14 Поширених проблем і рішень у процесі гранулювання модифікованого пластику

1. Недостатньо матеріалу для екструзії

■ Збільште розмір сітки або кількість фільтруючих сіток;

■ Належним чином зменшіть швидкість головного екструдера або збільште швидкість подачі;

■ Належним чином знизити температуру екструзії (головка матриці або інші зони).

2. Зовнішні домішки

■ Перевірте, чи мертві кути обладнання на стадіях змішування та вивантаження чисті та чи не потрапили домішки;

■ Зведіть до мінімуму кількість доданого подрібненого матеріалу або вручну виконайте початкове просіювання подрібненого матеріалу для видалення домішок;

■ Збільште розмір сітки та кількість фільтруючих сіток;

■ Закрийте будь-які отвори, куди може впасти сміття (твердими або сітчастими кришками).

3. Внутрішні домішки

■ Надмірний тиск головки матриці (включаючи блокування матриці, надмірну сітку фільтра, надмірну температуру головки матриці тощо) збільшує зворотний потік, що призводить до посилення карбонізації. Карбонізований матеріал переноситься в стрічку екструдера, викликаючи поломку стрічки під дією тягової сили.

■ Локальний перегрів екструдера посилює карбонізацію, внаслідок чого карбонізований матеріал переноситься в стрічку екструдера, що призводить до поломки стрічки під дією тягової сили.

■ Надто сильний зсув шнека в певних зонах посилює локалізовану карбонізацію матеріалу, в результаті чого карбонізований матеріал переноситься в стрічку екструдера, що призводить до поломки стрічки під дією тягової сили.

■ Довгий термін служби машини призводить до зносу шнека та стовбура, збільшення зазорів і збільшення зворотного потоку. Більше обвугленого матеріалу прилипає до стінки стовбура, і зі збільшенням часу екструзії цей обвуглений матеріал поступово переноситься в стрічку екструдера, викликаючи поломку стрічки під дією тягової сили.

■ Вакуумні або природні вентиляційні отвори (включаючи прокладки та мертві кути) не очищаються протягом тривалого періоду часу, дозволяючи наявному карбонізованому матеріалу переноситися в стрічку екструдера, спричиняючи поломку стрічки під дією тягової сили.

■ 4. Погана пластифікація матеріалу

■ Неналежне очищення головки матриці (включно з розвантажувальним отвором і внутрішніми мертвими кутами) призводить до того, що навуглені матеріали або домішки потрапляють у стрічку матеріалу, викликаючи поломку під час тяги.

■ Рідкісна заміна фільтра призводить до блокування фільтра, перешкоджаючи потоку матеріалу та викликаючи поломку.

■ Низька температура екструзії або слабкий зсув шнека призводить до недостатньої пластифікації, що призводить до грудок і поломки під час тяги.

■ Добавки з--температурою-плавлення (включаючи EBS або PETS) у рецептурі в поєднанні зі слабким зсувом шнека, збільшеним{2}}зазором у стовбурі гвинта або слабким зсувом призводять до поганої пластифікації та руйнування. 5. Зміни у властивостях сировини

■ Значні відмінності в плинності між змішаними компонентами при однаковій температурі можуть призвести до «фазового поділу» через невідповідність плинності або неповну сумісність (включаючи фізичне змішування та хімічні реакції). Розділення фаз, як правило, не відбувається при екструзії змішування, але більш поширене при лиття під тиском. Однак, якщо швидкість потоку молекулярної маси (MFR) сильно відрізняється, руйнування може статися в умовах відносно слабкого зсуву гвинта.

■ Зміни в’язкості змішаного компонента: для того самого матеріалу зниження MFR призводить до збільшення твердості, жорсткості та розміру надрізу. Це може вказувати на більш високу молекулярну масу в партії, що призводить до збільшення в’язкості. За вихідної температури обробки та умов процесу це може спричинити погану пластифікацію. У цьому випадку підвищення температури екструзії або зменшення швидкості головного шнека може вирішити проблему.

6. Затримка пари або погана вентиляція в смузі матеріалу

■ Надмірно висока температура обробки, надмірне місцеве зрізання шнека або місцеве перегрівання шнека можуть спричинити розкладання певних антипіренів та інших добавок із виділенням газів. Якщо вакуум не видаляє ці гази вчасно, вони потрапляють у смужку матеріалу, що призводить до поломки смужки під дією тягової сили.

■ Сильно вологий матеріал; якщо технологічна волога не видаляється негайно за допомогою природної вентиляції та вакууму, газ затримується в смузі матеріалу, викликаючи поломку під дією тягової сили.

■ Погана природна або вакуумна вентиляція (зокрема засмічення, витоки, надмірно високі прокладки тощо) може призвести до того, що газ (або пара) затримається всередині стрічки матеріалу, що призведе до поломки під дією тягової сили.

7. Висока жорсткість матеріалу, надмірне охолодження або промивання водою, невідповідна тяга

Якщо матеріал надто жорсткий, температура води надто низька або нанесено забагато води, продукт, що виходить із гранулятора, буде дуже м’яким, але після поливу він одразу стане дуже жорстким. Під невідповідною силою тяги це може спричинити поломку. Це явище часто трапляється з такими матеріалами, як PBT, PET з волокном, PC з волокном, AS з волокном і ABS з волокном, які мають дуже високу швидкість кристалізації або дуже високу жорсткість. Це особливо серйозно в невеликих-експериментах. У цьому випадку підвищення температури води та зменшення швидкості потоку води для підтримки певного ступеня м’якості смужок гранулятора може вирішити проблему.

8. Недостатня кількість сіток фільтра або кількість листів фільтра

Це явище часто виникає, коли в головці гранулятора недостатній тиск або коли є зовнішні чи внутрішні забруднення.

9. Проблема ланцюга гранул

Серію гранул, які злипаються разом, зазвичай називають подвійно-з’єднаними або ланцюжковими гранулами. Це може бути викликано надмірно високою температурою технологічної води або занадто низькою швидкістю потоку води.

Ланцюжок гранул відноситься до ситуації, коли серія частинок з’єднана одна з одною; тобто в деяких випадках частинки з’єднані між собою торцевим-{1}}контактом плівки або тангенціально. Під час обробки до цього явища можуть призвести кілька процесів окремо чи разом. Наприклад, надмірно гаряча вода для обробки може спричинити злипання гранул; у цьому випадку температуру води слід знизити, щоб забезпечити достатнє охолодження поверхні частинок. Крім того, надмірно низька швидкість потоку води також може спричинити злипання гранул, оскільки це сповільнює швидкість камери гранулювання, що призводить до агломерації частинок. Крім того, якщо відстань між отворами матриці занадто мала, розширення на виході під час обробки призведе до зіткнення частинок; рішення полягає в тому, щоб замінити існуючу матрицю на одну з більшим інтервалом і меншою кількістю отворів.

10. Хвостова проблема

Хвостиком називають виступаючий край гранул, що нагадує форму хокейної ключки. Виглядає як забруднення або розрив у нижній частині порізу. Це відбувається тому, що ріжучий пристрій не може зробити чистий зріз у цій точці. Загалом, правильно вирізані гранули з гранулювача з подачею дроту мають бути-циліндрами під прямим кутом, а гранули з підводного гранулювача мають бути майже-ідеальними сферами.

Матеріали, які зазвичай не утворюють дрібні частинки, також можуть утворювати дрібні частки через хвости. Якщо припустити, що всі параметри обробки перевірено, хвости зазвичай діагностуються як проблема різання. Для ліній гранулювання дроту рішенням є заміна роликів і нижніх різців, щоб отримати нові, гострі ріжучі кромки; або повторно -визначити відстань між обладнанням відповідно до значень, зазначених у посібнику виробника. Для підводних ліній гранулювання необхідно перевірити матрицю та ріжучу кромку, щоб переконатися у відсутності подряпин, оскільки подряпини та канавки часто спричиняють хвостики.

11. Проблеми з порошком

Для багатьох кристалічних матеріалів, таких як-полістирол загального призначення, порошок, здається, є звичайною та унікальною небезпекою. Це стає проблемою для переробників, оскільки змінює об’ємну щільність матеріалу, розкладається або згорає в стовбурі екструдера та спричиняє проблеми в процесі транспортування. Основною метою виробників смоли є виробництво однорідних гранул, тобто гранул із заданою довжиною та діаметром, вільних від забруднення порошком або сторонніми речовинами.

Щоб вирішити цю проблему, кількість порошку можна зменшити шляхом налаштування обладнання та контролю деяких ключових параметрів процесу. Під час входу в ріжучий пристрій температура лінії виробництва дротяних гранул має бути якомога ближчою до точки розм’якшення матеріалу Віка, щоб забезпечити максимальний термічний зсув дроту, що дозволяє уникнути поломки.

Для конкретних полімерів вибір ріжучого ролика з відповідним кутом гранулювання відіграє вирішальну роль у зменшенні відходів матеріалу. Для ненаповнених полімерів слід, коли це можливо, використовувати ріжучі ролики зі стелліту або інструментальної сталі, а краї ролика та нижнього різця повинні бути гострими, щоб уникнути роздавлювання полімеру. Слід уникати потрапляння повітря в наступне обладнання після гранулювання, як під тиском, так і під вакуумом-.

Для підводних ліній гранулювання переконайтеся, що під час обробки підтримується достатній тиск на фільєру, і належним чином відрегулюйте час витримки після-гранул, щоб гарантувати, що частки потраплятимуть у сушарку гарячими.

12. Проблема поломки нижнього різця

Нижній ріжучий пристрій гранулюючого обладнання являє собою лист із загартованої твердосплавної сталі з інварним сплавом, привареним до нього у відповідних місцях, що дозволяє нарізати його на опору. Як правило, поломка нижньої фрези відбувається після обертання ріжучої кромки. Можна вжити відповідних заходів, щоб уникнути цієї проблеми, і слід ретельно дотримуватися методів, рекомендованих виробником. Один момент, який потребує особливого акценту, полягає в тому, що різьбовий сердечник зі сплаву інвар, закріплений на місці за допомогою срібного припою, має обмеження на зсув і легко пошкоджується надмірним крутним моментом під час встановлення. Крім того, під час обертання або встановлення зламане нижнє лезо схильне до зміщення та може розлетітися всередині гранулятора, пошкодивши ріжучу кромку валика та збільшуючи витрати на обслуговування.

13. Проблема дрейфу

Знос дроту — це тенденція дроту збиватися в одну сторону на платформі подачі. Це спричиняє такі проблеми, як низька якість гранул, наявність довгих тонких смужок і порушення обробки. Якщо площина різання гранулятора не паралельна екструзійній матриці екструдера, дріт буде мати тенденцію скупчуватися ліворуч або праворуч, що зрештою призведе до дрейфу дроту. Інші причини зсуву дроту включають невідповідні зазори між нижнім подавальним валиком і скребком, а також невідповідні діаметри нижнього подавального валика.

14. Задача лінійного керування

Довгі тонкі смужки є типом ненормального продукту, який виробляє гранулювач. Як випливає з назви, їх довжина перевищує звичайний розмір частинок, а додаткова довжина зазвичай змінюється в межах кількох дюймів. Поява тонких подовжених смужок (також відомих як частки-під кутом) вказує на поганий контроль положення дроту під час подачі в ріжучий пристрій. Зокрема, дріт не знаходиться під перпендикулярним кутом, коли подається в ріжучий пристрій, що призводить до нахиленого кінця під час різання.

Відстань між подаючим роликом (точкою закусування) і різцем (точкою різання) називається відстанню подачі, і нічого не використовується для контролю дроту в межах цього проміжку. На відміну від рубанка по дереву, якщо подавальний валик встановлений неправильно або знаходиться в поганому стані, пластиковий дріт не буде подаватися в ріжучий пристрій під кутом, перпендикулярним до поверхні різання. Це призводить до перетинання дроту, що ще більше погіршує якість різання та, зрештою, призводить до серйозних проблем. Перехрещений дріт розсуває два подаючі ролики, внаслідок чого дріт втрачає натяг і тимчасово провисає, відхиляючи дріт в обидва боки від подаючих роликів. Попереджувальні ознаки цієї проблеми включають поганий стан верхнього ролика подачі, як-от канавки, тріщини або зміна кольору (старіння або загартування-внаслідок тепла).

Інші поширені проблеми в контролі дроту включають: зношені нижні ролики подачі, що спричиняє втрату тяги; неправильні процеси загартування дроту, що може призвести до сильного,-змієподібного вигину дроту; та зношені дротяні матриці, які виробляють дроти різного діаметру. Крім того, виробники повинні остерігатися дуже зношених роликів і нижніх різців, які утримують дріт на місці, оскільки нижній ріжучий пристрій відповідає за проштовхування дроту до точки різання та запобігає роботі різака на надто високих швидкостях, що може спричинити хитання дроту.

У системах підводного гранулювання основною причиною подовжених смуг є невідповідність між швидкістю подачі та швидкістю різця. У цьому випадку швидкість різця потрібно збільшити відповідно до швидкості подачі або зменшити швидкість подачі відповідно до швидкості різця. Крім того, під час обробки вкрай важливо переконатися, що ріжуча головка має достатню кількість лез, щоб гарантувати правильну геометрію частинок і перевіряти уповільнення або блокування потоку полімеру через отвори матриці.