Устранение пузырей и гелей при экструзии листов: Оптимизация конструкции многоступенчатого вентилируемого цилиндра

При экструзии высококачественных пластиковых листов (таких как ПК, ПММА, ПЭТ и АБС) дефекты поверхности, такие как пузыри и гели (рыбьи глаза), являются основными причинами высокого процента брака. Эти дефекты обычно возникают из-за влаги в сырье, летучих органических соединений (ЛОС) или локальной термической деградации из-за чрезмерного времени пребывания. Ключ к решению этих проблем заключается в геометрической конструкции двухшнекового экструдера вентиляционных секций и точного выбора вакуумных систем.

При экструзии листов плохое качество дегазации напрямую влияет на оптические свойства конечного продукта.

• Причина возникновения пузырей: Низкомолекулярные вещества, выделяющиеся при плавлении, расширяются при падении давления в фильере, если они не удаляются своевременно, образуя внутренние или поверхностные пузыри.

• Причина возникновения гелей (рыбьих глаз): Материал, накапливающийся по краям вентиляционного отверстия, со временем может деградировать под воздействием высокой температуры. После карбонизации или затвердевания эти частицы попадают обратно в расплав, образуя нерасплавленные гели.

Для достижения производства "без пузырей" конструкция шнека и цилиндра должна обеспечивать эффективное обновление поверхности.

• Комбинирование естественной и вакуумной вентиляции: Естественный вентиляционный канал размещается на ранней стадии плавления для удаления основной массы воздуха, за которым следуют 1-2 вакуумных вентиляционных канала ниже по потоку для удаления остаточных летучих веществ.

• Высокий коэффициент открытия: Для материалов с высоким содержанием летучих веществ вентиляционные цилиндры требуют большего коэффициента открытия. Также используются специальные уплотнения вентиляционных отверстий или боковые вентиляционные конструкции для предотвращения "потока через вентиляционное отверстие" (вытекание материала из отверстия).

• Элементы конвейера с большим шагом: Элементы с большим шагом резьбы должны использоваться непосредственно под вентиляционными отверстиями. Это значительно снижает степень заполнения, заставляя расплав растекаться тонкой пленкой. Это максимизирует скорость обновления поверхности, позволяя газам быстро выходить.

• Зона декомпрессии: Секции шнека, предшествующие вентиляционному отверстию, должны обеспечивать сильную декомпрессию для обеспечения стабильной зоны нулевого давления, предотвращая выталкивание расплава через вентиляционное отверстие.

Конфигурация вакуумного насоса имеет решающее значение для эффективности дегазации.

• Требования к вакууму: Для оптических листов вакуумная система должна поддерживать стабильное отрицательное давление в диапазоне -0,08 МПа и -0,1 МПа.

• Конденсаторы и предотвращение обратного потока: Система должна быть оснащена высокоэффективными конденсаторными баками для предотвращения обратного потока сконденсированных летучих веществ в цилиндр.

• Точность уплотнения: Крайне важно, чтобы прокладки вентиляционных отверстий были термостойкими и герметичными. Даже незначительная утечка воздуха может вызвать локальное окисление расплава, приводя к образованию большего количества гелей. (Ссылка: Журнал стабильности непрерывной вентиляции - Ссылка: #TS-DATA-PAGE12)

• Зеркальная полировка: Шероховатость поверхности вблизи вентиляционных отверстий и на элементах шнека должна достигать Ra < 0,4 мкм, чтобы минимизировать риск прилипания материала и образования накипи.

• Высокотвердый износостойкий слой: Использование биметаллических цилиндров с твердостью 58-64 HRC гарантирует, что края вентиляционных отверстий со временем не затупятся, сохраняя эффективную самоочистку и соскребание.

Для производителей высококачественных листов решение проблем дефектов поверхности требует большего, чем просто увеличение мощности вакуумного насоса. Научно конфигурируя многоступенчатые вентиляционные цилиндры, оптимизируя комбинации элементов шнека с большим шагом и выбирая высокоточные детали, совместимые со стандартами Coperion или Berstorff, производители могут устранить пузыри и гели у источника. Это не только повышает класс продукта, но и обеспечивает значительную рентабельность инвестиций за счет снижения процента брака.