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塑料管材成型工藝條件介紹

發(fā)布時間:2024-04-25
塑料管材這里主要是指hdpe管材有許多優(yōu)良的性能,如質(zhì)輕、抗腐、內(nèi)壁光滑、使用壽命長等,又以其較高的強度應(yīng)用在承壓輸送各種介質(zhì)的管道上,但其環(huán)境應(yīng)力開裂性能較差,一些hdpe管道在*負(fù)荷作用下和一定時間后會出現(xiàn)應(yīng)力破損現(xiàn)象。
1.1 冷卻速度的影響
溫度是hdpe結(jié)晶過程中zui敏感的因素,不同的結(jié)晶程度對管材的力學(xué)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(jié)晶行為閱,形成了不同結(jié)晶度的聚集結(jié)構(gòu)。管材外表層受水急驟冷卻能夠很快的越過zui合適的結(jié)晶溫度,形成一層結(jié)晶度較低的聚集結(jié)構(gòu)區(qū)。外表層和中間層有一個能夠獲得晶核數(shù)量及生長速率zui有利的結(jié)晶層,這個區(qū)域晶體生長好,聚集結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。如果這時控制好一定的水溫和相應(yīng)的牽引速度,就可增加該層的厚度。因hdpe熱傳導(dǎo)慢,zui合適結(jié)晶溫度在中間層和內(nèi)層停留的時間較長,結(jié)晶能夠在充分的條件下進行,所得到的是數(shù)量較少、顆粒較大的聚集結(jié)構(gòu)區(qū)域。這種內(nèi)外結(jié)構(gòu)的不均勻性對管材的力學(xué)性能影響較大,低結(jié)晶區(qū)使管材具有韌性,高結(jié)晶區(qū)具有剛性,隨著結(jié)晶度的增加,脆性增大。當(dāng)壓扁到2/3時內(nèi)表面出現(xiàn)裂紋;繼續(xù)壓扁,裂紋向外表面擴展。我們認(rèn)為使用密度高的均聚物擠出成型管材更應(yīng)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(shù)量,晶核的存在與否及晶核的大小,對成型時的結(jié)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(jié)晶速度快,晶體的尺寸大小均勻,能形成較穩(wěn)定的聚集結(jié)構(gòu);如果熔融溫度高,熔融時間長,原有結(jié)構(gòu)破壞得就越多,殘余的晶核就越少,成核的時間就長,結(jié)晶速度就慢,結(jié)晶尺寸也大,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,從而影響了管材的強度。熔體溫度都較高,應(yīng)力開裂時間都很短。我們曾用預(yù)熱時間長、預(yù)熱溫度較高的機頭內(nèi)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(yīng)力,當(dāng)剪切應(yīng)力達到或超過某一臨界值時,熔體就會出現(xiàn)破裂。熔體溫度不同,對應(yīng)的剪切速率也大不相同。為保證管材的力學(xué)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(yīng)與牽引管材的速度相協(xié)調(diào)。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(fù)就被冷卻定型,特別是在口模已定的情況下,靠調(diào)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(chǎn)生裂紋。
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