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专家剖析:彩色共挤层出现收缩痕的原因

2009-12-16 阅读:3325
  

      专家认为,彩色共挤层出现收缩痕、暗带或亮带主要有以下原因:一是共挤层存在局部增厚或减薄现象。当共挤料流速大于基料流速时,则会出现共挤层局部增厚现象;当共挤料与基料等速或小于基料流速时,则会出现共挤层局部减薄现象,同时受型材截面结构应力影响,基料共挤界面发生收缩痕、暗带或亮带时,共挤层表面也将随之出现收缩痕、暗带或亮带,并随共挤层厚度增加而加重。收缩痕、暗带或亮带同是发生在型材轴向的条纹。不同的是,收缩痕明显低于型材其它部位,用手摸的着,是表面比较光滑的凹痕。亮带和暗带则用手摸不着,在光线下可以看的到,是光泽明显比型材其它部位亮或暗许多的带状条纹。

  两者之间是相辅相成的,一般出现亮带时,大多都会伴随暗带出现。暗带基本类似于收缩痕,仅是深浅程度有所不同。前者是和定型模没有发生直接接触、摩擦所致;后者是型材表面已经出现明显的凹痕。型材两个面连接部位,因熔体流动速度叠加,出料往往比别处快,密实度高,与定型模内壁或水箱定型块的摩擦较大,因而会出现亮带;口模内筋供料过小,熔压低,致使相邻外壁物料向内筋处流动,共挤表面则会形成暗带或收缩痕;收缩痕中间下陷部分熔体往往又会向两侧产生一定的横推力,促使边缘熔体凸起,形成亮带。摩擦改变了外表面内应力取向,亮带部位经摩擦后,受取向应力影响,一般低于外表面其它部位;口模内筋供料过大,致使内筋弯曲,对型材外壁形成拉力,共挤表面亦会形成收缩痕;当口模、定型模尺寸不匹配时,型坯进入定型模后,在其内壁和内筋的约束下,远离内筋的型材外壁则会发生凸凹变形,凸起部分贴紧定型模内壁,因摩擦而形成亮带,凹下部分脱离定型模内壁,形成暗带或收缩痕;型材内筋过厚,冷却速度慢,发生后收缩,拉动对应的型材共挤表面,亦会形成暗带或收缩痕;原生产型材未出现有收缩痕,当牵引速度加快,壁厚减薄时,型材外壁对内筋牵制、约束力减小,在内筋收缩力作用下,共挤表面也会出现暗带或收缩痕。

  由以上分析可知:共挤层表面亮带、暗带或收缩痕等质量缺陷,都是型材相邻两个面熔体应力叠加,相互作用或内筋内应力作用于外壁,外壁对内筋牵制与约束不力,即型材结构应力或温度应力不均衡的结果。归根结底是基料熔体流动性差异的表征。因此要处理型材共挤层表面亮带、暗带或收缩痕等质量缺陷,首先应处理好型材基料表面亮带、暗带或收缩痕等质量缺陷,另一方面可对应进行工艺调整,如适当提高挤出速度,以减少熔体在口模停留时间;适当降低牵引速度、以增加型坯冷却时间;适当降低口模及定型模冷却温度,以减少熔体流动性;适当减少共挤层厚度,以降低共挤层对基料的作用力;减少口模与定型模间距并调整其相对位置,降低口模出口膨胀与增加缺陷一侧压力等(如亮痕在型材上方,可将定型台适当向下调整,如亮痕在型材下方,可将定型台适当向上调整,左右亦然),均能一定程度上减少共挤层表面亮带、暗带或收缩痕等外观质量缺陷。

  业内专家说,共挤料透光率过高的原因主要是:不同厂家生产的共挤料,尤其是PMMA共挤料透光率相差很大,从5%~80%不等,当共挤料的透光率小于 35%时,共挤层厚度上细微差别就有可能导致共挤层表面出现明暗条纹。要解决这个问题,一方面在优质的PMMA共挤料或者在共挤料中添加不透明的无机填料,以减少共挤料的透光率,另一方面要严格控制共挤层厚度,也能在一定程度上改善共挤层的暗带与亮带等缺陷。

  定型模真空设计不合理也对共挤型材暗带与亮带有一定影响。定型模真空孔的孔径、位置排列、真空孔槽的宽度设计、加工不当,都会造成共挤面的暗带和亮带。真空孔越大,真空槽越宽,真空孔附近的真空吸附作用越大,共挤产品在该处与定型模之间的摩擦越严重,真空孔附近产生亮带的可能也就越大。

  共挤料润滑剂剂量过多,致使析出物不均匀地吸附在真空槽边缘,也会导致型材共挤表面出现亮带或暗带。常用的几种共挤层表面容易出现刮痕与气泡的原因各不相同。对于PMMA与ASA而言,比较容易出现摩擦痕与刮痕,对于PVC共挤料而言容易出现气泡,这是由于PVC树脂热稳定性不足造成的。PMMA与 ASA干燥不足或干燥后,密封不当,置放时间过长也会导致共挤层出现气泡,可再行干燥处理。对于摩擦痕或刮痕,一般可通过口模共挤流道的倒圆、定型模型腔和真空槽的抛光、定型快入口倒圆、清洁冷却水质等方法处理。若共挤料中润滑剂析出,堵塞定型模真空孔,也会导致型材共挤面摩擦痕与刮痕,可更换共挤料。共挤层表面质量影响因素比较多,要得到外观质量完美的共挤制品,可通过在定型台与牵引机之间安装抛光机,对共挤面进行机械抛光,以消除各种因素对共挤层外观的影响,减少型材表面条纹、色差,提高其光洁度。

  共挤层表面出现麻点是彩色共挤型材经常出现的不正常缺陷。因形成麻点的原因不同,其表现形式各异。有的麻点呈大小不一的凹坑,有的麻点呈规则或不规则褶皱、鱼鳞斑。有时麻点颗粒粗大,有时麻点呈针眼状气孔。概括起来,麻点大致有以下几方面原因:一是共挤料质量与性能差异。共挤料各组分之间应有良好的相容性,如果相容性不好,共挤料就会有未包覆到分子内部的粒子暴露在表面,呈不良麻点;同时共挤料各组分的加工性能应当接近。如果加工性能差异过大,加工时工艺参数调整范围狭窄,温度低时,高分子物难以塑化;温度高时,低分子部分易挥发,形成气泡残留在共挤层表面,呈针孔状麻点;共挤料与PVC物料的加工性能不宜相差过大。即使共挤料加工性能再好,如果与PVC物料性能相差过大,会出现分层现象与表面麻点。二是主机真空对麻点的影响。在生产中可以发现,挤出主机的排气孔的真空度越大,PVC物料中水分、低挥发物排除得越彻底,物料的密实度越高,共挤料从口模中与基料汇合后,表面粘附得越牢固,越不易分离。反之主机真空度越小,PVC物料中水分、低挥发物未能及时排出而残存在物料中,物料的密实度不够,表面呈凹凸不平状,与共挤料汇合时,影响彩色型材的表面平整度,并可能形成表面麻点。三是定型模对麻点的影响。一般定型模与口模距离越近,麻点越少。距离越远,麻点越多。提高真空度,第一节定型模可直接将从口模出来的型材共挤层表面吸附在定型模内壁上,发挥冷却作用,排除掉水气和夹带物,可有效减少麻点的产生。

  总之,双色共挤塑料异型材开机工艺控制及缺陷处理主要有以下五个方面内容:
  一是合理正确的升温、开机、停机程序是生产彩色共挤塑料异型材的前提。二是两种不同聚合物在同一模具汇合,共同挤出成型,因黏度差异,不仅会造成黏度较低的聚合物熔体把黏度较高的聚合物熔体包覆在中间的趋势,而且因两者之间挤出速度差,影响共挤层厚度与两项界面的黏接强度。三是共挤层厚度是双色共挤塑料异型材需要控制的关键。四是共挤层外观局部质量缺陷直接受基料挤出应力的制约和影响,如果基料出料不均,不仅影响其本身的成型,还会影响共挤层的成型。五是共挤层外观质量缺陷还与共挤料的质量、口模及定型模外观质量与光洁度、主机及定型模真空度紧密相关。应认真查清原因,分门别类对应处理。在定型模与牵引机之间安装布轮抛光机,可以有效提高共挤层外观质量。

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