Probleme și soluții comune în procesul de fabricație a plăcilor din spumă PVC

Placa din spumă PVC este un material caracterizat printr-o structură cu celule închise-; cu toate acestea, ruptura celulară (sau „celule suflate”) poate să apară uneori în timpul producției. Această problemă poate proveni din diverși factori, cum ar fi rezistența inerentă a topiturii sau diferențele de presiune din jurul topiturii. În practică, acești factori coexistă adesea, majoritatea cazurilor de ruptură celulară rezultând din expansiunea celulară localizată, neuniformă, care compromite rezistența la topire.

 

Stabilitatea termică slabă a topiturii și controlul necorespunzător al temperaturilor de extrudare sunt cauzele majore ale acestei probleme. Plastificarea adecvată a topiturii este esențială pentru asigurarea calității plăcilor din spumă PVC, proces în care stabilizatorii termici joacă un rol critic. Problemele cu stabilizatorul termic sau controlul incorect al temperaturii de extrudare pot duce la degradarea localizată a topiturii sau la o rezistență redusă, declanșând astfel ruperea celulei. În consecință, performanța stabilizatorului trebuie testată în mod regulat pentru a se asigura că îndeplinește cerințele. În plus, doza de stabilizator trebuie ajustată în funcție de gradul specific de rășină pentru a alinia temperatura de plastificare a materialului cu temperatura de descompunere a agentului de spumare.

Soluție: în timpul extrudării, este crucial să se asigure că topitura este complet plastifiată în capul matriței. În același timp, temperatura de topire din interiorul extruderului trebuie să rămână sub temperatura de descompunere a agentului de spumare pentru a preveni descompunerea prematură. În schimb, temperatura topiturii la ieșirea matriței trebuie să atingă intervalul de descompunere a agentului de spumare pentru a facilita spumarea adecvată. Temperaturile de extrudare trebuie ajustate în mod flexibil în funcție de aspectul materialului la orificiul de evacuare a vidului și de starea topiturii în timpul pornirii. Materialul trebuie să prezinte o textură „-coajă de portocală” atunci când trece prin orificiul de ventilație, fără să curgă praf liber la rădăcina șurubului; la ieșirea din matriță, topitura ar trebui să fie netedă și elastică, evitând lăsarea sau o secțiune transversală aspră, cristalină- imediat după extrudare.

 

Greutate moleculară sau grad de polimerizare excesiv de scăzut

Metoda de polimerizare utilizată pentru rășina PVC are un impact semnificativ asupra performanței și calității produselor din spumă rezultate. De exemplu, în timp ce rășina PVC polimerizată în emulsie-produce produse cu celule uniforme și suprafețe netede, aceasta suferă de o stabilitate dimensională slabă și de costuri mai mari. În schimb, produsele realizate din rășină PVC polimerizată în suspensie-sunt puțin inferioare în ceea ce privește aspectul suprafeței și uniformitatea celulelor. Prin urmare, luând în considerare factori precum procesarea, costul și performanța, se recomandă, în general, să utilizați un amestec de rășini PVC cu grad de emulsie-și suspensie-, de obicei într-un raport cuprins între 80/20 și 20/80.

În timpul procesului de turnare a foii, selectarea unei rășini PVC cu vâscozitatea adecvată este esențială pentru obținerea de produse din plastic cu densitate redusă-complet spumată. Vâscozitatea excesiv de mare afectează curgerea topiturii, ducând la o planeitate slabă a suprafeței și împiedicând expansiunea celulei; dimpotrivă, vâscozitatea excesiv de scăzută are ca rezultat o rezistență insuficientă la topire, făcând celulele de spumă predispuse la rupere. Astfel, tipul de rășină ar trebui selectat în funcție de condițiile de producție specifice.

 

Utilizarea necorespunzătoare a agenților de spumă

Agenții de spumă obișnuiți utilizați în producția de plăci de spumă PVC includ tipuri exoterme, tipuri endoterme și tipuri de compozite echilibrate (combinând proprietăți endoterme și exoterme). Azodicarbonamida (AC) este un agent de spumare pe bază de azo-utilizat pe scară largă; cu toate acestea, temperatura sa de descompunere este de până la 232 de grade -depășind cu mult temperatura de procesare a PVC-ului. În consecință, trebuie luate măsuri pentru scăderea temperaturii sale de descompunere în timpul utilizării.
Agenții de spumare exotermici precum AC oferă rate mari de spumare (190–260 ml/g) și se descompun rapid cu degajare intensă de căldură. Cu toate acestea, ele se caracterizează prin timpi scurti de spumare și eliberare bruscă și rapidă de gaz. Utilizarea excesivă a AC determină o creștere rapidă a presiunii interne a celulei și o expansiune excesivă a celulei; eliberarea bruscă de gaz poate rupe structura celulei, ducând la distribuția neuniformă a dimensiunii celulei, formarea de structuri celulare deschise-și crearea de bule sau goluri localizate excesiv de mari. Prin urmare, AC nu trebuie utilizat singur în producția de plastic spumă; în schimb, ar trebui să fie combinat cu agenți de spumă endotermic sau utilizat ca parte a unui sistem echilibrat de agent de spumă chimic compozit.

Agenții de spumare endotermici, cum ar fi agentul anorganic bicarbonatul de sodiu (NaHCO3), oferă rate mai mici de spumare, dar asigură o durată prelungită de spumare. Când sunt utilizați în combinație cu agenți de spumă de tip AC-, aceștia oferă un efect complementar și de echilibrare. Agenții de suflare exotermici îmbunătățesc capacitatea de generare de gaz-a agenților de suflare endotermici, în timp ce cei din urmă îi răcesc pe cei dintâi, îi stabilizează descompunerea și echilibrează eliberarea gazului; aceasta inhibă supraîncălzirea internă și degradarea în foile groase, reduce precipitarea reziduurilor și oferă un efect de albire.

Fără a compromite raportul de expansiune, doza de agenți de expandare endotermici poate fi crescută pentru a înlocui o parte a agenților exotermici, suprimând astfel ruptura celulară cauzată de utilizarea excesivă a agenților exotermici. În plus, agenții de suflare, cum ar fi 1232 sau BLA-616 sunt tipuri echilibrate exotermic-endotermici; se descompun rapid fără perioadă de inducție și oferă un randament maxim de gaz de 156 ml. Temperaturile lor moderate de descompunere le fac potrivite pentru turnarea dinamică a produselor groase, de formă complexă, ajutând la eliminarea rupturii celulelor și la asigurarea unei performanțe consistente de spumare.

Pe de altă parte, selecția matriței este un factor critic în producția de foi de spumă PVC. Configurațiile matrițelor-în special lungimea secțiunii de teren paralel și raportul de compresie-trebuie să se potrivească cu grosimea produsului. Matrițele pentru foi groase prezintă secțiuni paralele mai lungi și rapoarte de compresie mai mari pentru a crește presiunea de topire și rapoartele de expansiune, în timp ce matrițele pentru foile subțiri utilizează configurația opusă. Selecția necorespunzătoare poate duce la probleme precum suprafețe neuniforme, rezistență redusă la topire sau chiar ruperea foii; prin urmare, matrițele trebuie adaptate cu grijă la grosimea produsului.
Soluție: matrițele adecvate trebuie selectate cu meticulozitate pentru producerea de foi de spumă din PVC integral-de diferite grosimi.

Calitate proastă sau dozare insuficientă a auxiliarilor de procesare

În timpul procesului de spumare, gazul eliberat prin descompunerea agenților de expandare formează bule în topitura polimerului. Creșterea acestor bule este strâns legată de rezistența topiturii polimerului. Dacă rezistența la topire este insuficientă, gazul tinde să scape de pe suprafața topiturii, formând bule mari. Ajutoarele pentru spumare de-înaltă calitate prezintă lanțuri moleculare lungi care se leagă de lanțurile din PVC pentru a forma o structură de rețea; aceasta promovează plastificarea și îmbunătățește rezistența la topire, menținând astfel stabilitatea celulară. Calitatea proastă sau dozarea insuficientă a ajutoarelor de spumare are ca rezultat o rezistență inadecvată a spumei, ceea ce duce la ruperea celulelor sau coalescența celulelor.

Este demn de remarcat faptul că ajutoarele de spumare de la diferiți producători variază în ceea ce privește greutatea moleculară și vâscozitatea. Atunci când ruperea celulelor are loc în produsele spumate, înlocuirea regulatorului de spumare sau creșterea dozei acestuia dă adesea rezultate semnificative. Cu toate acestea, este necesară prudență: creșterea dozei de regulatori de spumă cu greutate-moleculară- mare poate crește vâscozitatea topiturii, împiedicând astfel expansiunea celulelor și afectând densitatea produsului. În plus, vâscozitatea excesivă a topiturii reduce fluiditatea, ceea ce duce la descărcarea neuniformă la matriță și compromite planeitatea suprafeței plăcii.

 

Dozare necorespunzătoare a carbonatului de calciu sau activitate insuficientă

Carbonatul de calciu acționează ca agent de nucleare în timpul procesului de spumare; o cantitate adecvată favorizează formarea nucleelor ​​celulare. Cu toate acestea, dozarea excesivă, particulele supradimensionate sau activitatea insuficientă pot duce la aglomerare. Acest lucru afectează dispersia rășinii și legarea-secțiunii transversale, reduce rezistența la topire și face celulele predispuse la rupere în timpul expansiunii. Prin urmare, doza și activitatea carbonatului de calciu trebuie controlate cu atenție în timpul producției.
Soluție: în timpul producției de plăci de spumă PVC, controlați cu strictețe doza, dimensiunea particulelor și activitatea carbonatului de calciu. Dacă doza de carbonat de calciu depășește intervalul optim, cantitatea de regulator de spumare ar trebui mărită corespunzător.

 

Spuma-in secțiune transversală neuniformă, descărcare neuniformă sau deficiență de material localizată

Cauzele acestui fenomen sunt complexe și acoperă întregul proces de la amestecare până la extrudare. De exemplu, rapoarte necorespunzătoare ale componentelor, lubrifiant extern insuficient sau temperatură excesivă în Zona 5 a extruderului (care provoacă o creștere a temperaturii miezului de confluență) pot declanșa defecte precum celule interne mari, celule coalesce și rugozitatea suprafeței. În plus, probleme precum dimensiunea excesivă a lotului, temperaturile scăzute de amestecare, timpul de amestecare insuficient sau lubrifiantul intern inadecvat pot duce la o distribuție neuniformă a componentelor amestecului. Temperatura necorespunzătoare a matriței sau ajustările șuruburilor în timpul extrudarii pot, de asemenea, perturba fluxul uniform al topiturii, ducând la deficiența de material localizată și la ruperea celulei.

 

Prin urmare, respectarea strictă a formulării și procedurilor de operare a procesului este esențială în timpul amestecării și extrudarii. Orice cazuri de ruptură celulară trebuie să fie analizate temeinic, astfel încât să poată fi implementate măsuri corective specifice. Dacă ruptura celulei are loc în mod constant în aceeași locație, de obicei indică faptul că presiunea de topire în acea zonă este prea scăzută; acest lucru poate fi remediat prin reglarea șuruburilor matriței sau a temperaturii.

 

În plus, ajustarea diferenţialului între diferitele plăci de dimensionare este o modalitate eficientă de a elimina ruperea celulelor. Dacă spațiul dintre prima și a doua plăci de dimensionare este prea mare, topitura poate fi comprimată excesiv înainte de a se răci suficient, ducând la ruperea celulei; invers, dacă spațiul dintre a treia și a patra plăci este prea mare, topitura-care s-a răcit deja-nu poate suferi o comprimare sau deformare suplimentară, ceea ce duce la creșterea grosimii foii. Prin urmare, creșterea corespunzătoare a diferenței de gol între a doua și a treia plăci poate preveni ruperea celulei, asigurând în același timp o grosime consistentă a foii. În plus, atunci când se produc foi groase, scăderea parametrilor cum ar fi temperatura șurubului, temperatura uleiului matriței și temperatura apei de răcire a primei unități de dimensionare poate ajuta, de asemenea, la eliminarea rupturii celulei.

 

Defecte comune de calitate la produsele din spumă de plastic și măsuri de remediere
În timpul producției de produse din spumă din plastic, pot apărea diverse defecte de calitate, cum ar fi spuma neuniformă pe secțiunea transversală-foie sau lipsa de material localizată cauzată de extrudarea neuniformă. Aceste defecte nu numai că afectează aspectul produsului, ci pot să-i compromită și performanța. În consecință, înțelegerea tipurilor și cauzelor acestor defecte-și implementarea măsurilor corective adecvate-este crucială pentru îmbunătățirea calității produsului.