Анализ внутренних причин пятнистости поверхности полос терморазрыва при экструзионном производстве

Ⅰ. Пятнистые дефекты, вызванные нестабильными компонентами сырья

Подложка терморазрывных полосок PA66 состоит из нейлоновой смолы PA66, наполненной 25% стекловолокна. Однородность системы сырьевых материалов формирует основу для однородного внешнего вида поверхности. Колебания между партиями сырья, неравномерное смешивание новых и переработанных материалов, неконтролируемая пропорция повторного измельчения или плохая совместимость между различными мастербатчами и добавками приведут к непостоянным скоростям плавления каждого компонента внутри расплава. При винтовой пластификации частичная нейлоновая смола не плавится полностью, а стекловолокна плохо диспергируются, образуя в расплаве локальные зоны, богатые компонентами. При выдавливании на поверхность профиля эти зоны образуют пестрые пятна с разным блеском.

Кроме того, еще одной распространенной причиной является неадекватная сушка влажного сырья. PA66 очень гигроскопичен. Если температура или продолжительность сушки недостаточны, остаточная влага внутри гранул испаряется при высокой температуре экструзии и образует крошечные пузырьки в расплаве. При разрыве пузырьков на выходе из матрицы на поверхности терморазрывных полос остаются матовые, неровные и крапчатые следы. Этот тип крапчатости обычно появляется на участках без фиксированной ориентации полос.

Ⅱ. Пятнистость поверхности, вызванная несбалансированными параметрами экструзии и пластификации

Неправильные настройки температуры в каждой зоне цилиндра экструдера напрямую приводят к неравномерной пластификации расплава. Низкая локальная температура ствола вызывает неполную пластификацию расплава нейлона, а повышенная температура вызывает частичную термодеструкцию и незначительную карбонизацию нейлона. Оба условия дестабилизируют течение расплава и создают чередующиеся светлые и темные пятна на поверхности профиля после экструзии из полости матрицы.

Несоответствие между скоростью шнека и скоростью вытягивания приводит к сильным колебаниям давления расплава, нестабильному выходному потоку из головки и периодическому изменению скорости сдвига расплава. Под действием сдвиговой силы стекловолокна внутри расплава демонстрируют непостоянную локальную ориентацию. Различные уровни воздействия стеклянных волокон в различных положениях профиля создают различные эффекты отражения поверхности, которые видны невооруженным глазом в виде пятнистых пятен. Пятна, вызванные такими технологическими дефектами, часто распространяются в виде полос или полос вдоль направления экструзии.

Ⅲ . Пятнистость поверхности, вызванная пресс-формой и системой определения размеров системы охлаждения

Изношенные поверхности каналов потока, углеродистые отложения, остатки или царапины на внутренней стенке экструзионных форм вызывают частичный застой расплава и локальное термическое разложение при протекании расплава. Застойный и разложившийся материал периодически выносится из отверстия матрицы и прилипает к поверхности терморазрывной полосы, образуя неравномерные темные пестрые пятна. Неравномерное распределение температуры на выходе из матрицы или частичный выход из строя нагревательных колец матрицы приводят к нестабильной температуре выхода расплава по поперечному сечению профиля и разной скорости охлаждения, что в конечном итоге приводит к появлению светлых и темных пятен из-за неравномерного блеска поверхности после охлаждения.

Во время охлаждения и калибровки неравномерная температура охлаждающей воды, чрезмерное воздействие воды в охлаждающем резервуаре и непостоянная толщина водяной пленки на поверхности профиля вызывают разную скорость усадки при охлаждении в каждой точке поперечного сечения терморазрывной полосы. Молекулы поверхностного слоя кристаллизуются с разной скоростью, что приводит к региональным различиям в кристалличности нейлона. Области с высокой и низкой кристалличностью по-разному отражают свет, образуя на готовой поверхности обширные туманные пятна. Этот дефект возникает на этапе проклейки после экструзии и обычно не оказывает очевидного влияния на внутренние механические свойства терморазрывных полос; это просто дефект, связанный с внешним видом.

Ⅳ. Рекомендации по предварительному выявлению производственных дефектов крапчатости

Пятна, образующиеся в процессе производства, можно обнаружить визуально сразу после экструзии и охлаждения. Места дефектов фиксированы и непрерывно распространяются по длине экструзии. Во время контроля качества можно использовать поперечную резку для проверки внутренних дефектов, таких как пузырьки, расслоение и агломерация стекловолокна под пестрыми зонами. Однородный внутренний материал без отклонений указывает на то, что крапчатость — лишь косметический недостаток. Изделия, имеющие внутренние дефекты материала, подлежат браковке из-за потенциальных рисков для механических характеристик.

Заключение

Пятнистость поверхности терморазрывных полос во время экструзии в основном обусловлена ​​четырьмя факторами: стабильностью сырья, процессами пластификации, условиями пресс-формы и эффективностью проклейки при охлаждении. Контроль качества сырья, соблюдение строгих процедур сушки, стабилизация параметров экструзии, а также регулярная очистка и техническое обслуживание пресс-форм являются основными техническими мерами, позволяющими снизить частоту появления пятнистых дефектов поверхности в источнике производства.