PPR管材生產中參數控制及添加劑配方優化
針對聚丙烯廠生產PPR管材過程中出現的質量問題進行了試驗,并對在不同溫度條件下試驗過程中出現的現象加以分析,同時進行了數據檢測,摸清了影響產品質量的關鍵因素,從而為裝置的生產及改造提供依據。
一、試驗部分
1.1實驗設備
TE-35雙螺桿擠出機,BT1-FR005TNA5萬能材料試驗機,K-TEC85E注塑機,STA449C綜合熱分析儀(TG+DSC);SHR-100高速混合機;CEAST7026000熔融指數儀及相關檢測儀器
1.2試驗過程
(1)試驗過程描述。根據裝置生產實際,采取一定量的PA14D粉料,按照引進配方和國產復合抗氧劑配方的比例在SHR-100高速混合機內進行告訴均勻摻混,設定好TE-35雙螺桿擠出機組的溫度進行試驗,及時調節TE-35雙螺桿擠出機不同溫控區間的溫度,觀察試驗過程中出現的現象。試驗之前要用CEAST7026000熔融指數儀測定PA14D粉料MFR,在TE-35雙螺桿擠出機不同溫度下進行擠出粒料,測定融指的變化,通過K-TEC85E注塑機注塑成型后進行相應的指標檢測,得出結論。
(2)配方的選擇。配方一:1681400ppm;10102000ppm;硬脂酸鈣500ppm;pps8002700ppm。配方二:復合抗氧劑8000ppm
二、結果與討論
2.1擠出機溫度對熔指的影響(粉料0.224)
(1)配方一。230℃/0.264,250℃/0.29,270℃/0.317,275℃/0.335,280℃/0.373,290℃/0.444,300℃/0.52,325℃/1.76,350℃/5.8。
(2)配方二。230℃/0.223,250℃/0.249,270℃/0.283,275℃/0.310,280℃/0.316,290℃/0.389,300℃/0.495,325℃/0.88,350℃/2.65。
2.2機頭壓力的變化
(1)配方一。230℃/4.554,250℃/4.0,270℃/3.75,275℃/3.45,280℃/3.40,290℃/3.10,300℃/2.70,325℃/1.10,
350℃/0.95。
(2)配方二。230℃/4.20,250℃/3.70,270℃/3.25,275℃/2.85,280℃/2.75,290℃/2.50,300℃/1.80,325℃/1.10,
350℃/1.00。
2.3主機電流的變化
(1)配方一。溫度/電流/喂料速度:230℃/28.0/8,250℃/27.1/8,270℃/28.1/9,275℃/27.7/9,280℃/27.6/9,290℃/27.2/10,300℃/23.8/10,325℃/19.6/10,350℃/18.5/10。
(2)配方二。溫度/電流/喂料速度:230℃/23.1/10,250℃/21.8/10,270℃/22.1/10,275℃/22.4/10,280℃/20.1/10,290℃/19.8/10,300℃/20.0/10,325℃/19.5/10,350℃/19.0/10。(由于TE-35的主機額定電流為30,為此為了保證主機的正常運行,降低了配方一的喂料速度。以上數據是恒定主機轉速在9 rpm下測定的)。
2.4注塑后產品結果分析
針對實驗結果,我們有針對性地選取了230℃、250℃、270℃、280℃、290℃溫度下生產出來粒料進行注塑分析。
(1)配方一。溫度℃/拉伸屈服應力:質量指標/20.0-27.0。230/25.2,250/25.9,270
/24.5,280/25.1,290/25.0。
(2)配方二。溫度℃/拉伸屈服應力:質量指標/20.0-27。230/25.0,250/25.1,270/24.6,280/24.9,290/24.6。
(3)配方一。溫度℃/彎曲模量:質量指標/500-700。230/634,250/635,270/630,280
/622,290/644。
(4)配方二。溫度℃/彎曲模量:質量指標/500-700。230/581,250/651,270/616,280/633,290/601。
2.5產量的標定
我們選取了在各項指標比較穩定的280℃條件下,對兩種配方的產量進行標定:配方一:260克/分鐘,配方二:320克/分鐘。由于在同為280℃的條件下,主機轉速恒定在9rpm條件下,為了保證TE-35雙螺桿擠出機組不因為主機運行電流過大而停機的前提下,配方一的喂料速度為9rpm,配方二的喂料速度控制在10rpm下進行的對比標定。
2.6結果分析
(1)確定了PPR生產過程中使用配方一擠壓機合理溫控范圍應該確定在270℃-300℃之間,使用配方二合理的溫控范圍應該確定在275℃-300℃。如果溫度控制不穩定的情況下,將會引起指標的波動。
(2)使用配方一在250℃以上時散發出臭味,原因是硫代酯類抗氧劑分解釋放出來的。
(3)配方一和配方二的拉條平滑度不同,配方一拉出來的料條有粗糙感,配方二的料條要光滑一些,該現象與機頭壓力的變化也是吻合的。
(4)黃色指數方面,配方一整體表觀要優于配方二。
(5)從標定的產量和表三的數據對比可以看出,使用配方二在電耗上要優于配方一。當然確定電耗應通過進一步的標定來完成,我們得到的數據僅僅是表觀上的顯示。
一、試驗部分
1.1實驗設備
TE-35雙螺桿擠出機,BT1-FR005TNA5萬能材料試驗機,K-TEC85E注塑機,STA449C綜合熱分析儀(TG+DSC);SHR-100高速混合機;CEAST7026000熔融指數儀及相關檢測儀器
1.2試驗過程
(1)試驗過程描述。根據裝置生產實際,采取一定量的PA14D粉料,按照引進配方和國產復合抗氧劑配方的比例在SHR-100高速混合機內進行告訴均勻摻混,設定好TE-35雙螺桿擠出機組的溫度進行試驗,及時調節TE-35雙螺桿擠出機不同溫控區間的溫度,觀察試驗過程中出現的現象。試驗之前要用CEAST7026000熔融指數儀測定PA14D粉料MFR,在TE-35雙螺桿擠出機不同溫度下進行擠出粒料,測定融指的變化,通過K-TEC85E注塑機注塑成型后進行相應的指標檢測,得出結論。
(2)配方的選擇。配方一:1681400ppm;10102000ppm;硬脂酸鈣500ppm;pps8002700ppm。配方二:復合抗氧劑8000ppm
二、結果與討論
2.1擠出機溫度對熔指的影響(粉料0.224)
(1)配方一。230℃/0.264,250℃/0.29,270℃/0.317,275℃/0.335,280℃/0.373,290℃/0.444,300℃/0.52,325℃/1.76,350℃/5.8。
(2)配方二。230℃/0.223,250℃/0.249,270℃/0.283,275℃/0.310,280℃/0.316,290℃/0.389,300℃/0.495,325℃/0.88,350℃/2.65。
2.2機頭壓力的變化
(1)配方一。230℃/4.554,250℃/4.0,270℃/3.75,275℃/3.45,280℃/3.40,290℃/3.10,300℃/2.70,325℃/1.10,
350℃/0.95。
(2)配方二。230℃/4.20,250℃/3.70,270℃/3.25,275℃/2.85,280℃/2.75,290℃/2.50,300℃/1.80,325℃/1.10,
350℃/1.00。
2.3主機電流的變化
(1)配方一。溫度/電流/喂料速度:230℃/28.0/8,250℃/27.1/8,270℃/28.1/9,275℃/27.7/9,280℃/27.6/9,290℃/27.2/10,300℃/23.8/10,325℃/19.6/10,350℃/18.5/10。
(2)配方二。溫度/電流/喂料速度:230℃/23.1/10,250℃/21.8/10,270℃/22.1/10,275℃/22.4/10,280℃/20.1/10,290℃/19.8/10,300℃/20.0/10,325℃/19.5/10,350℃/19.0/10。(由于TE-35的主機額定電流為30,為此為了保證主機的正常運行,降低了配方一的喂料速度。以上數據是恒定主機轉速在9 rpm下測定的)。
2.4注塑后產品結果分析
針對實驗結果,我們有針對性地選取了230℃、250℃、270℃、280℃、290℃溫度下生產出來粒料進行注塑分析。
(1)配方一。溫度℃/拉伸屈服應力:質量指標/20.0-27.0。230/25.2,250/25.9,270
/24.5,280/25.1,290/25.0。
(2)配方二。溫度℃/拉伸屈服應力:質量指標/20.0-27。230/25.0,250/25.1,270/24.6,280/24.9,290/24.6。
(3)配方一。溫度℃/彎曲模量:質量指標/500-700。230/634,250/635,270/630,280
/622,290/644。
(4)配方二。溫度℃/彎曲模量:質量指標/500-700。230/581,250/651,270/616,280/633,290/601。
2.5產量的標定
我們選取了在各項指標比較穩定的280℃條件下,對兩種配方的產量進行標定:配方一:260克/分鐘,配方二:320克/分鐘。由于在同為280℃的條件下,主機轉速恒定在9rpm條件下,為了保證TE-35雙螺桿擠出機組不因為主機運行電流過大而停機的前提下,配方一的喂料速度為9rpm,配方二的喂料速度控制在10rpm下進行的對比標定。
2.6結果分析
(1)確定了PPR生產過程中使用配方一擠壓機合理溫控范圍應該確定在270℃-300℃之間,使用配方二合理的溫控范圍應該確定在275℃-300℃。如果溫度控制不穩定的情況下,將會引起指標的波動。
(2)使用配方一在250℃以上時散發出臭味,原因是硫代酯類抗氧劑分解釋放出來的。
(3)配方一和配方二的拉條平滑度不同,配方一拉出來的料條有粗糙感,配方二的料條要光滑一些,該現象與機頭壓力的變化也是吻合的。
(4)黃色指數方面,配方一整體表觀要優于配方二。
(5)從標定的產量和表三的數據對比可以看出,使用配方二在電耗上要優于配方一。當然確定電耗應通過進一步的標定來完成,我們得到的數據僅僅是表觀上的顯示。
