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挤出机过滤网对塑料挤出成型的影响

2017-11-15    作者:大漠孤烟

  

  在挤出机的挤出过程中,熔融物料通过过滤网被输送给模具。过滤网使物料得到过滤,并能改进物料的混合效果。 但是,过滤网也能使工艺过程产生波动,导致背压和熔融物料温度上升,有时还会减少。

  挤出机的过滤网被固定在一个多孔或槽的保护板上,这样,可以使挤出机和模具之间形成密封。干净的过滤网所产生的压力较小,可能只有50-100lb/in2(1lb=0.4536Kg,1in=25.4mm)。随着压力的增加,过滤网上所截留的树脂中的杂质数量就变多,从而阻塞过滤网。

  一.过滤网会影响熔融物料的温度

  当更换阻塞的过滤网时,压力会突然下降,熔融物料的温度也可能会下降,从而造成产品的尺寸发生变化。为了保持产品的同一尺寸,可以调整挤出机的螺杆转速,也可以调整挤出机的线性速度。

  在挤出圆形产品时,这些变化可能不会导致严重的问题,但在挤出扁平或者外形不规则的产品时,熔融物料温度的变化可能会影响产品的外形尺寸。比如,在一个扁平模具里,较冷的熔融物料可能使片材中心偏薄,而使周边偏厚。这种情况可以通过对模具的自动或手动调整得到校正。

  在过滤网变换器后面,配备一个能够保证熔融物料稳定地进入模具的齿轮泵,可以防止上述问题的发生。但是,熔融物料在过滤网更换后所发生的温度变化仍然需要通过对模具的调整来解决。同时,由于齿轮泵容易被坚硬的杂质损坏,因此,齿轮泵也需要得到精细的过滤网的保护。

  有些硬质PVC加工商不愿使用过滤网的原因是,过滤网会使PVC熔融物料温度升高而易发生降解,这样就需要热稳定性更好的物料,从而增加了材料的成本。若使用PVC专用的过滤网变换器,也会增加成本。所以,大多数硬质PVC加工商,要么回避使用过滤网,要么使用不带变换器的粗过滤装置,只过滤较大颗粒的杂质。

  二.如何选择过滤网

  钢丝是挤出机最常用的金属过滤网材料。不锈钢虽然比较昂贵,但可用于某些PVC生产线或其他场合,以避免出现生锈。镍合金过滤网被应用于避免被氟聚合物或者PVDC所腐蚀的场合。

  一般情况下,过滤网筛眼(或者说每英寸的金属丝数目)为20-150或更多。20筛眼的过滤网比较粗;40-60筛眼的过滤网比较细;80-150筛眼的过滤网则很精细。

  大多数过滤网的筛眼都呈方格编织,每个方向的金属丝数目相同。荷兰式编织法是在水平方向采用粗金属丝,并规定为双数,比如,32x120根/in(1in=25.4mm)。用荷兰式编织法制得的过滤网,不需要在过滤装置内设置并联筛网就能起到精细过滤作用。

  筛眼数目相同的过滤网的孔径是根据金属丝的直径来确定的,没必要完全一致。比如,由行距为24in、直径为0.02in的金属丝做成的20筛眼的过滤网,其每侧的开孔为0.01in;而由行距为30in、直径为0.01in的金属丝做成的20筛眼过滤网,其每侧的开孔稍大,为0.04in,这是因为细金属丝的过滤不够细,而且更容易阻塞(1in=25.4mm)。

  一般情况下,过滤装置的安装方式是:最粗糙的滤网对着保护板,而最细的滤网则面对挤出机。比如,从保护板到挤出机的滤网排列方式可能是20筛眼/40筛眼/60筛眼,因为这种布置结构可以防止滤网被堵,并能将杂质“吹入”保护板的开孔内。

  如果最细的滤网为80或更多的筛眼,为了防止该滤网被熔融物料的旋转运动或大的杂质阻塞,则可以将一个粗糙滤网放到前面(比如20/100/60/20筛眼的排列)。因为这种装置类型从两边看相同,所以为了保证它们不会被颠倒,有时也采用对称的布置方式(20筛眼/60筛眼/100筛眼/60筛眼/20筛眼)。

  有些加工商故意将滤网装颠倒,让粗滤网先过滤上游表面较大颗粒杂质。他们认为,这种方法可容许更多侧面熔融物料通过,并使保护板上游表面的物料较少发生分解。

  三.有关过滤网注意事项

  由于钢丝滤网容易生锈,所以在储藏时要避免潮湿,否则,铁锈将会出现在挤出物里。更为严重的是,生锈滤网很容易发生断裂,并使所过滤出的杂质漏过,因此,要将滤网装入塑料袋或者防锈纸中储藏。

  当正在挤压PVC材料时,切不可将裸露的滤网放置在挤出机头部。这是因为机头模具附近空气中的盐酸会对其产生腐蚀。挤出PVC时的最佳做法是,在模头上方安装一个排烟橱,并且一定要使备用滤网远离此处放置,甚至可将其用袋装好后放置在冷柜内。

  吹扫、清洁保护板时,很容易出现反卷现象,使密封面受到破坏,并使滑动面不相匹配,从而产生泄露。这样,不但会造成清洗工作费时,而且,泄露的熔融物料可能会影响热电偶数值,还会损坏加热器,有时甚至可能导致着火。

  对于单排气、两级挤出机而言,如果过滤网处的背压变大,那么其第二段产量将会减少,但其第一段的产量不会受到影响。当背压大约增至2500lb/in2(1lb=0.4536Kg,1in=25.4mm)时,来自第一段的熔融物料就开始徐徐泄露入排气孔。为了避免此类现象发生,一定要在压力处于较低时就更换滤网。另外,过滤装置后面的齿轮泵,也有抑制熔融物料泄露入排气孔的作用。

  如果滤网过滤到大片杂物(比如纸片),它会突然完全失效,这样就会使挤出机的压力迅速达到峰值。所以,为了防止上述情况发生,必须要有诸如安全隔膜、安全销或与压力表相连的报警等安全系统。




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