Управление ключевыми элементами в процессе ротационного формования полиэтилена

1. Разделительный агент
На этапе нагрева в процессе ротационного формования на границе раздела полиэтиленового порошка или расплава и внутренней поверхности формы происходит химическое или физическое соединение вследствие поверхностного окисления. При наличии локальных дефектов на внутренней поверхности формы расплав полиэтилена будет затекать в эти дефекты и образовывать локальные заделки. Это затруднит извлечение изделия из формы после охлаждения. Чтобы избежать вышеуказанной ситуации, необходимо нанести на внутреннюю поверхность формы слой термостойкого материала для предотвращения адгезии. Этот тип материала называется разделительным агентом. Существует множество видов промышленных антиадгезивов. Процесс ротационного формования полиэтилена предъявляет высокие требования к разделительным агентам, в первую очередь к термостойкости. Обычно в качестве разделительных составов используются масла, воски и силиконовые масла, но их необходимо наносить один раз перед каждым кормлением, поэтому их называют одноразовыми разделительными составами. Этот тип разделительного состава имеет низкую стоимость и хороший эффект извлечения из формы, но он легко мигрирует на поверхность изделия и влияет на его поверхностные свойства. Сшитый силоксан является полупостоянным разделительным агентом. Он не требует частого применения, не мигрирует, не подвержен влиянию перепадов температур и имеет хороший эффект извлечения из формы, но его стоимость высока.
Нанесение тонкого слоя политетрафторэтилена на поверхность полости формы (как в коммерческой сковороде с антипригарным покрытием) может обеспечить постоянный эффект извлечения из формы. Политетрафторэтилен является постоянным агентом для извлечения из формы.
2. Контроль температуры
В процессе ротационного формования полиэтилена наблюдается особое явление: в процессе плавления порошка воздух, находящийся между частицами порошка, образует пузырьки, а по мере продолжения процесса нагрева эти пузырьки исчезают. Дальнейшие исследования показывают, что исчезновение этих пузырьков происходит не из-за их перемещения к свободной поверхности расплава под действием плавучести, а потому, что воздух в пузырьках постепенно сливается с расплавленным пластичным расплавом. Эксперименты показывают, что при повышении температуры до 150°С в расплаве полиэтилена образуются пузырьки разного размера. Из-за высокой вязкости расплава полиэтилена плавучесть пузырьков недостаточна для выталкивания пузырьков на свободную поверхность. Когда температура повышается до 200°C, все пузырьки исчезают. Поэтому для ротационного формования полиэтилена научное управление процессом нагрева имеет большое значение для устранения пузырьков в полиэтиленовых изделиях и повышения качества продукции. Потому что время нагрева при ротационном формовании иногда больше, особенно когда стенка изделия толще. Продолжительность может составлять от получаса до более часа. В это время необходимы меры по предотвращению термического окисления материала и снижения его свойств в процессе нагрева. Обычно для профилактики в полиэтиленовые пластики добавляют антиоксиданты. Однако когда полиэтиленовый материал нагревается до слишком высокой температуры или время нагрева слишком велико, антиоксидант не может предотвратить окисление материала. Если толщина изделия большая и его необходимо нагревать в течение длительного времени, температуру нагрева необходимо снизить. Если время нагрева сократить за счет повышения температуры, пузырьки могут остаться, поскольку воздух в пузырьках не успевает исчезнуть. Когда полиэтиленовый пластик нагревается до расплавленного состояния, материал претерпевает процесс перехода из кристаллического состояния в расплав, что и происходит, когда частицы полиэтилена начинают плавиться и размягчаться. Он появляется в слое материала, который контактирует с внутренней стенкой формы, образуя равномерный слой расплавленного материала. Затем он постепенно расширяется до внутреннего слоя до тех пор, пока все поперечное сечение полностью не превратится в расплав пластика. Следующий шаг — продолжить нагревание, чтобы пузырьки постепенно исчезли. Необходимо отрегулировать контроль температуры и времени этого процесса.
3. Процесс охлаждения
В процессе охлаждения температура расплава полиэтилена упадет с 200°C до температуры, близкой к комнатной, а молекулы полиэтилена перейдут из неупорядоченного состояния в более упорядоченное кристаллическое состояние. Процесс кристаллизации занимает определенное время, а скорость кристаллизации связана с вязкостью расплава полиэтилена. При быстром охлаждении расплава полиэтилена вязкость расплава полиэтилена быстро увеличивается, что препятствует росту его кристаллов и влияет на кристалличность полиэтилена. При разной кристалличности плотность полиэтиленового продукта различна, физические свойства также будут разными. Поэтому быстроохлаждаемые изделия из полиэтилена, полученные роторным формованием, имеют меньшую плотность, а медленноохлаждаемые изделия — большую плотность. Конечно, чем медленнее охлаждается продукт, тем длиннее его производственный цикл и выше стоимость. Полиэтиленовый порошок, используемый для производства ротационного формования, сам по себе имеет определенную плотность, которая определяется производителем материала. Однако после производства методом ротационного формования из-за разной скорости охлаждения плотность изделий из полиэтилена, полученных методом ротационного формования, в определенной степени изменится.