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蘇州金韋爾機械有限公司
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公司信息
關于ME3440加工中易出糊料HE3490LS管材加工
2013-10-10 閱讀(1840)
2.1熔體破裂現象的機理分析
造成熔體破裂現象的機理十分復雜，肯定地說，它與熔體的非線性粘彈性、與分子鏈在剪切流場中的取向和解取向（構象變化及分子鏈松弛的滯后性）、纏結和解纏結及外部工藝條件諸因素有關。
從形變能的觀點看，高分子液體的彈性是有限的，其彈性貯能本領也是有限的。當外力作用速率很大，外界賦予液體的形變能遠遠超出液體可承受的極*，多余能量將以其它形式表現出來，其中產生新表面、消耗表面能是一種形式，即發生熔體破裂。
對HDPE型熔體，其流動時的應力集中效應主要不在口模入口區，而是發生在口模內壁附近。低剪切速率時，熔體流過口模壁，在壁上無滑移，擠出過程正常。當剪切速率增高到一定程度，由于模壁附近的應力集中效應突出，此處的流線會發生斷裂。又因為應力集中使熔體貯能大大增加，當能量累積到超過熔體與模壁之間的摩擦力所能承受的極*，將造成熔體沿模壁滑移，熔體突然增速（柱塞上壓力下降），同時釋放出能量。釋能后的熔體又會再次與模壁粘著，從而再集中能量，再發生滑移。這種過程周而復始，將造成聚合物熔體在模壁附近“時滑時粘”，造成平流段擠出壓力規律波動，表現在擠出物上呈現出竹節狀或套錐形的有規畸變。
當剪切速率再增大時，熔體在模壁附近會出現“全滑動”，這時反而能得到表面光滑的擠出物，即所謂第二光滑擠出區。此時應力集中效應將轉到口模入口區。在*的剪切速率下，熔體流線在入口區就發生擾亂，這時的擠出物必然呈無規破裂狀。
壁滑現象產生的機理是由于吸附鏈與相鄰的自由鏈解纏結造成的，而在某種條件下纏結與解纏結之間的振蕩是產生鯊魚皮的原因。
管壁滑移現象多發生在高剪切、低粘附的管道邊界狀態中。臨界剪切應力的大小因具體材料和邊界條件而異。據報道，對聚乙烯熔體，臨界剪切應力的范圍為0.1-0.14MPa。
2.2影響熔體擠出破裂行為的因素
一切能夠影響熔體彈性的因素，都將影響聚合物熔體的擠出破裂行為。這些因素大致可分為三類：一是口模的形狀和尺寸；二是擠出成型過程的工藝條件；三是擠出物料的性質。
2.2.1口模形狀、尺寸的影響
對于HDPE型流體，熔體破裂現象的原因在于模壁處的應力集中效應，因而對于一些特定的原料口模定型段長度越長，擠出物外觀有時反而不好。
2.2.2擠出工藝條件的影響
適當升高熔體溫度是另一個典型例子。熔體溫度升高，粘度下降，會使松弛時間縮短，從而使擠出物外觀得以改善。因此在工廠中，升高料溫（特別是口模區溫度）是解決熔體破裂的快速補救辦法。
2.2.3物料性質的影響
從材料角度看，平均分子量大的物料，zui大松弛時間較長，容易發生熔體破裂。而在平均分子量相等的條件下，分子量分布較寬的物料的擠出行為較好，發生熔體破裂的臨界剪切速率較高，這可能與寬分布試樣中低分子量級組分的增塑作用有關。
3、延緩或消除熔體破裂現象的方法
工業上消除熔體破裂的方法對不同材料可能并不相同，大體上有以下幾種：
3.1在聚合物熔體擠出時，zui先出現的破裂現象是鯊魚皮，而鯊魚皮的形成與口模的尺寸有關。所以，在模具設計時注意盡量考慮口模、芯模的直徑、長徑比等對鯊魚皮產生的影響。
3.2選擇特殊的口模材料，如合金鋼或其它材料，對口模材料進行特殊處理，如滲N、鍍鉻處理等。
3.3根據聚合物選擇合適的加工助劑（如我廠原來使用的PPA），以改變流動邊界條件，可以減緩或消除熔體破裂。
以上僅是一些原則性的解決方法，根據我公司現狀建議將現有所有模口模芯重新處理，滲氮處理或表面鍍鉻，將一個整個PO250機頭重新處理滲氮或表面鍍鉻。對于滲氮或鍍鉻兩種方法請相關部門進行調研試驗，以改進目前生產現狀。
蘇州金韋爾機械
2012-9-14
