Контроль ключевых элементов в процессе ротационного формования полиэтилена

1. Агент выпуска
На этапе нагрева в процессе ротационного формования на границе раздела между порошком или расплавом полиэтилена и внутренней поверхностью формы возникает химическое или физическое соединение из-за поверхностного окисления. При наличии локальных дефектов на внутренней поверхности формы расплав полиэтилена будет затекать в эти дефекты и образовывать локальные вкрапления. Это затруднит извлечение изделия из формы после остывания. Чтобы избежать вышеуказанной ситуации, необходимо на внутреннюю поверхность формы нанести слой термостойкого материала для предотвращения прилипания. Этот тип материала называется разделительным агентом. Существует множество видов промышленных разделительных агентов. Процесс ротационного формования полиэтилена предъявляет высокие требования к разделительным материалам, главным образом к термостойкости. Масла, воски и силиконовые масла обычно используются в качестве разделительных средств, но их необходимо наносить один раз перед каждым кормлением, поэтому их называют одноразовыми разделительными средствами. Этот тип разделительной смазки имеет низкую стоимость и хороший эффект распалубки, 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 изменений температуры и обладает хорошим эффектом распалубки, но его стоимость высока.
Нанесение тонкого слоя политетрафторэтилена на поверхность полости формы (как на коммерческой сковороде с антипригарным покрытием) может обеспечить постоянный эффект извлечения из формы. Политетрафторэтилен является стойким средством для извлечения из формы.
2. Контроль температуры
В процессе ротационного формования полиэтилена наблюдается особое явление: в процессе плавления порошка воздух, попавший между частицами порошка, образует пузырьки, и 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 из-за того, что воздух в пузырьках постепенно сливается с расплавленным пластическим расплавом. Эксперименты показывают, что при повышении температуры до 150°С в расплаве полиэтилена образуются пузырьки разного размера. Из-за высокой вязкости расплава полиэтилена плавучести пузырьков недостаточно для выталкивания пузырьков на свободную поверхность. При повышении температуры до 200°С все пузырьки исчезают. Поэтому при ротационном формовании полиэтилена научное управление процессом нагрева имеет большое значение для устранения пузырьков в полиэтиленовых изделиях и улучшения качества продукции. Потому что время нагрева при ротационном формовании иногда больше, особенно когда стенки изделия толще. Это может длиться от получаса до более часа. В это время необходимы меры по предотвращению термического окисления материала и снижения свойств материала в процессе нагрева. Обычно в полиэтиленовые пластики добавляют антиоксиданты с целью профилактики. Однако когда полиэтиленовый материал нагревается до слишком высокой температуры или время нагрева слишком велико, антиоксидант не может предотвратить окисление материала. Когда толщина продукта велика и его необходимо нагревать в течение длительного времени, температуру нагрева необходимо снизить. Если время нагрева сократить за счет повышения температуры, пузырьки могут сохраниться, 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 однородный слой расплавленного материала. Затем он постепенно расширяется до внутреннего слоя, пока все сечение полностью не превратится в расплав пластика. Следующий шаг — продолжить нагревание, чтобы пузырьки постепенно исчезли. Необходимо отрегулировать температурный режим и контроль 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. Когда кристалличность разная, плотность полиэтиленового продукта будет разной, и физические свойства также будут разными. Таким образом, быстро охлажденные полиэтиленовые продукты, полученные центробежным формованием, имеют более низкую плотность, тогда как медленно охлажденные продукты имеют более высокую плотность. Разумеется, чем медленнее остывает продукт, тем дольше его производственный цикл и выше себестоимость. Полиэтиленовый порошок, используемый для ротационного формования, сам по себе имеет определенную плотность, которую определяет производитель материала. Однако после производства центробежным формованием из-за различных скоростей охлаждения плотность полиэтиленовых изделий, полученных центробежным формованием, в определенной степени изменится.