Σημεία διαδικασίας παραγωγής φιλμ LDPE με εμφύσηση και ανάλυση κοινών προβλημάτων, το 99% των προβλημάτων λύνεται!

Τα περισσότερα θερμοπλαστικά μπορούν να φυσηθούν για να παραχθεί φυσητή μεμβράνη, η οποία είναι ένας λεπτός σωλήνας από πλαστικό που συμπιέζεται σε έναν σωλήνα, στη συνέχεια φυσιέται με πεπιεσμένο αέρα για να διασταλεί το πλαστικό όσο είναι ακόμα ζεστό, και στη συνέχεια ψύχεται και διαμορφώνεται για να παραχθεί ένα κυλινδρικό προϊόν μεμβράνης. Η απόδοση αυτής της μεμβράνης είναι μεταξύ προσανατολισμένης μεμβράνης και χυτής μεμβράνης: η αντοχή είναι καλύτερη από τη χυτή μεμβράνη και η θερμική σφράγιση είναι χειρότερη από τη χυτή μεμβράνη.

Υπάρχουν πολλές ποικιλίες φιλμ που παράγονται με τη μέθοδο χύτευσης με εμφύσηση, όπως πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE), πολυπροπυλένιο (PP), πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (HDPE), νάιλον (PA), συμπολυμερές αιθυλενίου-οξικού βινυλίου (EVA) κ.λπ.

Αυτό το άρθρο παρέχει μια σύντομη εισαγωγή στη διαδικασία παραγωγής χύτευσης με εμφύσηση (blow moulding) των συνήθως χρησιμοποιούμενων μεμβρανών πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας (LDPE) και στις συνήθεις αστοχίες τους.

01 Επιλογή υλικών μεμβράνης φυσητού πολυαιθυλενίου

1. Η πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται θα πρέπει να είναι σωματίδια ρητίνης πολυαιθυλενίου ποιότητας φυσητού φιλμ που περιέχουν τη σωστή ποσότητα παράγοντα ολίσθησης για να εξασφαλιστεί η διαφάνεια της μεμβράνης.

2. Ο δείκτης τήξης (MI) των σωματιδίων ρητίνης δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλος, ο δείκτης τήξης (MI) είναι πολύ μεγάλος, το ιξώδες της τηγμένης ρητίνης είναι πολύ μικρό, το εύρος επεξεργασίας είναι στενό, οι συνθήκες επεξεργασίας είναι δύσκολο να ελεγχθούν, οι ιδιότητες σχηματισμού μεμβράνης της ρητίνης είναι κακές, δεν είναι εύκολο να μετατραπεί σε μεμβράνη. Επιπλέον, ο δείκτης τήξης (MI) είναι πολύ μεγάλος, η σχετική κατανομή μοριακού βάρους του πολυμερούς είναι πολύ στενή, η αντοχή της μεμβράνης είναι κακή.

Συνεπώς, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μικρότερος δείκτης τήξης (MI) και ευρύτερη κατανομή σχετικού μοριακού βάρους της πρώτης ύλης ρητίνης, έτσι ώστε να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις απόδοσης της μεμβράνης, αλλά και να διασφαλίζονται τα χαρακτηριστικά επεξεργασίας της ρητίνης. Οι μεμβράνες φυσητού πολυαιθυλενίου κατασκευάζονται γενικά από πολυαιθυλένιο με δείκτη τήξης (MI) στην περιοχή από 2 έως 6 g/10min.

02.Διαδικασία χύτευσης με εμφύσησησημεία ελέγχου

Η διαδικασία εμφύσησης μεμβράνης έχει περίπου ως εξής.
Φόρτωση χοάνης – εξώθηση πλαστικοποιημένου υλικού – φύσημα και μεταφορά – ψύξη δακτυλίων αέρα – ναρθήκευση ψαροκόκαλου – μεταφορά με κυλίνδρους μεταφοράς – επεξεργασία κορώνας – περιέλιξη μεμβράνης

Ωστόσο, αξίζει να επισημανθεί ότι η απόδοση του φυσητού φιλμ έχει σε μεγάλο βαθμό να κάνει με τις παραμέτρους της παραγωγικής διαδικασίας. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να ενισχυθεί ο έλεγχος των παραμέτρων της διαδικασίας και να τυποποιηθεί η λειτουργία της, ώστε να διασφαλιστεί η ομαλή παραγωγή και η επίτευξη προϊόντων φιλμ υψηλής ποιότητας.

Στην παραγωγή μεμβράνης φυσητού πολυαιθυλενίου, η κύρια έμφαση δίνεται στον καλό έλεγχο των ακόλουθων παραμέτρων της διεργασίας.

Θερμοκρασία εξωθητήρα

Κατά την χύτευση με εμφύσηση μεμβράνης πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας (LDPE), η θερμοκρασία εξώθησης ελέγχεται γενικά μεταξύ 160°C και 170°C και πρέπει να διασφαλίζεται ότι η θερμοκρασία της κεφαλής είναι ομοιόμορφη, η θερμοκρασία εξώθησης είναι πολύ υψηλή, η ρητίνη αποσυντίθεται εύκολα και η μεμβράνη είναι εύθραυστη, ειδικά η διαμήκης αντοχή σε εφελκυσμό μειώνεται σημαντικά.

Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, η ρητίνη δεν πλαστικοποιείται καλά, δεν διαστέλλεται και δεν τεντώνεται ομαλά, η αντοχή εφελκυσμού της μεμβράνης είναι χαμηλή και η γυαλάδα και η διαφάνεια της επιφάνειας είναι κακές, εμφανιζόμενη ακόμη και σαν μοτίβο λαχτάρας ξύλου και μη λιωμένους πυρήνες (μάτια ψαριού).

Αναλογία φουσκώματος

Ο λόγος εμφύσησης είναι ένα από τα κύρια σημεία ελέγχου στη διαδικασία παραγωγής φυσητού φιλμ και αναφέρεται στην αναλογία μεταξύ της διαμέτρου της φυσαλίδας του φυσητού φιλμ και της διαμέτρου του μη φυσητού δακτυλίου του σωλήνα.

Ο λόγος φουσκώματος είναι πολλαπλάσιο της πλευρικής διαστολής της μεμβράνης, η οποία στην πραγματικότητα την τεντώνει πλευρικά. Το τέντωμα παράγει έναν ορισμένο βαθμό προσανατολισμού των πλαστικών μορίων και μια αύξηση στον λόγο φουσκώματος, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της πλευρικής αντοχής της μεμβράνης.

Ωστόσο, ο λόγος εμφύσησης δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλος, διαφορετικά είναι εύκολο να προκληθεί αστάθεια στη φυσαλίδα της μεμβράνης και η μεμβράνη είναι επιρρεπής σε ζάρες. Επομένως, ο λόγος εμφύσησης πρέπει να είναι κατάλληλος με τον λόγο πρόσφυσης. Γενικά, ο λόγος εμφύσησης της μεμβράνης πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας (LDPE) πρέπει να ελέγχεται σε 2.5 έως 3.0.

Λόγος πρόσφυσης

Ο λόγος έλξης είναι ο λόγος μεταξύ της ταχύτητας έλξης της μεμβράνης και της ταχύτητας εξώθησης του δακτυλίου του σωλήνα. Ο λόγος έλξης είναι ο πολλαπλασιαστής διαμήκους τάνυσης που δίνει στην μεμβράνη τον προσανατολισμό της προς την κατεύθυνση της έλξης.

Εάν ο λόγος πρόσφυσης αυξηθεί, η διαμήκης αντοχή αυξάνεται και το πάχος της μεμβράνης γίνεται λεπτότερο, αλλά εάν ο λόγος πρόσφυσης είναι πολύ μεγάλος, το πάχος της μεμβράνης είναι δύσκολο να ελεγχθεί και υπάρχει ακόμη και κίνδυνος η μεμβράνη να τραβηχτεί, προκαλώντας το φαινόμενο της σπασμένης μεμβράνης. Ο λόγος πρόσφυσης της μεμβράνης LDPE ελέγχεται γενικά μεταξύ 4 και 6.

Σημείο δρόσου

Το σημείο δρόσου, γνωστό και ως γραμμή παγετού, αναφέρεται στη διαχωριστική γραμμή όπου το πλαστικό εισέρχεται στην κατάσταση υψηλής ελαστικότητας από την κατάσταση ιξώδους ροής. Στη διαδικασία εμφύσησης μεμβράνης, το πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE) βρίσκεται σε τηγμένη κατάσταση όταν εξωθείται από το άνοιγμα της μήτρας με καλή διαφάνεια.

Όταν φεύγει από το άνοιγμα της μήτρας, η φυσαλίδα μεμβράνης που έχει εμφυσηθεί πρέπει να ψυχθεί από τον δακτύλιο αέρα ψύξης. Όταν ο αέρας ψύξης εμφυσάται με μια συγκεκριμένη γωνία και ταχύτητα στην φυσαλίδα πλαστικού φιλμ που μόλις εξωθείται από την κεφαλή, η θερμή φυσαλίδα μεμβράνης έρχεται σε επαφή με τον αέρα ψύξης, η θερμότητα της φυσαλίδας μεμβράνης θα αφαιρεθεί από τον κρύο αέρα και η θερμοκρασία της θα πέσει σημαντικά κάτω από τη θερμοκρασία ροής του ιξώδους πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας (LDPE), καθιστώντας την έτσι ψυχρή, σκληρυνόμενη και θολωμένη.

Στην φυσαλίδα της φουσκωμένης μεμβράνης μπορούμε να δούμε μια διαχωριστική γραμμή μεταξύ διαυγούς και αχνής, αυτή είναι το σημείο δρόσου (ή γραμμή παγετού).

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εμφύσησης της μεμβράνης, το επίπεδο του σημείου δρόσου έχει καθοριστική επίδραση στις ιδιότητες της μεμβράνης.

Εάν το σημείο δρόσου είναι υψηλό και βρίσκεται πάνω από τη φυσαλίδα της φυσημένης μεμβράνης, η μεμβράνη φυσιέται σε υγρή κατάσταση και η εμφύσηση μόνο λεπταίνει την μεμβράνη χωρίς τα μόρια να υποβάλλονται σε τεντωτικό προσανατολισμό, οπότε η απόδοση της φυσημένης μεμβράνης είναι κοντά σε αυτή μιας χυτής μεμβράνης.

Αντίθετα, εάν το σημείο δρόσου είναι σχετικά χαμηλό, η εμφύσηση λαμβάνει χώρα σε στερεά κατάσταση, όταν το πλαστικό βρίσκεται σε εξαιρετικά ελαστική κατάσταση, και η εμφύσηση λειτουργεί ως εγκάρσια έκταση, προσανατολίζοντας τα μόρια έτσι ώστε η απόδοση της εμφυσγόμενης μεμβράνης να είναι κοντά σε αυτή μιας προσανατολισμένης μεμβράνης.

03. Τεχνικές απαιτήσεις για βασική απόδοση

Προδιαγραφές και αποκλίσεις

Το πλάτος και το πάχος της μεμβράνης πολυαιθυλενίου θα πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις· η μεμβράνη θα πρέπει να έχει ομοιόμορφο πάχος, με μικρές αποκλίσεις πάχους στην οριζόντια και κάθετη κατεύθυνση και σχετικά ομοιόμορφη κατανομή των αποκλίσεων.

Εμφάνιση

Οι μεμβράνες πολυαιθυλενίου πρέπει να είναι καλά πλαστικοποιημένες, χωρίς εμφανείς «γραμμές νερού» ή «σύννεφα». Η επιφάνεια της μεμβράνης πρέπει να είναι επίπεδη και λεία, χωρίς ρυτίδες ή μόνο λίγες ζωντανές πτυχές, χωρίς φυσαλίδες, διατρήσεις ή ρήξεις, χωρίς εμφανείς μαύρες κηλίδες, ακαθαρσίες, κρυστάλλους ή άκαμπτα μπλοκ, χωρίς σοβαρές κρεμαστές γραμμές ή νημάτια.

Φυσικές και μηχανικές ιδιότητες

Καθώς η φυσητή μεμβράνη πολυαιθυλενίου υπόκειται σε μηχανικές δυνάμεις όταν χρησιμοποιείται σε διαδικασίες εκτύπωσης ή σύνθετων υλικών, οι φυσικές και μηχανικές ιδιότητες της μεμβράνης πολυαιθυλενίου πρέπει να είναι εξαιρετικές, συμπεριλαμβανομένης κυρίως της αντοχής σε εφελκυσμό, της επιμήκυνσης κατά τη θραύση, της αντοχής σε σχίσιμο και αρκετών άλλων δεικτών που θα πρέπει να πληρούν τα πρότυπα.

Το μέγεθος της επιφανειακής τάσης

Προκειμένου τα μελάνια εκτύπωσης και οι κόλλες πλαστικοποίησης να έχουν καλή διαβροχή και πρόσφυση στην επιφάνεια της μεμβράνης πολυαιθυλενίου, η επιφανειακή τάση της μεμβράνης πολυαιθυλενίου θα πρέπει να πληροί ορισμένα πρότυπα, διαφορετικά θα επηρεαστεί η ομαλή λειτουργία της παραγωγής εκτύπωσης και πλαστικοποίησης.

Κατά γενικό κανόνα, οι μεμβράνες πολυαιθυλενίου θα πρέπει να έχουν επιφανειακή τάση τουλάχιστον 38 dynes, με προτιμότερη την 40 dynes ή περισσότερο.

04. Συνηθισμένα σφάλματα και λύσεις

Η μεμβράνη είναι πολύ κολλώδης, με κακή ικανότητα ανοίγματος.
1. Αιτία αποτυχίας.
α. λανθασμένος τύπος πρώτης ύλης ρητίνης, όχι σωματίδια ρητίνης LDPE εμφυσμένης μεμβράνης, τα οποία δεν περιέχουν ανοιχτήρια ή έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε ανοιχτήρια.
β. Η θερμοκρασία της τηγμένης ρητίνης είναι πολύ υψηλή και η ροή είναι πολύ μεγάλη.
γ. Πολύ μεγάλη αναλογία φουσκώματος, με αποτέλεσμα το χαμηλό άνοιγμα της μεμβράνης.
δ. πολύ αργή ψύξη, ανεπαρκής ψύξη της μεμβράνης και αμοιβαία συγκόλληση υπό την επίδραση της πίεσης του κυλίνδρου έλξης.
ε. Η ταχύτητα έλξης είναι πολύ υψηλή.

2. Λύσεις.
α. Αντικαταστήστε την πρώτη ύλη ρητίνης ή προσθέστε μια ποσότητα παράγοντα ανοίγματος στο τσαγκάρη.
β. Κατάλληλη μείωση της θερμοκρασίας εξώθησης και της θερμοκρασίας της ρητίνης.
γ. Κατάλληλη μείωση του λόγου εκτόνωσης.
δ. Αύξηση του όγκου αέρα για βελτίωση του ψυκτικού αποτελέσματος και επιτάχυνση του ρυθμού ψύξης της μεμβράνης.
ε. Μειώστε κατάλληλα την ταχύτητα έλξης.

Κακή διαφάνεια φιλμ

1. Αιτία αποτυχίας.
α. Χαμηλή θερμοκρασία εξώθησης και κακή πλαστικοποίηση της ρητίνης, με αποτέλεσμα κακή διαφάνεια της εμφυσμένης μεμβράνης.
β. Η αναλογία φουσκώματος είναι πολύ μικρή.
γ. Κακή ψύξη, αυτό επηρεάζει τη διαφάνεια της μεμβράνης.
δ. Υπερβολική περιεκτικότητα σε υγρασία στην πρώτη ύλη ρητίνης.
ε. Η ταχύτητα έλξης είναι πολύ υψηλή και η μεμβράνη δεν ψύχεται αρκετά.

2. Λύσεις.
α. Αύξηση της θερμοκρασίας εξώθησης κατάλληλα, ώστε η ρητίνη να μπορεί να πλαστικοποιηθεί ομοιόμορφα.
β. Μια κατάλληλη αύξηση στον λόγο εκτόνωσης.
γ. Αύξηση του όγκου αέρα για βελτίωση του αποτελέσματος ψύξης.
δ. Ξήρανση πρώτων υλών.
ε. Μειώστε κατάλληλα την ταχύτητα έλξης.

Ζάρες στην ταινία

1 Αιτία αποτυχίας.
α. Ανομοιόμορφο πάχος μεμβράνης.
β. Ανεπαρκής ψυκτική δράση.
γ. Η αναλογία εμφύσησης είναι πολύ μεγάλη, με αποτέλεσμα η φυσαλίδα της μεμβράνης να είναι ασταθής, να ταλαντεύεται μπρος-πίσω από πλευρά σε πλευρά και να είναι επιρρεπής σε ζάρες.
δ. Η γωνία του δαχτυλιδιού ψαροκόκαλου είναι πολύ μεγάλη και η φυσαλίδα της μεμβράνης είναι πεπλατυσμένη σε μικρή απόσταση, επομένως η μεμβράνη είναι επίσης επιρρεπής σε ζάρες.
ε. ασυνεπής πίεση και στις δύο πλευρές του κυλίνδρου έλξης, με τη μία πλευρά να είναι υψηλή και την άλλη χαμηλή.
στ. Οι άξονες μεταξύ των κυλίνδρων οδήγησης δεν είναι παράλληλοι, γεγονός που επηρεάζει τη σταθερότητα και την εξάπλωση της μεμβράνης, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται ρυτίδες.

2. Λύσεις.
α. Αντικαταστήστε την πρώτη ύλη ρητίνης ή προσθέστε μια ποσότητα παράγοντα ανοίγματος στο τσαγκάρη.
β. Κατάλληλη μείωση της θερμοκρασίας εξώθησης και της θερμοκρασίας της ρητίνης.
γ. Κατάλληλη μείωση του λόγου εκτόνωσης.
δ. Αύξηση του όγκου αέρα για βελτίωση του ψυκτικού αποτελέσματος και επιτάχυνση του ρυθμού ψύξης της μεμβράνης.
ε. Μειώστε κατάλληλα την ταχύτητα έλξης.

Ομιχλώδες μοτίβο νερού σε φιλμ

1. Αιτία αποτυχίας.
α. Χαμηλή θερμοκρασία εξώθησης και κακή πλαστικοποίηση της ρητίνης.
β. Η ρητίνη είναι υγρή και έχει πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε υγρασία.

2. Λύση.
α. Προσαρμόστε τη ρύθμιση θερμοκρασίας του εξωθητήρα και αυξήστε κατάλληλα τη θερμοκρασία εξώθησης.
β. Ξηράνετε την πρώτη ύλη ρητίνης, απαιτώντας γενικά η περιεκτικότητα σε υγρασία της ρητίνης να μην υπερβαίνει το 0.3%.

Ανομοιόμορφο πάχος μεμβράνης

1. Αιτία αποτυχίας.
α. Η ομοιομορφία του διακένου της μήτρας επηρεάζει άμεσα την ομοιομορφία του πάχους της μεμβράνης. Εάν το διάκενο της μήτρας δεν είναι ομοιόμορφο, ορισμένα μέρη έχουν μεγαλύτερο διάκενο, ορισμένα μέρη έχουν μικρότερο διάκενο, με αποτέλεσμα ο όγκος εξώθησης να είναι περισσότερο ή λιγότερος. Επομένως, το πάχος της μεμβράνης που σχηματίζεται δεν είναι ομοιόμορφο, ορισμένα μέρη είναι λεπτά, ορισμένα μέρη είναι παχιά.
β. Ανομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας στο στόμιο του καλουπιού, με υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες, με αποτέλεσμα ανομοιόμορφο πάχος μεμβράνης μετά την χύτευση με εμφύσηση.
γ. Ασυνεπής παροχή αέρα γύρω από τον δακτύλιο αέρα ψύξης, με αποτέλεσμα ανομοιόμορφο αποτέλεσμα ψύξης και, κατά συνέπεια, ανομοιόμορφο πάχος μεμβράνης.
δ. ακατάλληλες αναλογίες εμφύσησης και έλξης, που καθιστούν δύσκολο τον έλεγχο του πάχους της φυσαλίδας της μεμβράνης.
ε. Η ταχύτητα έλξης δεν είναι σταθερή και αλλάζει συνεχώς, κάτι που φυσικά επηρεάζει το πάχος της μεμβράνης.

2. Λύση.
α. Ρύθμιση του κενού ανοίγματος της μήτρας της κεφαλής για να διασφαλιστεί η ομοιομορφία σε όλα τα σημεία.
β. ρυθμίστε τη θερμοκρασία του ανοίγματος της κεφαλής της μήτρας έτσι ώστε η θερμοκρασία του τμήματος ανοίγματος της μήτρας να είναι ομοιόμορφη.
γ. Ρύθμιση της ψυκτικής συσκευής για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη ροή αέρα από την έξοδο αέρα.
δ. Ρύθμιση των λόγων εκτόνωσης και πρόσφυσης.
ε. Ελέγξτε τη μηχανική κίνηση για να διατηρήσετε σταθερή την ταχύτητα έλξης.

Το πάχος της μεμβράνης είναι στην παχιά πλευρά

1. Αιτία αποτυχίας.
α. Μεγάλο διάκενο μήτρας και όγκος εξώθησης, άρα και πάχος παχιάς μεμβράνης.
β. Ο όγκος αέρα του δακτυλίου ψύξης αέρα είναι πολύ υψηλός και η μεμβράνη ψύχεται πολύ γρήγορα.
γ. Η ταχύτητα έλξης είναι πολύ χαμηλή.

2. Λύση.
α. Ρύθμιση του κενού ανοίγματος της μήτρας.
β. Μειώστε κατάλληλα τον όγκο αέρα του δακτυλίου περιέλιξης για να φυσήξετε περισσότερο την μεμβράνη και έτσι να την κάνετε λίγο πιο λεπτή.
γ. Αυξήστε κατάλληλα την ταχύτητα έλξης.

Πάχος λεπτής μεμβράνης

1. Αιτία αποτυχίας.
α. Το διάκενο ανοίγματος της μήτρας είναι πολύ μικρό και η αντίσταση είναι πολύ υψηλή, επομένως το πάχος της μεμβράνης είναι λεπτό.
β. ο όγκος αέρα του δακτυλίου ψύξης αέρα είναι πολύ μικρός και η μεμβράνη ψύχεται πολύ αργά.
γ. Η ταχύτητα έλξης είναι πολύ υψηλή και η μεμβράνη τεντώνεται υπερβολικά, με αποτέλεσμα να μειώνεται το πάχος.

2. Λύση.
α. Ρύθμιση του κενού ανοίγματος της μήτρας.
β. Αυξήστε κατάλληλα τον όγκο αέρα του δακτυλίου αέρα για να επιταχύνετε την ψύξη της μεμβράνης.
γ. Μειώστε κατάλληλα την ταχύτητα έλξης.