塑料制品碳化會(huì)給制品的質(zhì)量和生產(chǎn)成本帶來(lái)嚴(yán)重的不良影響。對(duì)塑料制品生產(chǎn)廠家而言，能有效預(yù)防和解決塑料制品碳化問(wèn)題具有極其重要的意義。
碳化的原因及過(guò)程
在塑料制品的實(shí)際生產(chǎn)中，一般會(huì)在停機(jī)前隔離進(jìn)料口，排除擠出機(jī)和機(jī)頭內(nèi)的塑料熔體，關(guān)閉各區(qū)溫度，再關(guān)閉電源。由于塑料熔體對(duì)金屬有較強(qiáng)的粘附作用，每次停機(jī)時(shí)不可能絕對(duì)完全排除，最后總會(huì)有薄薄的一層塑料熔體牢牢地粘附在擠出機(jī)的機(jī)筒和機(jī)頭內(nèi)壁以及螺桿上，在停機(jī)后設(shè)備自然冷卻降溫和下次加溫過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間在高溫狀態(tài)下滯留，發(fā)生明顯的熱劣化，逐步變黃、變焦成為碳化物。按照常規(guī)的停機(jī)方法，機(jī)頭的?？诤瓦M(jìn)料口兩端都沒(méi)有采取有效的密封措施，導(dǎo)致空氣進(jìn)入機(jī)內(nèi)產(chǎn)生氧化，促使機(jī)內(nèi)殘留塑料熱劣化加重，給碳化提供了有利條件。由于設(shè)備是金屬結(jié)構(gòu)，其與塑料的熱膨脹率差別較大，已經(jīng)碳化的塑料對(duì)金屬的附著性降低，容易從設(shè)備的機(jī)筒內(nèi)壁、機(jī)頭內(nèi)壁和螺桿上脫落，混入塑料熔體中，造成制品內(nèi)外壁黑點(diǎn)多，容易出現(xiàn)穿洞或滲漏等諸多質(zhì)量問(wèn)題。
因?yàn)槌叻肿恿克芰系挠残暂^好，加上溫度較高時(shí)，清洗對(duì)象會(huì)被軟化，從而變得易脫落，有利于碳化物被塑料熔體帶出。在清洗過(guò)程中，擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速在低速和高速之間反復(fù)切換多次。如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載還有余量，可以在操作過(guò)程中，反復(fù)停止和重新啟動(dòng)擠出機(jī)多次，以便進(jìn)一步提高清洗效果。
碳化的解決方案
機(jī)內(nèi)清洗
長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后，加溫再開(kāi)機(jī)，塑料制品上容易出現(xiàn)很多大大小小的黑點(diǎn)，無(wú)法滿足制品的質(zhì)量要求，這些黑點(diǎn)就是機(jī)內(nèi)殘留塑料熱劣化后的碳化物。通常采取用塑料連續(xù)擠出，排除帶黑點(diǎn)的塑料熔體的洗機(jī)方法來(lái)清機(jī)，洗機(jī)時(shí)間多達(dá)3-5小時(shí)。如果原用超高分子量塑料被碳化，且生產(chǎn)原色制品，就會(huì)大大增加洗機(jī)的難度，會(huì)使洗機(jī)時(shí)間更長(zhǎng)，洗機(jī)成本更高。
要快速清理機(jī)內(nèi)碳化物，需使用料性比較硬一些的塑料或其回料加白礦油清洗，溫度適當(dāng)加高10～15℃。此時(shí)，要考慮小型擠出機(jī)對(duì)該塑料的塑化能力。對(duì)能塑化超高分子量塑料的大、中型擠出機(jī)，可以用超高分子量塑料或其回料加白礦油清洗。因?yàn)槌叻肿恿克芰系挠残暂^好，加上溫度較高時(shí)，清洗對(duì)象會(huì)被軟化，從而變得易脫落，有利于碳化物被塑料熔體帶出。在清洗過(guò)程中，擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速在低速和高速之間反復(fù)切換多次。如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載還有余量，可以在操作過(guò)程中，反復(fù)停止和重新啟動(dòng)擠出機(jī)多次，以便進(jìn)一步提高清洗效果。當(dāng)熔體中碳化物（黑點(diǎn)）明顯減少時(shí)，就更換平常用的塑料清洗到干凈為止，逐漸調(diào)整到合適溫度，則可正常生產(chǎn)。
拆卸清洗
采用機(jī)內(nèi)清洗法，清洗擠出機(jī)內(nèi)的碳化物比較容易一些，清洗中空吹塑設(shè)備儲(chǔ)料式機(jī)頭內(nèi)的碳化物很難。因?yàn)閿D出機(jī)機(jī)內(nèi)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單一些，中空吹塑設(shè)備儲(chǔ)料式機(jī)頭內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加上設(shè)備使用時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)更難清洗。在此情況下，拆卸清洗勢(shì)在必行。把機(jī)頭加高溫到夠溫后關(guān)閉電源，拆卸機(jī)頭所有組裝件。用銅片清理機(jī)頭內(nèi)的塑料熔體，用金屬刷子清除燒焦的碳化物，然后用砂紙或花葉輪拋光干凈各組裝件再裝配。雖然拆卸清洗效果很好，但是耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、較費(fèi)力，一般不輕易使用此拆卸清洗方法。
碳化的預(yù)防措施
溫度和時(shí)間控制
塑料制品加工溫度是按原料和制品塑化要求來(lái)確定的，不能過(guò)高或過(guò)低。溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致負(fù)載過(guò)大，還會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品外觀水紋和熔接痕等缺陷。如果溫度過(guò)低，熔體的流動(dòng)性會(huì)差一些，對(duì)制品表面的光澤度和邊角位的充滿性也有較大影響；如果溫度過(guò)高，加上有時(shí)臨時(shí)停機(jī)兩個(gè)小時(shí)，甚至幾個(gè)小時(shí)，則容易產(chǎn)生機(jī)內(nèi)熔體碳化。在此情況下，恒溫在100～120℃之間，需要開(kāi)機(jī)前再加溫到要求溫度，這樣可以防止因溫度陡然升高或停機(jī)保溫時(shí)間長(zhǎng)引起的碳化。
加溫和開(kāi)機(jī)操作控制
通常采用一步到位加溫法，即在設(shè)定好溫度后，連續(xù)加溫到設(shè)定溫度，分設(shè)備大小，再恒溫保持1～3小時(shí)才開(kāi)機(jī)。這種方法容易使機(jī)內(nèi)殘留塑料產(chǎn)生碳化。如果采用梯步加溫法，分時(shí)間段升溫，效果好很多。例如：開(kāi)始設(shè)定溫度為100℃，恒溫后設(shè)定溫度調(diào)為130℃，再恒溫后設(shè)定溫度調(diào)為170℃，逐步按時(shí)間段升溫，一直升溫到需要的溫度。中、小型設(shè)備達(dá)到要求溫度就可以開(kāi)機(jī)，當(dāng)然需要提前做好相關(guān)的配套準(zhǔn)備工作。大型設(shè)備在達(dá)到要求溫度后，需要再恒溫1～2小時(shí)開(kāi)機(jī)較好。
剛開(kāi)機(jī)時(shí)，必須注意擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)?～5轉(zhuǎn)/分慢慢加速，加料口慢慢打開(kāi)，隨時(shí)留意擠出電流表上顯示的電流值。如果負(fù)載過(guò)大，就適當(dāng)加長(zhǎng)恒溫時(shí)間，做到逐級(jí)升溫，能開(kāi)機(jī)時(shí)盡早開(kāi)機(jī)，防止機(jī)內(nèi)殘留塑料突遇高溫在太長(zhǎng)的開(kāi)機(jī)等待時(shí)間內(nèi)碳化。
剛開(kāi)機(jī)時(shí)，必須注意擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)?～5轉(zhuǎn)/分慢慢加速，加料口慢慢打開(kāi)，隨時(shí)留意擠出電流表上顯示的電流值。如果負(fù)載過(guò)大，就適當(dāng)加長(zhǎng)恒溫時(shí)間，做到逐級(jí)升溫，能開(kāi)機(jī)時(shí)盡早開(kāi)機(jī)，防止機(jī)內(nèi)殘留塑料突遇高溫在太長(zhǎng)的開(kāi)機(jī)等待時(shí)間內(nèi)碳化。
停機(jī)和關(guān)溫操作控制
通常停機(jī)操作是在停機(jī)前關(guān)閉擠出機(jī)的進(jìn)料口，排除機(jī)內(nèi)塑料熔體，隨著擠出機(jī)的電流降低，機(jī)內(nèi)塑料熔體逐步排除結(jié)束，然后停機(jī)關(guān)溫。這種常規(guī)方法由于機(jī)內(nèi)溫度尚高和?？谖捶忾]的原因，粘附在機(jī)器內(nèi)壁的少量塑料最容易在停機(jī)降溫和加溫過(guò)程中熱劣化，加上從模口進(jìn)入空氣中的氧氣，使之熱劣化加劇成為碳化物。如果采用降溫封閉的新方法停機(jī)，效果很好。由于再生料和色母粒的載體-塑料的抗氧能力都比全新的純塑料的抗氧能力低，所以停機(jī)前不管使用的是再生料，還是含有色母粒的配料，都應(yīng)在全部排除機(jī)內(nèi)塑料熔體后，加入全新的純塑料低轉(zhuǎn)速洗機(jī)。在洗機(jī)的同時(shí)降溫25～35℃，隨著溫度降低，擠出的塑料熔體逐步消除了機(jī)內(nèi)的潛存熱量。但需特別注意觀察擠出機(jī)的電流值，避免驅(qū)動(dòng)電機(jī)過(guò)載出現(xiàn)事故。當(dāng)實(shí)際溫度低于正常使用溫度25℃左右時(shí)，根據(jù)熔體流動(dòng)的實(shí)際情況，關(guān)閉進(jìn)料口，排解機(jī)內(nèi)塑料熔體后關(guān)閉?？?，防止空氣進(jìn)入，然后停機(jī)關(guān)溫。也可以在上述過(guò)程中，當(dāng)實(shí)際溫度低于正常使用溫度25～40℃時(shí)停止洗機(jī)，使半流動(dòng)狀態(tài)的塑料熔體填滿機(jī)內(nèi)空間，使之封閉。在此種情況下，特別注意下次加溫和保溫時(shí)間需適當(dāng)延長(zhǎng)，確保機(jī)內(nèi)熔體夠溫后才開(kāi)機(jī)。
塑料原料的檢查和選用
在塑料造粒廠家的生產(chǎn)過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)塑料碳化現(xiàn)象，有時(shí)在使用時(shí)發(fā)現(xiàn)塑料顆粒中有較多黑點(diǎn)，特別對(duì)原色制品的質(zhì)量影響最大，這需要加強(qiáng)對(duì)塑料原料的來(lái)料檢查，必要時(shí)選出帶黑點(diǎn)的塑料顆粒，盡可能不要再利用，以避免整批制品質(zhì)量受到影響。
避免碳化對(duì)塑料制品的危害，不但要深入了解碳化的本質(zhì)，還要善于運(yùn)用有效的解決方法，更關(guān)鍵在于有效預(yù)防，把損失降到最低。在解決和預(yù)防塑料制品碳化的每個(gè)環(huán)節(jié)，都需要我們?nèi)?yán)格控制。
