¿Cómo solucionar el problema del amarillamiento durante la extrusión de tuberías de PVC?

Decoloración de tuberías de PVC durante la extrusión: Principio + Secuencia de solución de problemas + Soluciones

La línea de producción de tubos de PVC de Yongte está optimizada estructuralmente para abordar el problema común de la decoloración durante la extrusión de tubos de PVC. El canal de flujo del tornillo presenta transiciones redondeadas para minimizar el estancamiento del material en las zonas muertas, previniendo eficazmente la retención, degradación o decoloración localizada del material. El equipo también está equipado con un sistema independiente de control de temperatura de enfriamiento del tornillo que permite una regulación precisa de la temperatura, evitando el sobrecalentamiento interno del material causado por el calor por fricción acumulado en el tornillo. Cuando se combina con el módulo de monitoreo de temperatura en línea integrado para la línea de producción, este sistema puede recopilar datos de temperatura en tiempo real de cada sección del cilindro y el cabezal, detectar rápidamente anomalías como la deriva del termopar o el sobrecalentamiento localizado y ayudar al personal de producción a identificar rápidamente las causas fundamentales de la decoloración, reduciendo así el tiempo de inactividad de la producción asociado con este problema.

La causa fundamental del amarillamiento del PVC: el calentamiento o el esfuerzo cortante inducen la liberación de HCl del PVC, lo que lleva a la formación de dobles enlaces conjugados; este HCl acelera luego una mayor degradación (descomposición en forma de cremallera); Para los sistemas de calcio-zinc, se debe tener cuidado para evitar la quema del zinc (la fuerte descomposición catalítica del ZnCl₂). Enfoque de diagnóstico rápido: el color amarillento general uniforme generalmente se debe a problemas relacionados con la temperatura, los estabilizadores o el tiempo de residencia; las rayas amarillas o el color amarillento localizado indican acumulación de material en el molde o en la zona muerta del tornillo; El color amarillento después del arranque o apagado es causado por la retención de material dentro de la zona de calentamiento, lo que lleva a la degradación.

I. Ajuste de procesos (priorizar los ajustes de procesos; estos implican las modificaciones de menor costo)

1. Control de temperatura (el más común)

Referencia de la zona de extrusión de PVC-U rígido: Temperatura del troquel: 155–170 °C; Temperatura del cabezal/molde: 165–175°C; Está estrictamente prohibido que la temperatura del molde supere los 180°C durante períodos prolongados.

1. Reduzca gradualmente las temperaturas del cilindro, la brida y la matriz; priorice la reducción de la temperatura del troquel y del cabezal del troquel (ya que el troquel es más susceptible a la acumulación de material y al sobrecalentamiento).

2. Verifique el termopar y el serpentín de calentamiento: la deriva del termopar puede hacer que la temperatura mostrada parezca normal mientras que la temperatura local real puede ser elevada; Inspeccione el ventilador de refrigeración.

3. Circuito de aceite de refrigeración del tornillo: falla en el enfriamiento interno del tornillo, acumulación de calor por fricción y sobrecalentamiento interno del material (que aparece amarillento): estos fenómenos a menudo se pasan por alto fácilmente.

2. Tasa de corte y tiempo de residencia.

1. Reducir la velocidad del motor principal, aumentar adecuadamente la velocidad de alimentación, minimizar el calentamiento por cizallamiento y acortar el tiempo de residencia del material; cuanto mayor sea la velocidad de rotación, mayor será el calentamiento por cizallamiento.

2. No deje la máquina inactiva por períodos prolongados; al detener la operación, se debe vaciar el contenedor de material. Está estrictamente prohibido dejar material atrapado dentro del contenedor de la máquina caliente; dejarlo allí por solo unos minutos hará que el material se degrade y se vuelva amarillo.

3. Control de la proporción de material reciclado: dado que el material reciclado se somete a múltiples ciclos de calentamiento, lo que aumenta el consumo de estabilizadores, se recomienda que el contenido de material reciclado sea ≤15%; el material reciclado deberá tamizarse para eliminar posibles partículas de coque; Cantidades excesivas de material reciclado pueden provocar un color amarillento continuo.

3. Etapa de mezcla (a menudo pasada por alto por muchos fabricantes)

· La temperatura de mezclado final no debe ser excesivamente alta (normalmente entre 110 y 120 °C) y el tiempo de mezclado no debe ser demasiado largo; la temperatura de descarga después de la mezcla en frío debe ser ≤50°C.

· Un enfriamiento insuficiente del compuesto mezclado en caliente provoca una degradación prematura del estabilizador, lo que hace que el producto extruido sea propenso a amarillear; La absorción de humedad por el carbonato de calcio también puede interferir con los sistemas plastificantes y estabilizantes.

II. Optimización de la fórmula (cuando el producto permanece amarillo después del ajuste del proceso, luego ajuste la fórmula)

1. Estabilizador térmico (Núcleo)

· Sistema de sal de plomo: Aumentar la cantidad de estabilizante y seleccionar un grado de estabilidad térmica duradera.

· Sistema calcio-zinc: evite simplemente agregar un exceso de sales de zinc, ya que esto puede provocar quemaduras por zinc; combinar con estabilizadores auxiliares (polioles, β-dicetonas, hidrotalcita) para formar complejos con ZnCl₂ e inhibir la degradación catalítica; agregue una pequeña cantidad de antioxidante de fenol impedido (1010).

Amarilleamiento repentino después de cambiar el lote de estabilizador: priorice determinar si la calidad del estabilizador o el contenido efectivo es insuficiente.

2. Equilibrio de lubricación (¡Muy alta frecuencia! El líquido también puede volverse amarillo si el estabilizador es insuficiente)

Lubricación externa insuficiente: los materiales se adhieren a las superficies metálicas, plastificación excesiva, aumento de la tensión de corte, lo que provoca coloración amarillenta y fragilidad de la tubería; Lubricación externa excesiva: plastificación deficiente, superficie de la pared interior rugosa.

· Lubricación interna (ácido esteárico, ésteres): reduce la fricción interna dentro de la masa fundida; Lubricación externa (cera PE, cera oxidada): evita que la masa fundida se adhiera al tornillo o a las superficies metálicas del troquel.

· El sistema calcio-zinc es más sensible a las condiciones de lubricación; Los parámetros de deslizamiento internos y externos deben coincidir adecuadamente; no basta con ajustar el estabilizador.

3. Relleno y pigmento

· Carbonato de calcio: Utilice calcio en polvo con bajos niveles de metales pesados ​​y bajo contenido de hierro; los iones de hierro pueden catalizar la degradación del PVC; El calcio en polvo debe secarse si se humedece.

· Dióxido de titanio: para sistemas de suministro de agua o aplicaciones de tuberías exteriores: utilice rutilo-TiO₂, que ofrece una excelente resistencia a la intemperie; la anatasa-TiO₂ es susceptible al envejecimiento fotoinducido y puede volverse amarilla con el tiempo; Un contenido insuficiente de dióxido de titanio da como resultado una blancura pobre y una apariencia visualmente amarillenta.

· Agentes blanqueadores fluorescentes: Son agentes complementarios visuales que no abordan el problema de la degradación térmica en sí; sólo mejoran la blancura de la superficie y no pueden servir como sustitutos de los estabilizadores.

III. Equipo y limpieza (centrándose en el amarillamiento rayado y el amarillamiento intermitente)

1. Zonas muertas de tornillo, cilindro, lanzadera de derivación y matriz: realice el desmontaje y la inspección de parada para eliminar el carbón acumulado y los depósitos de coque; El material estancado será transportado continuamente hacia la masa fundida, formando líneas o tiras amarillas.

2. Desgaste del tornillo: una mayor holgura entre el tornillo y el cilindro provoca la recirculación del material, un tiempo de residencia prolongado y una degradación térmica repetida; el desgaste severo requiere reparación o reemplazo del tornillo.

3. Impurezas metálicas: Virutas de hierro u óxido mezclados en el cañón; los iones metálicos catalizan la descomposición del PVC; El sistema de mezcla debe estar equipado con un proceso de eliminación de hierro.

IV. Procedimiento rápido de solución de problemas (secuencia operativa en el sitio)

1. Observe el patrón de amarillamiento: amarillo uniforme → proceso de fabricación/aditivo conservador; franjas amarillas → retención de material debido al tornillo del molde; coloración amarillenta al inicio o apagado → problema relacionado con el tiempo de retención del material

2. Verificación de temperatura: Confirme si el termopar y el sistema de enfriamiento de tornillo están funcionando correctamente; Realice una prueba reduciendo ligeramente la temperatura del cabezal de la máquina.

3. Reduzca la velocidad del motor principal, mantenga una alimentación estable y minimice el calor cortante.

4. Limpie el tornillo y el cabezal de los residuos de coque.

5. Verifique la proporción de adición de material reciclado; suspender temporalmente la verificación de producción de prueba de material de reciclaje.

6. Verifique el proceso de mezcla frío-caliente y el contenido de humedad del calcio en polvo.

7. Ajuste final de la formulación del estabilizador y sistema de lubricación.

V. Errores y advertencias comunes

1. Incluso cuando se agregan estabilizadores adicionales, el lubricante aún se vuelve amarillo debido a un desequilibrio; Aumentar ciegamente la cantidad de sales de zinc en la formulación de calcio y zinc puede provocar un blanqueamiento a corto plazo, seguido del ennegrecimiento de la capa de zinc con el tiempo.

2. Los agentes blanqueadores fluorescentes simplemente proporcionan un enmascaramiento visual y no pueden prevenir la degradación térmica del PVC; La extrusión a alta temperatura seguirá provocando descomposición.

3. Una relación de compresión de matriz inadecuada o zonas muertas en el canal de flujo pueden causar estancamiento localizado del material, lo que lleva a la aparición persistente de una línea amarilla.