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不同批次塑料原料质量不稳定,如何解决?

嘉峪检测网        2021-12-27 20:39

塑料生产过程中,原料质量不稳定问题一直是困扰生产企业的一大难题,比如使用同一供应商的不同批次原料,在相同的生产与加工工艺条件下,制成的成品合格率各不相同,此时若追责供应商,供应商会推责产品生产工艺问题,两方各执一词就也无法从根源上解决问题。

 

原料出厂时,供应商往往只会提供产品的熔融指数等基础物性,但是高分子材料随着温度和剪切速率变化的流变性能,是科学制定材料加工工艺的关键,而熔融指数并不能很好反映原料在特定生产工艺条件下的加工性能。

 

若想从根源解决原料质量不稳定问题,可以利用高压毛细管流变仪提供的流变数据作为指导,合理设定该聚合物的加工温度和剪切速率。比如,对比合格原料和不合格原料在同一条件下的粘度曲线差异,推断产生质量不稳定问题的来源,确定是原料问题还是加工工艺的问题;根据材料在不同温度下的粘度曲线来优化产品的加工工艺,提高良品率。

 

毛细管流变仪测试原理

 

其核心部分为一套精致的毛细管,具有不同的长径比(通常L/D=10/1,20/1,30/1,40/1等);料筒周围为恒温加热套,内有电热丝;料筒内物料的上部为液压驱动的柱塞。物料经加热变为熔体后,在柱塞高压作用下,强迫物料从毛细管挤出,由此测量物料的黏弹性。

 

不同批次塑料原料质量不稳定,如何解决?

 

1. 试验方案设计

 

通过高压毛细管流变仪对比不同批次原料在特定加工温度时的粘度曲线,并根据曲线斜率、粘度值差异推断产生问题的原因。

 

另外,通过高压毛细管流变仪获得合格原料在不同温度下的粘度曲线、临界剪切速率等数据,并根据黏度随温度、压力和剪切速率的变化,合理调整加工加工温度和剪切速率等条件,从而制定科学的加工工艺,协助改善产品质量和外观、提高加工速度、增加产量。

 

2. 试验分析

 

不同批次塑料原料质量不稳定,如何解决?

 

图1:不同批次原料同一温度粘度曲线

 

不同批次塑料原料质量不稳定,如何解决?

 

图2:合格原料不同温度下的粘度曲线

 

由图1可以看到在高剪切速率下,两批次产品的表观粘度比较接近,但随剪切速率下降粘度差异增大,表现在加工性能上就会有所区别;二者粘度曲线的斜率不同,推断原料的分子量或分子量分布产生了变化,建议客户验证原料配方是否相同。

 

同时,客户根据图2的合格原料不同温度下粘度曲线所提供的信息,还进一步优化了产品的加工温度、剪切速率等加工工艺,有效提升了产品的良品率。

 

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来源:国高材分析测试中心