Máte otázky týkající se vytlačování a Allan Griff má odpovědi. Co však neměl během nedávného webináře o klíčových principech vytlačování, který pořádal PlasticsToday, byl čas. Účastníky semináře zaplavily desítky otázek a on mohl během času vyhrazeného pro živé otázky&odpovědět jen na několik z nich. Jak však slíbil na začátku webcastu, odpověděl e-mailem na všechny otázky, které zůstaly nezodpovězeny ve frontě. Napadlo nás, že by z této výměny názorů mohli mít prospěch i další lidé z oblasti vytlačování, a proto ji zde sdílíme.
Pokud jste webinář nestihli, můžete si ho mimochodem stále poslechnout na vyžádání bez poplatku. Stačí kliknout sem, pohodlně se usadit a užít si to!
A nyní pojďme k technice.
Q: Můžete popsat nejčastější zdroje vizuálních vad, jako jsou černé skvrny nebo gely, a co lze udělat pro jejich odstranění?
A: K degradaci dochází v pomalu se pohybujících oblastech hlavy a matrice, zejména pokud je matrice ponechána plná a horká po dlouhou dobu. Pryskyřice s nižší tepelnou stabilitou (méně antioxidantů) bude degradovat dříve. Tepelnou stabilitu lze testovat, ale málokdy je součástí nákupní specifikace. Snižuje se, pokud je ve směsi použito značné množství regranulátu, ale více antioxidantu lze přidat jako koncentrát, stejně jako barviva.
Příčinou může být i pěna na vnějších okrajích rtů, zejména u vyfukovaných fólií, kde se lisuje nahoru a povrch je vodorovný. Pomocné procesní prostředky a vzduch směrovaný na vystupující linku sníží tvorbu kapek.
Kontaminované krmivo může přinést téměř cokoli, ale mnoho se může zachytit na sítech, v závislosti na použitých sítích. Pro velmi jemnou filtraci se používají síta ze slinutých kovových vláken. Sítování pomůže se vším, co vychází ze šneku, ale ne s tím, co se tvoří v zápustce.
Pravé gely jsou zesíťované polymery v raném stadiu reakce při přehřátí – čiré, pokud je produkt čirý, ale možná nažloutlý, a nerozpustné v rozpouštědlech, která rozpouštějí nezreagovaný polymer. Mohou se tvořit kdekoli, dokonce i ve šroubu, a dostat se přes síta, kde se mohou rozpadnout na gelové „spršky“.
Otázka: Existuje pravidlo pro výpočet správného trhacího disku, pokud používám 3000 PSI?
O: To záleží na bezpečnostních limitech stroje a důsledcích vypnutí. Všechny komerčně odpovědné extrudery bez problémů snesou 3000 psi. Ujistěte se, že matrice a hlava také snesou očekávané tlaky, ale maximální tlak je na špičce šneku (tam, kde by měl být manometr, za sítem) nebo někdy dále v hlavni. Alarmování manometru je důležité a může zabránit zbytečným odstávkám. Můžete nastavit alarm na 4500, ale vložit disk na 5000 nebo více.
Q: Jaký je váš názor na používání přebroušeného materiálu?
A: Použijte tolik, kolik můžete, aniž byste přišli o prodej nebo zákazníka. Testujte, abyste zajistili konzistenci a minimální degradaci, ale neočekávejte přísnou věrnost barev. Udržujte jej v čistotě, abyste se vyhnuli kontaminaci a koncentrátorům napětí ve výrobku. Pokud nakupujete zvenčí, nakupujte s rozmyslem, abyste získali nízké ceny a minimální ztrátu tepelné stability.
Q: Můžete se vyjádřit k vlivu velikosti částic regranulátu v poměru k primární pryskyřici na celkový proces a výslednou kvalitu?
A: Pokud nejsou rovnoměrné a podobné, mohou existovat domény s větším množstvím regranulátu (více odbarvené, možná slabší) a domény primární. Pokud je předmíchaný, může se hustší virgin usadit na dně a způsobit také takovou nerovnost. Pokud není regranulát tepelně narušen (spotřebuje se minimum antioxidantů), nemusí to mít velký význam. Všechny částice musí být podstatně menší než hloubka kanálu ve vstupní zóně. Nejlepší je použít dva oddělené podavače nastavené na požadované poměry.
Q: Existují různé konstrukce šneku (rozteče) pro různé plasty?
A: Ne, většina roztečí je buď čtvercová (17,6˚), nebo změněná ze specifických důvodů, například v bariérové části nebo pro lehké, nadýchané podávání.
Q: Můžete se vyjádřit k užitečnosti provádění zkoušek toku taveniny na vytlačovaném plechu, před sekundárním (tj, tepelnému tváření)?
A: Pokud jste testovali také surový materiál, můžete pak zjistit, jak moc, pokud vůbec, materiál degradoval v kroku zpracování. Viskozita roztoku to ukáže také u PVC, PET a několika dalších.
Q: Jak kontrolujete míchání různých polymerů?
A: Velmi důležitá otázka: Některá klíčová slova zahrnují konstrukci šneku, opotřebení letu šneku (někdy pomáhá), statické směšovače, těsnější nebo otevřenější balení síta, kontrolu teploty kořene šneku, odolnost matrice a výběr nosičů koncentrátu, které mají mnohem vyšší průtok než základní materiál.
Q: Jak ovlivňuje obsah vlhkosti (nebo sušení materiálu před zpracováním) proces vytlačování a výsledný vytlačovaný produkt?
A: To závisí na polymeru a přísadách. Většina aditivních polymerů (PE, PP, PS, PVC) neabsorbuje vlhkost, ale jejich přísady, jako jsou plniva a pigmenty, mohou. V takových případech se vše, co přesáhne přibližně 0,1 % hmotnosti H2O, vyvaří, jakmile opustí lisovací formu, a vytvoří na vytlačovaném povrchu tečkované čáry nebo bubliny. Toto množství vlhkosti lze odstranit ventilačním otvorem nebo v horkovzdušné sušičce, nejlépe namontované na extrudéru nebo přímo u něj. Několik přídavných polymerů, zejména ABS a akrylát, absorbuje více než 0,1 %, zejména ve vlhkých oblastech. V těchto případech může být zapotřebí agresivnější sušení, například odvlhčovací sušička nebo někdy dvojitý ventilátor. U kondenzačních polymerů (PET, PC a nylony) je voda vytlačována při polymerační reakci a při teplotách tání voda napadá a porušuje vazbu tam, odkud přišla. Výrobek je pak slabší v tahu a rázové pevnosti, ale není méně tuhý. Tyto polymery je třeba sušit na mnohem nižší úroveň (0,01 % nebo méně); běžné jsou odvlhčovací sušičky, ale někdy stačí i odvzdušňovací, pokud je vytlačování dostatečně rychlé (nižší doba setrvání při teplotě taveniny), aby se tato degradace udržela na únosné úrovni.
Q: Jaká je nejlepší technika měření teploty taveniny a jaká jsou nejčastější úskalí ovlivňující spolehlivost odečtu teploty?
A: Samostatná sonda teploty taveniny v hlavě, pokud možno až za síty a statickým míchadlem; nejlepší je proměnná hloubka, ale snadno se poškodí. Také infračervené měření vznikajícího extrudátu je dobré, pokud je měřidlo pevně drženo nebo pevně namontováno. U kulatých výrobků skenujte pomalu napříč výrobkem a sledujte nejvyšší hodnotu. Dvojité měřidlo na špičce šneku je méně spolehlivé, ale lepší než nic. Neposuzujte podle teploty sudu nebo kovu matrice a nepředpokládejte, že celá hmota má stejnou teplotu v celé dráze toku.
Mezi úskalí patří kalibrace měřidel (vroucí voda 212 F a čistý etylenglykol = nemrznoucí směs 387 F).
Q: Vzniká praskání v důsledku zla přehřátí?
A: Pokud máte na mysli praskání hotového dílu, tak ano; dodatečné teplo může degradovat plast, zejména na povrchu, který je vystaven působení vzduchu, a učinit jej křehčím. Pokud máte na mysli praskání vlivem prostředí, možná, ale museli bychom vědět více o samotném polymeru, jeho molekulové hmotnosti/indexu tání, prostředí (detergenty?) a namáhání výrobku.
Q: Jak můžete zjistit, zda nastavení extrudéru zhoršuje účinnost přísad, jako jsou zpomalovače hoření?
A: Znáte teplotní rozsah rozkladu zpomalovače. Změřte teplotu taveniny, co nejblíže výstupu a co nejspolehlivěji, a zjistěte, zda je blízko nebo za přijatelnou teplotou taveniny pro daný retardér.
Q: Proč se neprosadily extrudéry s přímým pohonem bez převodovky? Je to proto, že úspory energie za to nestály?“
A: Současné motory odvádějí dobrou práci a přímé nejsou jednoznačně lepší ani z hlediska ceny, ani z hlediska výkonu, ani z hlediska úspor energie. Mají svou niku tam, kde je třeba minimalizovat prostor (některé koextruze), a někteří výrobci OEM je nasazují na nové linky i tam, kde prostor není omezen.
Q: Je možné provozovat profilové výlisky s materiálem s vysokým indexem tání (MI) (nad 1)? Jaké vlastnosti mají materiály s vyšším indexem tání?“
A: Materiály s vyšším MI mají kratší a menší molekuly a jsou méně tuhé (nižší viskozita) jako taveniny, ale to závisí na teplotě, takže by se provozovaly chladnější než materiály s nižším MI. MI 1 není příliš vysoký a mělo by být možné spustit většinu profilů. Dávejte pozor na vzdálenost mezi matricí a prvním chlazením, protože ji možná budete muset změnit, abyste se vyhnuli přílišnému prohnutí v tomto prostoru. Možná budete chtít stříkat nebo kapat chladicí vodu na vznikající plast v tomto prostoru, stejně jako v chladicích zařízeních. Bez bližších informací o profilu a typu pryskyřice nemohu říci více.
Q: Některé evropské extrudery otáčejí šnekem podstatně rychleji než tradiční jednošnekové extrudery, považujete to za zlepšení, tj. větší výstup z dané velikosti sudu?
A: Méně se zabývám velikostí sudu nebo otáčkami, ale spíše náklady na jednotku výstupu při stejné kvalitě (míchání, pevnost) a schopností udržet teploty pod kontrolou. Vyšší otáčky znamenají teplejší taveninu, ale také kratší dobu při vysoké teplotě, což může, ale nemusí kompenzovat. Rychlost pro rychlost je jako nové pro nové a často odvádí pozornost od odpovědné analýzy nákladů.
Otázka: Existují speciální podmínky pro zpracování polyamidů, polylaktidu nebo jiných polymerů, které pomáhají odvrátit degradaci? Které pryskyřice je například třeba sušit? Které je třeba provozovat v nepřítomnosti kyslíku?
A: U kondenzačních polymerů, jako jsou vaše příklady, voda při teplotách tání napadá a narušuje vazby mezi monomery. Produkt je pak slabší v tahu a rázu, ale není méně tuhý. Tyto polymery je třeba sušit na velmi nízkou úroveň; běžné jsou odvlhčovací sušičky, ale někdy stačí i odvzdušňovač, pokud je vytlačování dostatečně rychlé (nižší doba setrvání při teplotě taveniny), aby se degradace udržela na únosné úrovni.
Polyamidy jsou trochu jiné, protože absorbují hodně vlhkosti, ale ta také působí jako změkčovadlo, takže můžete vysušit příliš mnoho, získat vyšší viskozitu, a tím generovat více tepla ve šneku. Existuje optimální úroveň sušení, ne jen „co nejsušší“.
Co se týče kyslíku, může způsobit změnu barvy a degradaci, ale uvnitř extrudéru není žádný kyslík, kromě vzduchu mezi částicemi, které jsou obvykle příliš chladné na to, aby reagovaly. Několik filmových linek provozovaných pod dusíkem eliminuje i tuto možnost oxidace. Větší obavy z oxidace se týkají povrchové teploty při výstupu z lisu – vyšší teplota znamená lepší přilnavost tisku, ale pomalejší tepelné utěsnění a možné pachové/chuťové efekty.
Otázka: Můžete nám říci více o smykovém ztenčení?
A: Čím rychleji se tavenina pohybuje vzhledem ke stěnám válce nebo matrice, tím je řidší (menší síla k vytlačení daného množství = nižší viskozita). To je užitečné zejména pro taveniny s vysokou viskozitou, jako je PVC, ABS a PE s nízkým obsahem MI, a znamená to, že mohou být provozovány s nižšími teplotami taveniny nebo vytvářet méně tepla v extrudéru, nebo něco z obojího. Míru smykového ztenčení lze vyjádřit pomocí exponentu mocninného zákona, který se vztahuje k tlaku a průtoku. Při exponentu 2 znamená dvojnásobný tlak čtyřnásobný průtok (2 na druhou = 4). Při exponentu 3 znamená dvojnásobek tlačení 8násobek průtoku (2 na druhou = 8).
Q: Jak nejlépe optimalizovat teplotu přívodu?
A: Použijte horkovzdušnou sušicí násypku, pokud je k dispozici, i když není nutné sušení. Najděte vhodnou teplotu krmiva pokusem a úspěchem. Skutečná teplota nemusí mít velký význam, protože nejdůležitější je konzistence.