在挤出过程中,需要从熔料中排出气体,这些气体如不能排出,制品表面或内部可能会出现孔隙、气泡及表面晦暗等缺点,严重地可影响到制品的物理机械性能、化学性能和电性能。在喂料口与机头之间设置1~2个排气口可除去熔融挤出物料中的水分及其他挥发份。但钢筒开口常常会出现一些,相当常见的问题是从排气口冒料,少量的料会影响挥发份的排出,使产品质量受到影响;大量冒料就会堵塞排气口,甚至导致停机。
冒料一般有两个原因:一是螺杆设计不合理,导致排气口处物料倒流;二是排气口设计不合理,在熔融物料通过排气口时被“挂住”。查找原因首先从排气口看螺杆中的物料是否倒流,在大多排气式挤出机中,都能看到螺杆中旋转着向前运动的熔体。一般情况下,螺槽充满物料的程度不超过50 % ,如果超过了,不仅影响排气效果,还可能引起排气口冒料;小于50 %时,螺杆可正常工作。冒料可能是由于排气口或分流元件设计不合理引起。
影响冒料因素及解决办法如下:
1.螺杆因素
排气式螺杆多采用多阶设计,此设计的优势在于排气口处为常压,物料不致流出。有一个排气口的挤出机要求有2阶螺杆,有2个排气口需要3阶螺杆。每1阶有常压段、压缩段及计量段,第1阶起始段为常压加料段,第2阶为常压排气段,也就是排气口所在的位置。对于排气式挤出机螺杆设计有2个主要的问题:在到达排气段时,物料必须全部熔融,以排出挥发份;
第二、第2阶螺杆的送料量必须大于第1阶螺杆,以使第2阶起始处螺槽未充满,这样就可使排气口处保持常压。当第1阶螺杆的送料量比第2阶螺杆大时,挤出机中的熔体就会发生倒流。要解此决此问题,就得减少第1阶的送料量或增加第2阶的送料量。
2.工艺条件
解决冒料的相当简便快速的方法就是改变工艺条件。如降温、增大沿钢筒或螺杆的摩擦及剪切应力以及增大沿钢筒表面的摩擦或粘度以增加输料量。
第1阶的送料量可通过以下几种方式来降低
(1)升高钢筒2区及3区的温度。(2)冷却*阶螺杆。(3)采用饥饿法喂料。(4)调节喂料仓的温度(需反复实验)。增加第2阶的送料量可采用如下方法:(1)降低第2阶钢筒的温度。(2)升高第2阶螺杆的温度。(3)升高机头温度。(4)增大机头间隙或减少机头阻力。(5)减少过滤网的数量。(6)使用空隙较大的过滤网。
如果改变加工条件仍不能解决问题,就得采用其他方法,如重新设计螺杆,降低机头阻力,加长螺杆及钢筒或在挤出机及机头之间安装一个齿轮泵。安装齿轮泵可以解决冒料问题,但它比新螺杆的成本更高。