Masz pytania dotyczące wytłaczania, a Allan Griff zna na nie odpowiedzi. Ale to, czego nie miał podczas niedawnego webinarium na temat kluczowych zasad wytłaczania, zorganizowanego przez PlasticsToday, to czas. Dziesiątki pytań napłynęły od uczestników, a on mógł odpowiedzieć tylko na kilka z nich w czasie przeznaczonym na pytania na żywo. Zgodnie z obietnicą złożoną na początku webcastu, odpowiedział on jednak drogą mailową na wszystkie pytania, które pozostały bez odpowiedzi w kolejce. Przyszło nam do głowy, że inni ludzie z sektora wytłaczania mogą skorzystać z tej wymiany, więc dzielimy się nią tutaj.
Przy okazji, jeśli przegapiłeś webinarium, nadal możesz słuchać na żądanie bez żadnych opłat. Wystarczy kliknąć tutaj, usiąść wygodnie i cieszyć się!
A teraz przejdźmy do kwestii technicznych.
Q: Czy może Pan opisać najczęstsze źródła wad wizualnych, takich jak czarne plamki lub żele i co można zrobić, aby im zaradzić?
A: Degradacja zachodzi w wolno poruszających się obszarach głowicy i matrycy, zwłaszcza jeśli matryca jest pozostawiona pełna i gorąca przez długi okres czasu. Żywica o mniejszej stabilności termicznej (mniej przeciwutleniaczy) ulegnie degradacji szybciej. Stabilność termiczna może być testowana, ale rzadko jest częścią specyfikacji zakupu. Jest ona zmniejszona, jeśli w mieszance użyto znacznego przemiału, ale więcej przeciwutleniacza można dodać w postaci koncentratu, podobnie jak barwników.
Drool na zewnętrznych krawędziach warg może być również przyczyną, zwłaszcza w przypadku folii rozdmuchiwanej, gdzie matryca wytłacza w górę, a powierzchnia jest pozioma. Pomoce procesowe i powietrze skierowane na powstającą linię zredukują ślinę.
Zanieczyszczona pasza może wprowadzić prawie wszystko, ale wiele może być złapane na ekranach, w zależności od użytej siatki. Dla bardzo dokładnej filtracji, używane są sita z włókien spiekanych metali. Przesiewanie pomoże z czymkolwiek wychodzącym ze ślimaka, ale nie z tym, co tworzy się w matrycy.
Prawdziwe żele to usieciowane polimery we wczesnym stadium reakcji przegrzania – przezroczyste, jeśli produkt jest przejrzysty, ale może pożółkły, i nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach, które rozpuszczają nieprzereagowany polimer. Mogą się one tworzyć gdziekolwiek, nawet w ślimaku, i przedostawać się przez sita, gdzie mogą się rozpadać na „prysznice” żelowe.”
Q: Czy istnieje zasada obliczania prawidłowej tarczy zrywającej, jeżeli pracuję pod ciśnieniem 3000 PSI?
A: To zależy od granic bezpieczeństwa maszyny i konsekwencji wyłączenia. Wszystkie komercyjnie odpowiedzialne wytłaczarki mogą wziąć 3000 psi łatwo. Upewnij się, że matryca i głowica może podjąć oczekiwane ciśnienia, też, ale maksymalne ciśnienie jest na końcówce śruby (gdzie wskaźnik powinien być, za ekranami) lub czasami dalej z tyłu w beczce. Alarmowanie ciśnieniomierza jest ważne i może zapobiec niepotrzebnym przestojom. Możesz ustawić alarm na 4500, ale włóż dysk na 5000 lub więcej.
Q: Jakie jest twoje zdanie na temat używania materiału do ponownego szlifowania?
A: Używaj tyle, ile możesz bez utraty sprzedaży lub klienta. Testuj, aby zapewnić spójność i minimalną degradację, ale nie oczekuj rygorystycznej wierności kolorów. Utrzymuj go w czystości, aby uniknąć zanieczyszczenia i koncentratorów stresu w produkcie. Jeśli kupujesz z zewnątrz, kupuj mądrze, aby uzyskać niskie ceny i minimalną utratę stabilności termicznej.
Q: Czy możesz skomentować wpływ wielkości cząstek regrind w stosunku do żywicy pierwotnej na ogólny proces i wynikającą z niego jakość?
A: Jeśli nie jest jednolita i podobna, mogą istnieć domeny z większą ilością regrind (bardziej odbarwione, może słabsze) i domeny z żywicą pierwotną. Jeśli mieszane wstępnie, gęstsze dziewicze może osiadać na dnie i powodować takie nierówności, zbyt. Jeśli regrind nie jest termicznie zagrożony (minimalne zużycie antyoksydantów), może to nie mieć większego znaczenia. Wszystkie cząstki muszą być znacznie mniejsze niż głębokość kanału w strefie podawania. Najlepiej użyć dwóch oddzielnych podajników ustawionych na pożądane proporcje.
Q: Czy istnieją różne konstrukcje śrub (skoku) dla różnych tworzyw sztucznych?
A: Nie, większość skoków jest albo kwadratowa (17,6˚) lub zmieniona z określonych powodów, takich jak w sekcji barierowej lub dla lekkiego, puszystego podawania.
Q: Czy możesz skomentować przydatność przeprowadzania testów przepływu stopionego arkusza wytłaczanego, przed wtórnymi (tj, termoformowanie) procesów?
A: Jeśli masz również badane surowca, można zobaczyć, jak bardzo, jeśli w ogóle, materiał uległ degradacji w kroku przetwarzania. Lepkość roztworu pokaże to również dla PVC, PET i kilku innych.
Q: Jak kontrolować mieszanie różnych polimerów?
A: To bardzo ważne pytanie: Niektóre słowa kluczowe obejmują konstrukcję ślimaka, zużycie lotki ślimaka (czasami pomaga), mieszalniki statyczne, ciaśniejsze lub bardziej otwarte opakowanie sita, kontrolę temperatury korzenia ślimaka, odporność matrycy i wybór nośników koncentratu, które mają znacznie wyższy przepływ niż materiał bazowy.
Q: Jak zawartość wilgoci (lub suszenie materiału przed przetwarzaniem) wpływa na proces wytłaczania i wynikowy produkt wytłaczany?
A: To zależy od polimeru i dodatków. Większość polimerów addytywnych (PE, PP, PS, PVC) nie absorbuje wilgoci, ale ich dodatki, takie jak wypełniacze i pigmenty, mogą. W takich przypadkach, wszystko powyżej około 0,1% H2O wagowo będzie się gotować podczas opuszczania matrycy i tworzyć kropkowane linie lub pęcherzyki na wytłaczanej powierzchni. Taką ilość wilgoci można usunąć przez odpowietrznik lub w suszarce na gorące powietrze, najlepiej zamontowanej na wytłaczarce lub tuż przy niej. Kilka polimerów dodatkowych, zwłaszcza ABS i akryl, absorbuje więcej niż 0,1%, zwłaszcza w wilgotnych miejscach. W tych przypadkach może być konieczne bardziej agresywne suszenie, takie jak suszarka osuszająca lub czasami podwójny wentylator. W przypadku polimerów kondensacyjnych (PET, PC i nylony) woda jest usuwana w reakcji polimeryzacji, a w temperaturze topnienia woda atakuje i rozrywa wiązania, z których pochodzi. Produkt jest wtedy słabszy pod względem wytrzymałości na rozciąganie i uderzenia, ale nie mniej sztywny. Te polimery muszą być suszone do znacznie niższych poziomów (0,01% lub mniej); suszarki osuszające są powszechne, ale czasami odpowietrznik jest wystarczający, jeśli wytłaczanie jest wystarczająco szybkie (niższy czas przebywania w temperaturze topnienia), aby utrzymać tę degradację na tolerowanym poziomie.
Q: Jaka jest najlepsza technika pomiaru temperatury topionego materiału i jakie są najczęstsze pułapki wpływające na wiarygodność odczytu temperatury?
A: Oddzielna sonda temperatury topionego materiału w głowicy, dobrze za sitami i mieszalnikiem statycznym, jeśli to możliwe; zmienna głębokość jest najlepsza, ale łatwo ją uszkodzić. Również pomiar podczerwienią powstającego ekstrudatu jest dobry, jeśli miernik trzyma się mocno lub jest zamontowany na stałe. Dla produktów okrągłych, skanuj powoli w poprzek produktu i obserwuj najwyższą wartość. Podwójny miernik na końcówce ślimaka jest mniej wiarygodny, ale lepszy rydz niż nic. Nie oceniaj na podstawie temperatury metalu beczki lub matrycy i nie zakładaj, że cała masa ma taką samą temperaturę na całej drodze przepływu.
Wpadki obejmują kalibrację mierników (wrząca woda 212 F i czysty glikol etylenowy = środek przeciw zamarzaniu 387 F).
Q: Czy pękanie pochodzi od zła przegrzania?
A: Jeśli masz na myśli pękanie gotowej części, tak; dodatkowe ciepło może zniszczyć plastik, szczególnie na powierzchni, która jest wystawiona na działanie powietrza, i uczynić go bardziej kruchym. Jeśli masz na myśli pękanie pod wpływem naprężeń środowiskowych, być może, ale musielibyśmy wiedzieć więcej o samym polimerze, jego masie cząsteczkowej/indeksie topnienia, środowisku (detergenty?) i naprężeniach na produkcie.
Q: Skąd możesz wiedzieć, czy ustawienia wytłaczarki pogarszają skuteczność dodatków, takich jak środki zmniejszające palność?
A: Poznaj zakres temperatury rozkładu środka zmniejszającego palność. Zmierz temperaturę topnienia, tak blisko wyjścia i tak wiarygodnie, jak to możliwe, i zobacz, czy jest blisko lub poza dopuszczalną temperaturą topnienia dla środka opóźniającego palenie się.
Q: Dlaczego wytłaczarki bez przekładni z napędem bezpośrednim nie wystartowały? Czy to dlatego, że oszczędności energii nie były tego warte?
A: Obecne silniki wykonują dobrą robotę, a bezpośrednie nie są wyraźnie lepsze, ani pod względem ceny, ani wydajności, ani oszczędności energii. Mają niszę, gdzie przestrzeń musi być zminimalizowana (niektóre współwytłaczanie), a niektórzy producenci OEM umieszczają je na nowych liniach nawet tam, gdzie przestrzeń nie jest ograniczona.
Q: Czy możliwe jest prowadzenie wytłaczania profili z materiałem o wysokim indeksie topnienia (MI) (powyżej 1)? Jakie są cechy materiałów o wyższym indeksie topnienia?
A: Wyższe MI mają krótsze, mniejsze cząsteczki i są mniej sztywne (mniejsza lepkość) jako stopione, ale to zależy od temperatury, więc będą pracować w chłodniejszych temperaturach niż niższe MI. MI równe 1 nie jest bardzo wysokie i powinno być możliwe do uruchomienia większości profili. Zwróć uwagę na odległość między matrycą a pierwszym chłodzeniem, ponieważ być może będziesz musiał to zmienić, aby uniknąć zbyt dużego zwisu w tej przestrzeni. Być może będziesz chciał spryskać lub zakroplić wodą chłodzącą powstający plastik w tej przestrzeni, jak również w urządzeniach chłodzących. Nie mogę powiedzieć więcej nie wiedząc więcej o profilu i rodzaju żywicy.
Q: Niektóre europejskie wytłaczarki obracają śrubę znacznie szybciej niż tradycyjne wytłaczarki jednoślimakowe, czy widzisz to jako ulepszenie, tj. większą wydajność z danego rozmiaru beczki?
A: Jestem mniej zainteresowany rozmiarem beczki lub obrotami, ale bardziej kosztem na jednostkę produkcji o równej jakości (mieszanie, siła) i zdolnością do utrzymania temperatury pod kontrolą. Wyższa prędkość oznacza gorętszy topnienia, ale także mniej czasu w wysokiej temperaturze, która może lub nie może zrekompensować. Prędkość dla samej prędkości jest jak nowy dla samego nowego i często odwraca uwagę od odpowiedzialnej analizy kosztów.
Q: Czy istnieją specjalne warunki przetwarzania poliamidów, polilaktydu lub innych polimerów, aby pomóc w powstrzymaniu degradacji? Na przykład, które żywice muszą być suszone? Które muszą być przetwarzane w nieobecności tlenu?
A: W przypadku polimerów kondensacyjnych, takich jak twoje przykłady, woda zaatakuje i zerwie wiązania między monomerami w temperaturach topnienia. Produkt jest wtedy słabszy przy rozciąganiu i uderzeniu, ale nie mniej sztywny. Te polimery muszą być suszone do bardzo niskiego poziomu; suszarki osuszające są powszechne, ale czasami wystarczy odpowietrznik, jeśli wytłaczanie jest wystarczająco szybkie (niższy czas przebywania w temperaturze topnienia), aby utrzymać degradację na znośnym poziomie.
Poliamidy są trochę inne, ponieważ pochłaniają dużo wilgoci, ale działa ona również jako plastyfikator, więc można wysuszyć za dużo, uzyskać wyższą lepkość, a tym samym generować więcej ciepła w ślimaku. Istnieje optymalny poziom suszenia, a nie tylko „tak suchy jak to możliwe”.
Jak dla tlenu, to może powodować odbarwienia i degradacji, ale nie ma tlenu wewnątrz wytłaczarki z wyjątkiem powietrza między cząstkami, które są zwykle zbyt chłodne, aby reagować. Kilka linii folii prowadzonych pod azotem eliminuje nawet tę szansę utleniania. Większe obawy o utlenianie odnoszą się do temperatury powierzchni przy opuszczaniu matrycy – gorąca oznacza lepszą przyczepność druku, ale wolniejsze uszczelnianie termiczne i możliwe efekty zapachowe/smakowe.
Q: Czy możesz powiedzieć nam więcej o rozrzedzaniu ścinaniem?
A: Im szybciej stopiony materiał porusza się w stosunku do ścian cylindra lub matrycy, tym cieńszy się staje (mniejsza siła do przepchnięcia danej ilości = mniejsza lepkość). Jest to szczególnie przydatne dla materiałów o wysokiej lepkości, takich jak PVC, ABS i PE o niskiej zawartości MI, co oznacza, że można je stosować przy niższych temperaturach topnienia lub generować mniej ciepła w wytłaczarce, albo jedno i drugie. Wielkość rozrzedzenia ścinającego może być wyrażona wykładnikiem potęgowym, odnoszącym parcie do przepływu. Przy wykładniku 2, podwójne parcie daje 4 razy większy przepływ (2 podniesione do kwadratu = 4). Z wykładnikiem 3, podwojenie parcia = 8 razy większy przepływ (2 podniesione do kwadratu = 8).
Q: Jaki jest najlepszy sposób optymalizacji temperatury podawania?
A: Użyj leja do suszenia gorącym powietrzem, jeśli jest dostępny, nawet jeśli suszenie nie jest potrzebne. Znajdź odpowiednią temperaturę paszy metodą prób i sukcesów. Rzeczywista temperatura może nie robić dużej różnicy, ponieważ najważniejsza jest konsystencja.
A.