1.案例分析

一厂家在做黑色母粒时,炭黑 40%,使用EVA蜡做分散剂,拉条时有的很脆,有的竟然掰不断,判断是炭黑分散不均匀。使用双螺杆,高混机预混合后加入料斗,温度160℃、165℃、170℃、180℃,机头175℃。

出现的问题:

料斗里的料不向下走,时常断条,开始以为没有料了,加料时发现料斗里还有很多,需要手动推一下,炭黑20%、30%时没有出现这个问题。

有料的情况下不停断条,出料口明显速度不均匀,中间两个口出料快 (共4个口)。

现场没有任何检测手段,直接用于生产,不明白如何简易评判母粒质量。

想到的解决办法如下:

增加EVA蜡用量

降低10℃的温度

降低或增加转速

2.架桥现象

加料斗主要用于储存塑料原料,部分型号还集成发热和吹风功能,构成干燥料斗,兼具干燥预处理作用。其结构通常采用上圆筒、下圆锥的设计,圆锥段的倾斜角度需根据物料的粒度、形状、颗粒间摩擦与粘附特性进行专门优化。若设计不当,不仅会降低料斗的有效储料容量,还可能引发加料不畅甚至中断,常见如“架桥”或“漏斗成管”等现象。

“架桥”指在料斗锥段因截面收缩过快,物料形成压实固桥,阻碍后续原料进入挤出机,是许多工艺与生产管理者经常面临的难题。该现象多见于颗粒较大、形状不规则的再生料,因颗粒在锥口处形成支撑结构,阻止上方物料下落。

而“漏斗成管”则常见于粒度较小的塑料,由于下流颗粒无法带动周围物料共同流动,导致中空管状通道形成。该情况在轻质填料或高比例填充体系中尤为突出。

为预防或减轻上述问题,可采取以下几项措施:在粉料进入双螺杆挤出机前应有效分离夹带空气,尽量降低喂料口与螺杆的垂直距离,并确保粉料从螺杆底部而非顶部注入。螺杆结构也需合理设计,以保证气体沿螺槽向前运动并在排气区顺利排出,避免气体回流至喂料口。

在实际生产中,为应对低密度或高填充工况,许多厂家会在工艺允许的情况下,添加1%-2%的白油,经2-3分钟高速混合,使粉体初步团聚。该方法有助于排出填料中空气,提高体密度,从而改善物料进入螺杆的流动性,减轻对喂料位置和方式的敏感度。混合过程需严格控制时间与方法,以形成适度团聚体为宜。

3.架桥现象的解决办法

在塑料加工过程中,加料环节的稳定性对整体生产效率与产品质量具有重要影响。针对常见的下料不畅问题,通常可在料斗加装振动装置或调整锥段设计以改善流动性。需注意的是,若机筒热量传导至料斗导致温度过高,可能引起塑料颗粒表面软化黏连,加剧架桥或堵塞风险。

在挤出工艺中,喂料段的温度控制尤为关键,一般建议设置在120–160℃之间。温度过低会导致树脂无法有效黏附机筒内壁,仅随螺杆空转,造成熔融段供料不足;温度过高则使物料过早塑化,在机筒内壁形成熔膜,起到润滑作用,同样可能引起缺料。

喂料段还承担压实固体床的职能,需具备足够的压缩比以确保物料密实,为熔融创造良好条件。相比颗粒或片状物料易变形并贴合机筒,粉体材料因滑动性强,熔融过程通常滞后,且其内部存留空气较多,会阻碍固体床形成,延缓熔融并增加排气负担。

碳酸钙等填料添加比例较高时,易导致下料困难。其原因一方面来自填料自身流动性较差,另一方面加工所添加的外润滑剂也会进一步阻碍干粉流动。对此,可考虑将轻质钙与重质钙混合使用(重钙通常更易输送),或在料斗增设振动器;从配方角度,适当增加内润滑剂也有助于改善。综合来看,安装振动装置是较为有效的解决方案。

热塑性弹性体因内摩擦力大、黏度高,加工中易发生缺料,影响产量稳定性并可能导致降解。常见应对措施包括提高喂料段纵横比、加强冷却和采用振动喂料等方式。

对于经多次加工的弹性体再生料,其中含填充油、填料和树脂等组分,虽内摩擦和黏度较原生料低,但油的存在会增加输送难度,因此建议粉碎粒度不宜过细,并可考虑提高喂料段螺杆螺棱的摩擦系数。

在使用色粉与树脂共混造粒时,需重视色粉的预分散工艺(如“搓粉”)。色粉的分散效果高度依赖于前期分散剂使用及预加工质量。若预分散不充分,易导致最终制品出现颜色不均(即“花色”),这可能反映出色粉供应商在技术处理上的不足。

色母粒本身经过预分散和载体复合,理论上分散性更优,但需注意不同载体在同一颜色体系中的加工表现可能存在差异。若色母粒与基体树脂的熔体流动速率(MFR)差异显著,无论偏大或偏小,均可能引起混色。此外,若色母粒本身柔韧性过高、难以在加工中迅速破碎细化,即使MFR匹配,仍可能导致成品颜色分布不均。

4.经验总结

想到的解决办法如下:

原料预处理:建议将物料充分干燥后投入加工。潮湿的物料易在进料口过早软化,导致堵塞;干燥物料更易输送,工艺稳定性更高。

控制进料区温度:适当降低进料段温度(可调整至100℃左右),使物料主要依靠机械推进而非热熔融进入机筒。需注意,该方法可能增加螺杆磨损,适用于中短期工况。

改进螺杆结构:可采用前段直径略小于后段的阶梯式螺杆设计,增大进料区域空间,提升吃料能力,尤其适用于难输送物料。

扩大入料口并加装搅拌装置:对于长期加工特定难进料物料(如PS泡沫料),可考虑扩大入料口尺寸并配套加装机械搅拌器,以强制推进物料,改善填充状况。

调整驱动配置:通过增大电机带轮直径提高螺杆转速,使物料在未充分熔融时即被带入机筒。应注意相应提升后续加热区温度,以减轻螺杆负载,避免设备过载。

免责声明:本文(部分)数据、图表或其他内容来源于网络或其他公开发表的资料,仅供读者参考、交流、学习,不涉及任何商业行为或目的。版权归属原作者、原出处。若版权所有者认为本文涉嫌侵权或其他问题,请联系我方并及时处理。