14 vấn đề thường gặp và giải pháp trong quá trình tạo hạt nhựa biến tính

1. Vật liệu ép đùn không đủ

■ Tăng kích thước mắt lưới hoặc số lượng màn lọc;

■ Giảm tốc độ máy đùn chính hoặc tăng tốc độ cấp liệu một cách thích hợp;

■ Giảm nhiệt độ xử lý ép đùn một cách thích hợp (đầu khuôn hoặc các vùng khác).

2. Tạp chất bên ngoài

■ Kiểm tra xem các góc chết của thiết bị trong giai đoạn trộn và xả có sạch không và có tạp chất lọt vào hay không;

■ Giảm thiểu lượng vật liệu nghiền được thêm vào hoặc thực hiện sàng lọc thủ công ban đầu vật liệu nghiền để loại bỏ tạp chất;

■ Tăng kích thước mắt lưới và số lượng màn lọc;

■ Che các lỗ mà mảnh vụn có thể rơi vào (bằng tấm phủ cứng hoặc tấm che lưới).

3. Tạp chất bên trong

■ Áp suất đầu khuôn quá mức (bao gồm tắc nghẽn khuôn, màn lọc quá mức, nhiệt độ đầu khuôn quá cao, v.v.) làm tăng dòng chảy ngược, dẫn đến quá trình cacbon hóa tăng cường. Vật liệu cacbon hóa được đưa vào dải máy đùn, gây ra hiện tượng đứt dải dưới lực kéo.

■ Quá nhiệt cục bộ của máy đùn làm tăng cường quá trình cacbon hóa, khiến vật liệu cacbon hóa được đưa vào dải máy đùn, dẫn đến đứt dải dưới lực kéo.

■ Lực cắt vít quá mạnh ở một số khu vực nhất định sẽ tăng cường quá trình cacbon hóa cục bộ của vật liệu, khiến vật liệu cacbon hóa được đưa vào dải máy đùn, dẫn đến đứt dải dưới lực kéo.

■ Tuổi thọ máy dài dẫn đến mài mòn trục vít và tang trống, tăng khe hở và tăng dòng chảy ngược. Nhiều vật liệu cacbon hóa bám vào thành thùng hơn và khi thời gian ép đùn tăng lên, vật liệu cacbon hóa này dần dần được đưa vào dải máy đùn, gây ra hiện tượng đứt dải dưới lực kéo.

■ Các cổng thông hơi hoặc chân không tự nhiên (bao gồm các miếng đệm và góc chết) không được làm sạch trong thời gian dài, khiến vật liệu cacbon hóa hiện có được đưa vào dải máy đùn, gây ra đứt dải dưới lực kéo.

■ 4. Độ dẻo của vật liệu kém

■ Việc vệ sinh đầu khuôn không đúng cách (bao gồm cổng xả và các góc chết bên trong) sẽ khiến các vật liệu cacbon hóa hoặc tạp chất bám vào dải vật liệu, gây đứt gãy do lực kéo.

■ Việc thay bộ lọc không thường xuyên dẫn đến tắc nghẽn bộ lọc, cản trở dòng nguyên liệu và gây vỡ.

■ Nhiệt độ ép đùn thấp hoặc lực cắt trục vít yếu dẫn đến độ dẻo không đủ, dẫn đến vón cục và gãy khi chịu lực kéo.

■ Các chất phụ gia có điểm nóng chảy thấp (bao gồm EBS hoặc PETS) trong công thức, kết hợp với lực cắt vít yếu, độ hở của thùng vít tăng hoặc lực cắt yếu, dẫn đến độ dẻo và dễ gãy kém. 5. Thay đổi đặc tính nguyên liệu thô

■ Sự khác biệt đáng kể về khả năng chảy giữa các thành phần được trộn ở cùng nhiệt độ có thể dẫn đến "tách pha" do khả năng chảy không phù hợp hoặc khả năng tương thích không hoàn toàn (bao gồm sự vướng víu vật lý và phản ứng hóa học). Sự tách pha thường không xảy ra trong quá trình ép đùn hỗn hợp nhưng phổ biến hơn trong quá trình ép phun. Tuy nhiên, nếu tốc độ dòng trọng lượng phân tử (MFR) khác nhau nhiều thì sự vỡ có thể xảy ra trong điều kiện lực cắt vít tương đối yếu.

■ Những thay đổi về độ nhớt của thành phần hỗn hợp: Đối với cùng một vật liệu, việc giảm MFR dẫn đến độ cứng, độ cứng và kích thước khía tăng lên. Điều này có thể cho thấy trọng lượng phân tử cao hơn trong mẻ, dẫn đến độ nhớt tăng lên. Trong điều kiện xử lý và nhiệt độ xử lý ban đầu, điều này có thể gây ra độ dẻo kém. Trong trường hợp này, việc tăng nhiệt độ ép đùn hoặc giảm tốc độ trục vít chính có thể giải quyết được vấn đề.

6. Bẫy hơi hoặc thông gió kém trong dải vật liệu

■ Nhiệt độ xử lý quá cao, vít bị cắt cục bộ quá mức hoặc vít quá nóng cục bộ có thể gây ra sự phân hủy của một số chất chống cháy và các chất phụ gia khác, giải phóng khí. Nếu chân không không loại bỏ kịp thời các khí này, chúng sẽ bị mắc kẹt bên trong dải vật liệu, dẫn đến đứt dải dưới lực kéo.

■ Vật liệu bị ẩm quá mức; nếu độ ẩm trong quá trình xử lý không được loại bỏ kịp thời thông qua hệ thống thông gió và chân không tự nhiên, thì khí sẽ bị mắc kẹt trong dải vật liệu, gây vỡ dưới lực kéo.

■ Thông gió tự nhiên hoặc chân không kém (bao gồm tắc nghẽn, rò rỉ, gioăng quá cao, v.v.) có thể khiến khí (hoặc hơi nước) bị mắc kẹt bên trong dải vật liệu, dẫn đến vỡ dưới lực kéo.

7. Độ cứng của vật liệu cao, làm mát hoặc xả nước quá nhiều, lực kéo không khớp

Nếu vật liệu quá cứng, nhiệt độ nước quá thấp hoặc cho quá nhiều nước thì đầu ra của máy nghiền viên sẽ rất mềm nhưng sau khi tưới nước sẽ lập tức trở nên rất cứng. Dưới lực kéo không phù hợp, điều này có thể gây gãy. Hiện tượng này thường xảy ra với các vật liệu như PBT, PET với sợi, PC với sợi, AS với sợi và ABS với sợi, có tốc độ kết tinh rất nhanh hoặc độ cứng rất cao. Điều này đặc biệt nghiêm trọng trong các thí nghiệm quy mô nhỏ. Trong trường hợp này, việc tăng nhiệt độ nước và giảm tốc độ dòng nước để duy trì độ mềm nhất định trong dải máy ép viên có thể giải quyết được vấn đề.

8. Số lượng lưới lọc hoặc số lượng tấm lọc không đủ

Hiện tượng này thường xảy ra khi áp suất ở đầu máy nghiền viên không đủ hoặc khi có tạp chất bên ngoài hoặc bên trong.

9. Vấn đề về chuỗi viên

Một loạt các viên dính vào nhau thường được gọi là viên liên kết đôi hoặc chuỗi. Điều này có thể do nhiệt độ nước xử lý quá cao hoặc tốc độ dòng nước quá thấp.

Chuỗi hạt đề cập đến tình huống trong đó một loạt các hạt được kết nối với nhau; nghĩa là, trong một số trường hợp, các hạt được kết nối với nhau bằng sự tiếp xúc đầu cuối của màng hoặc tiếp tuyến. Trong quá trình xử lý, một số vấn đề về quy trình có thể riêng lẻ hoặc tập thể dẫn đến hiện tượng này. Ví dụ, nước xử lý quá nóng có thể gây ra hiện tượng vón cục; trong trường hợp này, nhiệt độ nước phải được hạ xuống để cung cấp đủ khả năng làm mát cho bề mặt hạt. Ngoài ra, tốc độ dòng nước quá thấp cũng có thể gây ra hiện tượng vón cục vì nó làm chậm tốc độ buồng tạo hạt, dẫn đến sự kết tụ hạt. Hơn nữa, nếu khoảng cách giữa các lỗ khuôn quá gần, sự giãn nở thoát ra trong quá trình xử lý sẽ khiến các hạt va chạm nhau; giải pháp là thay thế khuôn hiện có bằng khuôn có khoảng cách lớn hơn và ít lỗ hơn.

10. Vấn đề về đuôi

Đuôi là phần mép nhô ra của viên, giống hình dạng của một cây gậy khúc côn cầu. Nó trông giống như chất bẩn hoặc vết rách ở phần dưới của vết cắt. Điều này xảy ra do thiết bị cắt không thực hiện được đường cắt sạch vào thời điểm này. Nói chung, các viên được cắt chính xác từ máy tạo viên dạng dây phải là hình trụ vuông góc và những viên từ máy tạo viên dưới nước phải là hình cầu gần như hoàn hảo.

Các vật liệu thường không tạo ra các hạt mịn cũng có thể tạo ra các hạt mịn do bị bám đuôi. Giả sử tất cả các thông số xử lý đã được kiểm tra, việc cắt đuôi thường được chẩn đoán là có vấn đề về cắt. Đối với dây chuyền ép viên dây, giải pháp là thay thế con lăn và dao cắt đáy để có lưỡi cắt mới, sắc bén; hoặc xác định lại khoảng cách các thiết bị theo giá trị quy định trong hướng dẫn của nhà sản xuất. Đối với các dây chuyền tạo hạt dưới nước, khuôn và lưỡi cắt cần được kiểm tra để đảm bảo không có vết xước, vì các vết xước và rãnh thường gây ra hiện tượng bám đuôi.

11. Vấn đề về bột

Đối với nhiều vật liệu kết tinh, chẳng hạn như polystyrene đa năng, bột dường như là một mối nguy hiểm phổ biến và đặc biệt. Nó trở thành một vấn đề đối với bộ xử lý vì nó làm thay đổi mật độ khối của vật liệu, xuống cấp hoặc cháy trong thùng máy đùn và gây ra các vấn đề trong quá trình vận chuyển. Mục tiêu chính của các nhà sản xuất nhựa là sản xuất các viên nhựa đồng nhất, tức là các viên có chiều dài và đường kính xác định trước, không bị nhiễm bẩn từ bột hoặc tạp chất lạ.

Để giải quyết vấn đề này, có thể giảm lượng bột bằng cách điều chỉnh thiết bị và kiểm soát một số thông số quy trình chính. Khi đưa vào máy cắt, nhiệt độ của dây chuyền sản xuất viên dây phải càng gần điểm hóa mềm Vicat của vật liệu càng tốt để đảm bảo dây chịu lực cắt nhiệt tối đa, từ đó tránh bị đứt.

Đối với các loại polyme cụ thể, việc chọn con lăn cắt có góc tạo hạt thích hợp đóng vai trò quan trọng trong việc giảm lãng phí nguyên liệu. Đối với các polyme không độn, nên sử dụng con lăn cắt bằng thép công cụ hoặc vệ tinh bất cứ khi nào có thể, đồng thời cả con lăn và các cạnh dao cắt phía dưới phải được giữ sắc nét để tránh làm nát polyme. Đối với các thiết bị tiếp theo sau khi ép viên, dù được vận hành bằng áp suất hay chân không, đều phải tránh bẫy khí.

Đối với các dây chuyền ép viên dưới nước, đảm bảo duy trì đủ áp suất lên khuôn trong quá trình xử lý và điều chỉnh thời gian dừng sau viên một cách thích hợp để đảm bảo các hạt đi vào máy sấy nóng.

12. Vấn đề gãy dao cắt đáy

Dao cắt đáy của thiết bị tạo hạt là một tấm thép cacbua cứng với hợp kim Invar được hàn vào nó ở những vị trí thích hợp, cho phép nó được luồn vào một giá đỡ. Thông thường, hiện tượng gãy dao cắt đáy xảy ra sau khi lưỡi cắt quay. Các biện pháp thích hợp có thể được thực hiện để tránh vấn đề này và cần phải tuân thủ cẩn thận các phương pháp được khuyến nghị của nhà sản xuất. Một điểm cần đặc biệt nhấn mạnh ở đây là trục gá hợp kim Invar có ren, được cố định tại chỗ bằng vật hàn bạc, có giới hạn cắt và dễ bị hư hỏng do mô-men xoắn quá lớn trong quá trình lắp đặt. Ngoài ra, trong quá trình quay hoặc lắp đặt, lưỡi dao ở đáy bị gãy dễ bị dịch chuyển và có thể phân tán trong máy ép viên, làm hỏng lưỡi cắt của con lăn và tăng chi phí bảo trì.

13. Vấn đề trôi dây

Dây bị trôi là xu hướng dây bị bó sang một bên trên bệ cấp liệu. Nó gây ra các vấn đề như chất lượng viên kém, xuất hiện các dải dài, mỏng và rối loạn chế biến. Nếu mặt phẳng cắt của máy ép viên không song song với khuôn ép đùn của máy đùn, dây sẽ có xu hướng dồn sang trái hoặc phải, cuối cùng dẫn đến dây bị trôi. Các nguyên nhân khác gây ra hiện tượng trôi dây bao gồm các khoảng trống không nhất quán giữa con lăn cấp liệu phía dưới và máy cạo và đường kính không nhất quán của con lăn cấp liệu phía dưới.

14. Bài toán điều khiển tuyến tính

Các dải dài và mỏng là một loại sản phẩm bất thường được tạo ra bởi máy ép viên. Như tên cho thấy, chiều dài của chúng dài hơn kích thước hạt bình thường, với chiều dài tăng thêm thường thay đổi trong vài inch. Sự xuất hiện của các dải mỏng, dài (còn được gọi là các hạt cắt góc) cho thấy khả năng kiểm soát tư thế của dây kém khi đưa vào máy cắt. Cụ thể, dây không vuông góc khi đưa vào máy cắt dẫn đến tình trạng đầu dây bị nghiêng trong quá trình cắt.

Khoảng cách giữa con lăn cấp liệu (điểm cắn) và dao cắt (điểm cắt) được gọi là khoảng cách cấp liệu và không có gì được sử dụng để điều khiển dây trong khoảng này. Không giống như máy bào gỗ, nếu con lăn nạp được lắp đặt không đúng cách hoặc ở tình trạng kém, dây nhựa sẽ không được đưa vào thiết bị cắt theo góc vuông góc với bề mặt cắt. Điều này làm cho dây bị cắt chéo, làm giảm chất lượng cắt và cuối cùng dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng. Dây chéo buộc hai con lăn cấp liệu tách ra, làm cho dây mất độ căng và tạm thời chùng xuống, làm lệch dây sang hai bên của con lăn cấp liệu. Các dấu hiệu cảnh báo của vấn đề này bao gồm tình trạng kém của trục nạp phía trên, chẳng hạn như các rãnh, vết nứt hoặc sự đổi màu (lão hóa hoặc cứng lại do nhiệt).

Các vấn đề phổ biến khác trong điều khiển dây bao gồm: con lăn cấp liệu phía dưới bị mòn, gây mất lực kéo; quy trình làm nguội dây không đúng cách, có thể dẫn đến dây bị uốn cong nghiêm trọng như hình con rắn; và các tấm khuôn dây bị mòn, tạo ra các dây có đường kính khác nhau. Hơn nữa, các nhà sản xuất phải cảnh giác với các con lăn và máy cắt đáy quá mòn để giữ dây đúng vị trí, vì máy cắt đáy có nhiệm vụ đẩy dây đến điểm cắt và ngăn máy cắt hoạt động ở tốc độ quá cao, có thể gây ra hiện tượng rung lắc dây.

Trong các hệ thống tạo hạt dưới nước, nguyên nhân chính gây ra các dải dài là sự không phù hợp giữa tốc độ cấp liệu và tốc độ cắt. Trong trường hợp này, tốc độ dao cắt cần được tăng lên để phù hợp với tốc độ tiến dao hoặc giảm tốc độ tiến dao để phù hợp với tốc độ dao cắt. Ngoài ra, trong quá trình xử lý, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng đầu cắt có đủ lưỡi dao để đảm bảo hình dạng hạt chính xác và kiểm tra xem có bị chậm lại hoặc tắc nghẽn trong dòng polyme qua các lỗ khuôn hay không.