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PPR管材生产中参数控制及添加剂配方优化
2015-11-28
  针对聚丙烯厂生产PPR管过程中出现的质量问题进行了试验,并对在不同温度条件下试验过程中出现的现象加以分析,同时进行了数据检测,摸清了影响产品质量的关键因素,从而为装置的生产及改造提供依据。
  一、试验部分
  1.1实验设备
  TE-35双螺杆挤出机,BT1-FR005TNA5万能材料试验机,K-TEC85E注塑机,STA449C综合热分析仪(TG+DSC);SHR-100高速混合机;CEAST7026000熔融指数仪及相关检测仪器
  1.2试验过程
  (1)试验过程描述。根据装置生产实际,采取一定量的PA14D粉料,按照引进配方和国产复合抗氧剂配方的比例在SHR-100高速混合机内进行告诉均匀掺混,设定好TE-35双螺杆挤出机组的温度进行试验,及时调节TE-35双螺杆挤出机不同温控区间的温度,观察试验过程中出现的现象。试验之前要用CEAST7026000熔融指数仪测定PA14D粉料MFR,在TE-35双螺杆挤出机不同温度下进行挤出粒料,测定融指的变化,通过K-TEC85E注塑机注塑成型后进行相应的指标检测,得出结论。
  (2)配方的选择。配方一:1681400ppm;10102000ppm;硬脂酸钙500ppm;pps8002700ppm。配方二:复合抗氧剂8000ppm
  二、结果与讨论
  2.1挤出机温度对熔指的影响(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机头压力的变化
  (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主机电流的变化
  (1)配方一。温度/电流/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。温度/电流/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的主机额定电流为30,为此为了保证主机的正常运行,降低了配方一的喂料速度。以上数据是恒定主机转速在9 rpm下测定的)。
  2.4注塑后产品结果分析
  针对实验结果,我们有针对性地选取了230℃、250℃、270℃、280℃、290℃温度下生产出来粒料进行注塑分析。
  (1)配方一。温度℃/拉伸屈服应力:质量指标/20.0-27.0。230/25.2,250/25.9,270
  /24.5,280/25.1,290/25.0。
  (2)配方二。温度℃/拉伸屈服应力:质量指标/20.0-27。230/25.0,250/25.1,270/24.6,280/24.9,290/24.6。
  (3)配方一。温度℃/弯曲模量:质量指标/500-700。230/634,250/635,270/630,280
  /622,290/644。
  (4)配方二。温度℃/弯曲模量:质量指标/500-700。230/581,250/651,270/616,280/633,290/601。
  2.5产量的标定
  我们选取了在各项指标比较稳定的280℃条件下,对两种配方的产量进行标定:配方一:260克/分钟,配方二:320克/分钟。由于在同为280℃的条件下,主机转速恒定在9rpm条件下,为了保证TE-35双螺杆挤出机组不因为主机运行电流过大而停机的前提下,配方一的喂料速度为9rpm,配方二的喂料速度控制在10rpm下进行的对比标定。
  2.6结果分析
  (1)确定了PPR生产过程中使用配方一挤压机合理温控范围应该确定在270℃-300℃之间,使用配方二合理的温控范围应该确定在275℃-300℃。如果温度控制不稳定的情况下,将会引起指标的波动。
  (2)使用配方一在250℃以上时散发出臭味,原因是硫代酯类抗氧剂分解释放出来的。
  (3)配方一和配方二的拉条平滑度不同,配方一拉出来的料条有粗糙感,配方二的料条要光滑一些,该现象与机头压力的变化也是吻合的。
  (4)黄色指数方面,配方一整体表观要优于配方二。
  (5)从标定的产量和表三的数据对比可以看出,使用配方二在电耗上要优于配方一。当然确定电耗应通过进一步的标定来完成,我们得到的数据仅仅是表观上的显示。

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