -зрізу відразу після екструзії.

 

Надмірно низька молекулярна маса або ступінь полімеризації

Метод полімеризації, який використовується для полівінілхлоридної смоли, суттєво впливає на продуктивність і якість пінопласту. Наприклад, незважаючи на те, що емульсійно{1}}полімеризована смола ПВХ дає продукти з рівномірними осередками та гладкими поверхнями, вона страждає від поганої стабільності розмірів і високої вартості. Навпаки, вироби, виготовлені із суспензійно-полімеризованої ПВХ смоли, дещо гірші за зовнішнім виглядом поверхні та однорідністю клітин. Тому, враховуючи такі фактори, як обробка, вартість і продуктивність, зазвичай рекомендується використовувати суміш ПВХ-смол-класу емульсії та суспензії-класу, як правило, у співвідношенні від 80/20 до 20/80.

Під час процесу формування листа вибір полівінілхлоридної смоли відповідної в’язкості має вирішальне значення для отримання повністю спінених пластикових виробів із низькою-щільністю. Надмірно висока в'язкість погіршує течію розплаву, що призводить до поганої рівності поверхні та перешкоджає розширенню клітин; навпаки, надмірно низька в'язкість призводить до недостатньої міцності розплаву, що робить клітини піни схильними до розриву. Таким чином, тип смоли слід вибирати, виходячи з конкретних умов виробництва.

 

Неправильне використання піноутворювачів

Звичайні піноутворювачі, що використовуються у виробництві плит ПВХ, включають екзотермічні типи, ендотермічні типи та збалансовані типи композитів (поєднують ендотермічні та екзотермічні властивості). Азодикарбонамід (AC) є широко використовуваним піноутворювачем на основі азо-; однак температура його розкладання досягає 232 градусів -набагато перевищує температуру обробки ПВХ. Отже, необхідно вжити заходів для зниження температури його розкладання під час використання.
Екзотермічні піноутворювачі, такі як AC, забезпечують високі швидкості піноутворення (190–260 мл/г) і швидко розкладаються з інтенсивним виділенням тепла. Однак вони характеризуються коротким часом спінювання та раптовим швидким виділенням газу. Надмірне використання змінного струму викликає швидке підвищення внутрішнього клітинного тиску та надмірне розширення клітин; раптове виділення газу може розірвати клітинну структуру, що призведе до нерівномірного розподілу клітин за розміром, утворення відкритих-клітинних структур і створення надмірно великих локалізованих бульбашок або пустот. Тому АС не слід використовувати окремо у виробництві пінопласту; натомість його слід комбінувати з ендотермічними піноутворювачами або використовувати як частину збалансованої композитної системи хімічних піноутворювачів.

Ендотермічні піноутворювачі, такі як неорганічний агент бікарбонат натрію (NaHCO3), пропонують нижчу швидкість піноутворення, але забезпечують подовжену тривалість піноутворення. У поєднанні з піноутворювачами типу AC- вони забезпечують додатковий і балансуючий ефект. Екзотермічні піноутворювачі підвищують газо-здатність ендотермічних піноутворювачів, тоді як останні охолоджують перші, стабілізують їх розкладання та врівноважують виділення газу; це запобігає внутрішньому перегріванню та деградації товстих листів, зменшує утворення залишків і забезпечує відбілюючий ефект.

Без шкоди для коефіцієнта розширення дозування ендотермічних піноутворювачів можна збільшити, щоб замінити частину екзотермічних агентів, тим самим пригнічуючи розрив клітин, викликаний надмірним використанням екзотермічних агентів. Крім того, спінювачі, такі як 1232 або BLA-616, є збалансованими екзотермічними-ендотермічними типами; вони швидко розкладаються без індукційного періоду та забезпечують максимальний вихід газу 156 мл. Їхні помірні температури розкладання роблять їх придатними для динамічного формування товстих виробів складної форми, допомагаючи усунути розрив клітин і забезпечити постійне спінювання.

З іншого боку, вибір прес-форми є критичним фактором у виробництві пінополівінілхлоридних листів. Конфігурації матриці-зокрема довжина паралельної ділянки та ступінь стиснення-повинні відповідати товщині продукту. Матриці для товстих листів мають довші паралельні ділянки та вищі коефіцієнти стиснення для збільшення тиску розплаву та коефіцієнтів розширення, тоді як матриці для тонких листів використовують протилежну конфігурацію. Неправильний вибір може призвести до таких проблем, як нерівні поверхні, зниження міцності розплаву або навіть поломки листа; тому форми необхідно ретельно підбирати до товщини виробу.
Рішення. Необхідно ретельно підібрати відповідні матриці для виробництва цілісної-шкірної пінопласту ПВХ різної товщини.

Погана якість або недостатнє дозування технологічних допоміжних засобів

Під час процесу спінювання газ, що виділяється при розкладанні піноутворювачів, утворює бульбашки в розплаві полімеру. Зростання цих бульбашок тісно пов'язане з міцністю розплаву полімеру. Якщо міцність розплаву недостатня, газ прагне вийти з поверхні розплаву, утворюючи великі бульбашки. Високоякісні- піноутворювачі містять довгі молекулярні ланцюги, які з’єднуються з ланцюгами ПВХ, утворюючи структуру мережі; це сприяє пластифікації та підвищує міцність розплаву, таким чином зберігаючи стабільність клітин. Погана якість або недостатнє дозування піноутворювачів призводить до недостатньої міцності піни, що призводить до розриву клітин або злиття клітин.

Варто відзначити, що піноутворювачі від різних виробників відрізняються за молекулярною масою і в'язкістю. Коли у спінених продуктах відбувається розрив клітин, заміна регулятора піноутворення або збільшення його дозування часто дає значні результати. Однак потрібна обережність: збільшення дози -молекулярних-регуляторів піноутворення може підвищити в’язкість розплаву, тим самим перешкоджаючи розширенню клітин і впливаючи на щільність продукту. Крім того, надмірна в'язкість розплаву зменшує текучість, що призводить до нерівномірного розряду на матриці та погіршує рівність поверхні плати.

 

Неправильне дозування карбонату кальцію або недостатня активність

Карбонат кальцію діє як зародкоутворювач під час процесу спінювання; відповідна кількість сприяє утворенню клітинних ядер. Однак надмірне дозування, занадто великі частинки або недостатня активність можуть призвести до агломерації. Це погіршує дисперсію смоли та з’єднання поперечних-зрізів, знижує міцність розплаву та робить клітини схильними до розриву під час розширення. Тому під час виробництва необхідно ретельно контролювати дозування та активність карбонату кальцію.
Рішення: Під час виробництва ПВХ плити суворо контролюйте дозування, розмір частинок і активність карбонату кальцію. Якщо дозування карбонату кальцію перевищує оптимальний діапазон, кількість регулятора піноутворення слід відповідно збільшити.

 

Нерівномірне поперечне{0}}піноутворення, нерівномірний розряд або локальна нестача матеріалу

Причини цього явища комплексні й охоплюють весь процес від змішування до екструзії. Наприклад, неправильне співвідношення компонентів, недостатня кількість зовнішнього мастила або надмірна температура в зоні 5 екструдера (спричиняючи підвищення температури ядра злиття) можуть спровокувати такі дефекти, як великі внутрішні осередки, об’єднані осередки та шорсткість поверхні. Крім того, такі проблеми, як надмірний розмір партії, низькі температури змішування, недостатній час змішування або невідповідне внутрішнє мастило, можуть призвести до нерівномірного розподілу компонентів суміші. Неправильна температура матриці або регулювання болта під час екструзії також може порушити рівномірний потік розплаву, що призведе до локального дефіциту матеріалу та розриву клітин.

 

Тому під час змішування та екструзії суворе дотримання рецептури та робочих процедур процесу є важливим. Будь-які випадки розриву клітин повинні бути ретельно проаналізовані, щоб можна було вжити цілеспрямованих коригувальних заходів. Якщо розрив клітини постійно відбувається в одному місці, це зазвичай вказує на те, що тиск розплаву в цій області занадто низький; це можна виправити, відрегулювавши болти матриці або температуру.

 

Крім того, ефективним способом усунення розриву комірок є регулювання диференціалу зазору між різними розмірними пластинами. Якщо проміжок між першою та другою розмірними пластинами занадто великий, розплав може бути надмірно стиснутий до того, як він достатньо охолоне, що призведе до розриву комірки; і навпаки, якщо проміжок між третьою та четвертою пластинами занадто великий, розплав-вже охолоджений-не може зазнавати подальшого стиснення чи деформації, що призводить до збільшення товщини листа. Таким чином, відповідне збільшення різниці між другою та третьою пластинами може запобігти розриву комірки, забезпечуючи постійну товщину листа. Крім того, під час виробництва товстих листів зниження таких параметрів, як температура шнека, температура олії для матриці та температура охолоджувальної води першого блоку проклейки, також може допомогти усунути розрив клітин.

 

Поширені дефекти якості пінопластових виробів і заходи щодо їх усунення
Під час виробництва пінопласту можуть виникати різноманітні дефекти якості, як-от нерівномірне спінювання в поперечному-перерізі листа або локальна нестача матеріалу, спричинена нерівномірною екструзією. Ці дефекти не тільки впливають на зовнішній вигляд виробу, але й можуть погіршити його роботу. Отже, розуміння типів і причин цих дефектів-і впровадження відповідних заходів для виправлення-є вирішальним для покращення якості продукції.