在改性塑料生产过程中,螺杆清理是保障产品质量的重要环节。不清理螺杆,里面残留的碳化物、颜料或不同材料之间的污染,会导致产品出现黑点、条纹等缺陷,造成经济损失。本文将解析六种主流双螺杆挤出机螺杆清理方法的原理、操作要点及注意事项,为行业从业者提供实用参考。
1、树脂清理法
树脂清理法是采用聚酯树脂、环氧树脂或专用螺杆清洁剂进行清机的常用方法,适用于新设备的初次清机或日常维护清理。
工作原理:
树脂清理法是利用清洁树脂在熔融状态下与设备内残留物发生物理置换和化学相容,通过机械冲刷和界面剥离作用,将附着在螺杆和料筒表面的污染物逐步带出。当挤出物从加工树脂完全转换成清洁树脂时,表明清理过程已完成。
清理步骤:
- 将机筒所有加热区的温度都设置在200°C。当机筒达到这一温度之后,即可开始清洁(在低压模头的应用中,一般不需要拆下模头进行清理。而在高压模头的应用中,可能需要提前拆下模头,以减少挤出机前端压力过高的危险)。
- 将螺杆转速调至15-25r/min, 并将这一速度保持到模头前端的残留熔体流停止流动为止。
- 手工从下料口加入清洁树脂,直至挤出料条颜色与清洁树脂颜色相同,停止喂料,尽可能排空机筒,然后停机。
- 为了更好地保证挤出机清理效果,有时还需将挤出机模头拆卸进行清理。
主要局限性:
直接使用普通树脂清洗,有些情况下可能会面临清洗力不足和原料浪费的问题,尤其对已碳化的顽固残留往往难以彻底清除。
2、火烤清理法
用火烧或火烤来除去凝固在螺杆上的塑料,是塑料加工种最常见也是最有效的办法。
工作原理:
通过高温火焰加热固化在螺杆上的塑料残留,使其碳化、分解并脱离金属表面。高温能够快速分解高分子聚合物,使顽固残留物变得松脆而易去除。
清理步骤:
- 将螺杆拔出机筒之后后立即采用高温火焰进行清理,由于这时螺杆带有加工经历中的热,故螺杆的热量分布仍是均匀的。
- 保持火焰移动,确保螺杆受热均匀,避免局部过热。
- 使用铜刮刀或铜刷,将外露螺杆上的残留树脂迅速清理干净。
主要局限性:
- 此方法若操作不当风险较高,对操作者的经验要求高,且不适用于所有类型的螺杆。
- 可能会导致螺杆退火、变形。
- 绝对不能使用乙炔焰来清理螺杆。乙炔焰温度可达3000°C,用乙炔焰来清理螺杆将不仅会破坏螺杆的金属特性,同时还将显著影响螺杆的机械公差。
3、水洗清理法
水洗清理法是利用水力旋转动能实现螺杆的全面清洁,是一种环保、高效的现代清洗方案。
工作原理:
全自动螺杆水洗机利用水力旋转动能,配合螺杆旋转的反作用力实现360度无死角剥离。通过精确控制的水流压力、温度和流量,有效去除各种高分子材料残留,同时不损伤螺杆物理结构。
清理步骤:
- 确认待清洗螺杆的材料和结构是否适合水洗处理。
- 选择与螺杆尺寸和清理要求相匹配的水洗设备。
- 根据残留物性质调整水压、温度和作用时间等参数设置。
- 清洗后及时干燥,防止金属部件锈蚀。
- 对清洗产生的废水进行适当处理,满足环保要求。
主要局限性:
水洗法的核心局限在于其对某些顽固残留的清洗效果可能不彻底,特别是对于双螺杆复杂的啮合区与狭小缝隙,可能面临冲洗死角,导致残留物清除不完整。
4、砂轮抛光法
砂轮抛光法是使用机床或手持砂轮,对螺杆表面残留物直接抛光处理。
工作原理:
通过高速旋转的砂轮, 直接接触螺杆表面残留物将其逐步打磨干净。
清理步骤:
- 将螺杆拔出机筒后趁热祛除掉大块的残留物。
- 将螺杆和表面的顽固残留物稍微冷却,再用砂轮抛光机进行均匀打磨抛光。
主要局限性:
- 危险性比较大,对操作者的经验要求高。
- 会导致螺杆磨损、尺寸变化、缩短螺杆使用寿命。
5、喷砂清理法
喷砂清理法是使用专门的喷砂设备,对螺杆表面残留物进行冲击打击处理。
工作原理:
通过压缩空气将石英砂等介质高速喷射到螺杆表面,利用冲击力打掉表面的残留物。
清理步骤:
- 将螺杆拔出机筒后放置到喷砂设备上,注意保障工作周围的环境安全。
- 做好个人防护工作,开启喷砂设备对螺杆表面顽固残留进行精准去除。
主要局限性:
- 需要准备专门的喷砂设备,对操作者的经验要求高。
- 会影响螺杆表面的光洁度,使螺杆表面变得粗糙。
6、干冰冷喷法
干冰冷喷法是使用专门的冷喷设备,对螺杆表面残留物进行爆破剥离。
工作原理:
用压缩空气将干冰颗粒高速喷射到螺杆表面,利用干冰升华时产生的微型爆破,将螺杆表面的残留物进行剥离。
清理步骤:
- 将螺杆拔出机筒后放置到地面,趁热祛除掉大块的残留物。
- 将螺杆和表面的顽固残留物稍微冷却,使用干冰冷喷设备对螺杆表面顽固残留进行剥离。
主要局限性:
- 干冰冷喷设备成本较高,而且干冰耗材成本也高。
选择合适的螺杆清理方法需要综合考虑生产材料特性、设备状态、产品质量要求和成本效益。在实际应用中,可灵活组合多种清洗方法,达到最佳效果。无论采用何种清理方法,规范操作、定期维护都是保证清理效果和延长设备寿命的关键。建立科学的清理周期和标准操作流程,不仅能提升产品质量,还能显著降低生产成本,为改性塑料生产企业创造更大的经济效益。