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塑料管材成型工藝條件介紹

更新時間:2018-06-28      點擊次數:922

  塑料管材這里主要是指HDPE管材有許多優良的性能,如質輕、抗腐、內壁光滑、使用壽命長等,又以其較高的強度應用在承壓輸送各種介質的管道上,但其環境應力開裂性能較差,一些HDPE管道在長期負荷作用下和一定時間后會出現應力破損現象。

  1.1 冷卻速度的影響
  溫度是HDPE結晶過程中zui敏感的因素,不同的結晶程度對管材的力學性能有較大的影響。某廠HDPE管在水冷真空定徑箱中成型,管壁斷面有不同的熱歷史,不同的熱歷史對HDPE有不同的結晶行為閱,形成了不同結晶度的聚集結構。管材外表層受水急驟冷卻能夠很快的越過zui合適的結晶溫度,形成一層結晶度較低的聚集結構區。外表層和中間層有一個能夠獲得晶核數量及生長速率zui有利的結晶層,這個區域晶體生長好,聚集結構穩定。如果這時控制好一定的水溫和相應的牽引速度,就可增加該層的厚度。因HDPE熱傳導慢,zui合適結晶溫度在中間層和內層停留的時間較長,結晶能夠在充分的條件下進行,所得到的是數量較少、顆粒較大的聚集結構區域。這種內外結構的不均勻性對管材的力學性能影響較大,低結晶區使管材具有韌性,高結晶區具有剛性,隨著結晶度的增加,脆性增大。當壓扁到2/3時內表面出現裂紋;繼續壓扁,裂紋向外表面擴展。我們認為使用密度高的均聚物擠出成型管材更應該注意成型工藝。
  1.2 熔融溫度的影響
  成型中熔融溫度與在該溫度下停留的時間會影響殘存晶核的數量,晶核的存在與否及晶核的大小,對成型時的結晶速度有很大的影響.如果熔融溫度低,熔融時間短,殘核沒有受到破壞,成型時晶核結晶速度快,晶體的尺寸大小均勻,能形成較穩定的聚集結構;如果熔融溫度高,熔融時間長,原有結構破壞得就越多,殘余的晶核就越少,成核的時間就長,結晶速度就慢,結晶尺寸也大,結構不穩定,從而影響了管材的強度。熔體溫度都較高,應力開裂時間都很短。我們曾用預熱時間長、預熱溫度較高的機頭內熔體成型管材做短期靜水壓強度試驗,其時間只有4.3h。熔融溫度對HDPE成型時的熔體破裂也有較大影響。成型時熔體受到剪切應力,當剪切應力達到或超過某一臨界值時,熔體就會出現破裂。熔體溫度不同,對應的剪切速率也大不相同。為保證管材的力學性能,成型時要控制好成型溫度,盡量避免熔體破裂。
  1.3 牽引速度的影響
  在管材成型過程中,熔體擠出口模的速度應與牽引管材的速度相協調。如果牽引速度大于擠出速度,部分大分子順著牽引方向取向,在牽引力的作用下,彈性還沒有回復就被冷卻定型,特別是在口模已定的情況下,靠調整牽引速度來加工薄壁管,這樣的管材更易在軸線方向上產生裂紋。

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