نظام التقييم لقدرة بثق واحدة على مواد مختلفة (PP/PS/PE/PLA)

1. مقدمة: تحديات معالجة المواد في بثق المسلح الفردي

ال أحادي الفرق البلاستيكي بثقاء ميكينات حرارية E ، باعتبارها المعدات الأساسية لمعالجة المواد البوليمرية ، تحدد قدرتها على التكيف مع البوليمرات المختلفة جودة المنتج وكفاءة الإنتاج مباشرة. يُظهر ص (polypropylene) ، ملاحظة (polystyrene) ، PE (polyethylene) ، و جيش التحرير الشعبى الصينى (حمض بولييلاكتيك) سلوكيات ريولوجية مميزة ومتطلبات الاستقرار الحراري أثناء البثق بسبب اختلافاتها المهمة في التركيب الجزيئي والخصائص الفيزيائية. يتطلب تقييم القدرة على التكيف مع بثق المسلح الفردي بناء نظام تقييم علمي من أربعة أبعاد: تحليل خاصية المواد ، ومطابقة بنية المعدات ، وتنسيق المعلمة العملية ، وارتباط جودة المنتج.

الثاني. العلاقة الأساسية بين خصائص المواد ومعالجة البثق

(أ) الاختلافات الجوهرية للخصائص في مواد البوليمر

(ب) الآثار الأساسية لخصائص المواد على عملية البثق

• PP : يؤدي معدل التبلور المرتفع إلى معدل انكماش كبير عندما يتم تبريد الذوبان ، ويجب إيلاء الانتباه إلى نسبة ضغط المسمار والتحكم التدريجي في درجة الحرارة في قسم التبريد والتشكيل ؛ تتطلب خصائص تخفيف القص التعديل المنسق لسرعة المسمار وضغط الظهر لتجنب تمزق الذوبان.
• PS : السلسلة الجزيئية الصلبة تجعل مرونة الذوبان بارزة ، عرضة للذوبان أثناء البثق ، مما يتطلب تحسين بنية قسم خلط المسمار لتقليل تخزين الطاقة المرنة ؛ يتطلب ضعف الاستقرار الحراري دقة التحكم في درجة الحرارة خلال ± 2 درجة مئوية.
• PE : الذوبان المنخفض للشفاء عرضة لتسرب التدفق ، مما يتطلب زيادة في نسبة قطر طول المسمار (L/D ≥28) لتوسيع وقت الإقامة وضمان تلوين موحد ؛ يتطلب الفرق في نطاق الانصهار بين HDPE و LDPE مطابقة تصميمات عمق الأخدود المسمار المختلفة.
• PLA : الرطوبة القوية (يجب أن يكون محتوى الماء <0.02 ٪) ، مما يتطلب علاجًا مسبقًا ؛ قوة الذوبان المنخفضة وحساسة للقص ، يجب أن يتجنب البثق سرعة الدوران العالية (الموصى بها <100rpm) ، واستخدام المسمار نسبة الضغط المنخفض (1.8-2.2) لتقليل حرارة القص.

ثالثا. مؤشرات التقييم لهيكل المعدات القدرة على التكيف مع المواد

(أ) مطابقة المعلمات الهندسية لولبية

1. نسبة القطر الطول (L/D)

   • تتطلب معالجة PP/PE L/D = 25-30 ؛ سيؤدي L/D غير الكافي إلى عدم كفاية تلوين من البوليمرات البلورية ، مما يسبب نقاط بلورية في المنتجات ؛
   • معالجة PLA مناسبة لـ L/D = 20-24 ؛ سوف يزيد المسمار الطويل المفرط من وقت الإقامة ذوبان ويزيد من تدهور التأكسد الحراري.

2. نسبة الضغط

   • PP (نسبة الضغط 2.5-3.0): نسبة الضغط العالية تعزز تنظيم بنية التبلور ويقلل من تحمل سمك الورقة ؛
   • PS (نسبة الضغط 1.8-2.2): تقلل نسبة الضغط المنخفضة من تراكم المرونة ويمنع تضخم البثق ؛
   • PLA (نسبة الضغط 1.8-2.0): تجنب نسبة الضغط المفرطة التي تسبب ارتفاع درجة الحرارة المحلية ، جنبا إلى جنب مع بنية المسمار التدرج (عمق أخدود المسمار ينخفض خطيا من قسم التغذية إلى القسم المتجانس).

3. تصميم عنصر خلط

   • بالنسبة للخصائص المنخفضة للضغط على PE ، يمكن ضبط دبابيس خلط من النوع الحاجز في قسم تجانس المسمار لتعزيز تمزيق الذوبان وخلط التوزيع ؛
   • تتطلب معالجة PS/PLA هياكل خلط خالية من القص أو منخفضة القص (مثل عناصر المسمار dis) لمنع كسر السلسلة الجزيئية.

(ب) قابلية تكييف الوفاة والآلات المساعدة

• تصميم قناة Die Flow :
  PP SHOEP POUNDURAY مناسب لموت ذيل السمك (زاوية التمدد 30 ° -45 °) لتقليل وقت الإقامة ذوبان في قناة التدفق ؛ يتطلب PLA وفاة مبسطة خالية من الزاوية (خشونة السطح RA <0.2μm) لتجنب الضيق والتدهور.
• نظام التبريد والتشكيل :
  تتطلب صفائح PE لفائف التبريد (درجة الحرارة 30-50 درجة مئوية) لمنع نمو البلورة المفرط ؛ يتطلب PLA تبريد درجة حرارة متوسطة (60-80 درجة مئوية) لمنع تكسير الإجهاد الداخلي الناجم عن التبريد السريع.

رابعا. طرق التقييم للمعلمة المعلمة التحسين التعاوني

(أ) استراتيجيات التحكم في درجة الحرارة

1. مبدأ تقسيم درجة الحرارة من ثلاثة منطقة
   • قسم التغذية: يحتاج PP/PE إلى الحفاظ على درجة حرارة البرميل 10-20 درجة مئوية أقل من نقطة الانصهار (على سبيل المثال ، قسم التغذية PP 150 درجة مئوية) لمنع تلتصق المواد بالجدار ؛ يجب تزويد قسم تغذية PLA بالهواء الجاف (نقطة الندى <-40 درجة مئوية) لتجنب تسلل الرطوبة.
   • قسم الضغط: يجب التحكم في درجة حرارة قسم ضغط PS عند 200-220 درجة مئوية ؛ سيؤدي تجاوز 240 درجة مئوية إلى أكسدة خاتم البنزين ونصفر. الحد الأعلى لدرجة حرارة ضغط PLA هو 175 درجة مئوية ، وجهاز تبريد الهواء القسري مطلوب.
   • قسم التجانس: يجب أن تكون درجة حرارة قسم التجانس PE أعلى من 20 إلى 30 درجة مئوية من نقطة الانصهار (على سبيل المثال ، القسم المتجانس من HDPE 150-160 درجة مئوية) لضمان ذوبان سيولة الذوبان ؛ درجة حرارة القسم المتجانسة PP هي 180-190 درجة مئوية ، وموازنة التجميع واستهلاك الطاقة.

(ب) تنظيم سرعة الضغط والدوران

• إعداد الضغط الخلفي :
  PP بثق الضغط الخلفي هو 0.5-1.0MPa لتحسين الاكتئاب الذائب وتقليل فقاعات الصفائح ؛ PLA PLA ضغط خلفي .30.3MPa لتجنب الزيادة المفاجئة في اللزوجة الذائبة الناتجة عن ارتفاع الضغط.
• سرعة دوران المسمار :
  يمكن أن يعتمد PE (الكثافة المنخفضة) سرعة دوران عالية (150-200 دورة في الدقيقة) لزيادة الإنتاج ؛ يجب أن تكون سرعة دوران PLA <80 دورة في الدقيقة ، جنبًا إلى جنب مع محرك منخفض السرعة عالي السرعة (تقلب عزم الدوران ≤5 ٪).

© التحكم في نسبة التوتر والتمدد

• نسبة شد ورقة PP 1.2-1.5 ، نسبة التمدد 2-3 ، والتي تحتاج إلى مطابقة آلة التوتر المتزامنة تنظيم السرعة ؛
• نسبة التوتر من ورقة PLA ≤1.2 لتجنب كسر الكسر الناتج عن سرعة توتر عالية ، ويجب الحفاظ على درجة حرارة لفة التوتر عند 50-60 درجة مئوية لتحسين قوة الذوبان.

V. تقييم الارتباط بين جودة المنتج وقدرة المعالجة على التكيف

(أ) مؤشرات اختبار الأداء الرئيسية

1. الخصائص الفيزيائية

   • توحيد السمك: يجب أن يكون التسامح مع ورقة PP/PE ≤ ± 3 ٪ ، PLA ± 5 ٪ (محدودة بواسطة قوة الذوبان) ؛
   • الخواص الميكانيكية: يجب أن تكون قوة الشد ورقة PS -40MPa ، استطالة عند كسر ≥2 ٪ ؛ إذا كان القص مفرطًا أثناء البثق ، فسوف ينخفض الاستطالة عند الاستراحة إلى أقل من 1 ٪.

2. البنية المجهرية

   • يجب التحكم في بلورة ورقة PP بنسبة 55 ٪ -65 ٪ ؛ سوف يؤدي عالية جدا إلى زيادة هشاشة الورقة.
   • يجب أن تكون درجة توجيه السلسلة الجزيئية لألواح PLA أقل من 15 ٪ ، والتي يمكن تقييمها من خلال مراقبة ظواهر الاندماج مع المجهر الاستقطاب.

(ب) العيوب النموذجية وارتباط القدرة على التكيف مع المعدات

• تذوب الكسر (شائع في PS/PLA) :
  قد يكون السبب ارتفاعًا كبيرًا في معدل قص المسمار (معدل قص PS> 1000S⁻) أو زاوية مدخل كبيرة جدًا ، مما يتطلب تقليل سرعة الدوران وتحسين زاوية قسم التقارب إلى 15 درجة -20 درجة.
• صفراء ورقة (شائعة في PS/PLA) :
  يشير إلى حدوث تدهور حراري ، والحاجة إلى التحقق مما إذا كانت درجة حرارة قسم التجانس تتجاوز الحد الأعلى PS البالغ 240 درجة مئوية أو ما إذا كانت هناك منطقة محموم محلي في برميل PLA (مثل فشل الحرارية).

السادس. التقييم الموسع للقدرة على التكيف مع المعالجة المستدامة

بالنسبة للمواد الحيوية مثل PLA ، بالإضافة إلى مؤشرات المعالجة التقليدية ، يجب أيضًا إيلاء الاهتمام إلى:

• كفاءة الطاقة : يبلغ استهلاك طاقة بثق PLA حوالي 1.3-1.5 أضعاف PP ، مما يتطلب تقييم المطابقة بين طاقة التدفئة المسمار وكفاءة التبريد (كثافة طاقة التدفئة الموصى بها.
• إنتاج نظيف : يجب تنظيف المواد المتبقية في المعدات بعد معالجة PLA مع عوامل تنظيف خاصة (مثل كحول الأيزوبروبيل) لتجنب التلوث المتبادل مع مواد أخرى ، وتقييم راحة التفكيك للمسمار (مثل بنية شفة السرعة السريعة).

السابع. بناء نموذج تقييم القدرة على التكيف متعددة الأبعاد

يحتاج تقييم القدرة على تكييف البثق أحادية النماء مع PP/PS/PE/PLA إلى أخذ السلسلة المنطقية من "خصائص المواد-معدات المعادلة-معلمات معلمات المعلمات-مثل نسبة الضغط العالية ، مثل تقسيم الخلايا المنخفضة ، على سبيل المثال ، فإن تعاون معلمات تخصيص المسمار (مثل -Pration-ritization-ritization acportivate-ritive therivative therivative thervative therivative therivative therivative thervative thervative therivative this collabor therivative therivative therivative this collabor therivative therivative this collabor ther ther استراتيجية الضغط المنخفض في درجات الحرارة المنخفضة لـ PS) ، جنبًا إلى جنب مع المراقبة في الوقت الفعلي للبنية المجهرية للمنتج والخصائص الفيزيائية. بالنسبة للمواد الجديدة (مثل PLA) ، ينبغي أيضًا دمج مؤشرات المعالجة المستدامة في إطار التقييم ، مما يعزز ترقية المعدات من "التكيف الواحد" إلى "الإنتاج الأخضر التوافق متعدد المواد". لا يوفر إنشاء نظام التقييم هذا الدعم النظري لتحسين عملية بثق الورقة فحسب ، بل يوفر أيضًا أساسًا تقنيًا للتصميم المعياري لمعدات البثق المفردة.