Những thách thức trong việc đúc tấm TPU là gì?
Máy đùn TPU Tờ máy đùn Cung cấp sự kết hợp của độ đàn hồi, kháng mòn, kháng thời tiết và khả năng tái chế môi trường, làm cho nó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng y tế, thể thao và đóng gói. Tuy nhiên, phạm vi độ cứng rộng của nó (bờ A từ 60 đến bờ D 80), độ nhớt tan chảy nhạy cảm và tính nhạy cảm với quá trình thủy phân và suy thoái nhiệt dẫn đến ba thách thức cốt lõi trong quá trình đúc: kiểm soát tính đồng nhất, duy trì hiệu suất và ổn định quá trình. Những thách thức cụ thể, nguyên nhân và tác động của chúng như sau:
1. Tiền xử lý nguyên liệu thô: Kiểm soát độ ẩm là một thách thức và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bảng.
TPU là một polymer hút ẩm cao. Các liên kết urethane trong cấu trúc phân tử của nó dễ dàng phản ứng với nước. Vượt quá độ ẩm trong nguyên liệu thô có thể dẫn đến một loạt các vấn đề trong quá trình đúc. Đây là thách thức tiền xử lý chính cho việc đúc tấm TPU. Khó khăn:
Hấp thụ độ ẩm nhanh chóng và khó khăn trong việc loại bỏ hoàn toàn: Các viên TPU tiếp xúc với không khí chỉ trong một giờ có thể thấy độ ẩm của chúng tăng từ 0,03% (giá trị chấp nhận được) lên hơn 0,1%. Tốc độ hấp thụ tăng gấp đôi trong môi trường có độ ẩm> 60%. Hơn nữa, độ ẩm dễ dàng xâm nhập vào các viên, gây khó khăn cho việc loại bỏ hoàn toàn với sấy khô thông thường.
Cửa sổ tham số sấy hẹp: Nếu nhiệt độ sấy quá thấp (<80 ° C), độ ẩm không thể bay hơi hoàn toàn. Nếu nhiệt độ quá cao (> 120 ° C), TPU sẽ làm mềm và dính lại sớm, hình thành "sự kết tụ sần" và ngăn ngừa cho ăn thích hợp. Nếu thời gian sấy quá ngắn (<4 giờ), độ ẩm sẽ vẫn còn, trong khi nếu nó quá dài (> 8 giờ), chuỗi phân tử TPU sẽ bị suy giảm một chút, làm giảm độ đàn hồi của nó.
Tác động trực tiếp: Sau khi hình thành, bong bóng và lỗ kim sẽ xuất hiện trên bề mặt của tấm (gây ra bởi sự hơi ẩm của nhiệt độ cao) và "vệt bạc" sẽ hình thành bên trong (do dòng tan chảy không đều do hơi ẩm). Trong trường hợp nghiêm trọng, tấm có thể phân tách và tính chất cơ học (như độ bền kéo) có thể giảm 15%-30%. Ii. Phương ép đùn TPU
Quá trình đúc tấm chính của TPU chính là "đùn trục vít/đôi sau đó là lịch". Tuy nhiên, sự tan chảy của TPU thể hiện các đặc tính không phải là người Newton (độ nhớt rất nhạy cảm với nhiệt độ và tốc độ cắt) và khả năng tương thích quá trình của TPU của độ cứng khác nhau đáng kể. Điều này gây khó khăn cho việc kiểm soát tính đồng nhất và ổn định trong quá trình đùn, một thách thức hoạt động chính cho thiết bị.
1. Độ nhớt tan chảy nhạy cảm có thể dễ dàng dẫn đến độ dày tấm không đều.
Nguyên nhân của khó khăn:
Tốc độ dòng chảy của TPU (MFR) cực kỳ nhạy cảm với biến động nhiệt độ: cứ tăng nhiệt độ 10 ° C, MFR có thể tăng 20% -30% (so với chỉ 5% -10% đối với PP tiêu chuẩn). Nếu nhiệt độ của nòng máy đùn dao động bằng ± 3 ° C trên các phần, độ nhớt tan chảy sẽ thay đổi đáng kể, dẫn đến tốc độ xả không đồng đều. Khả năng thích ứng tốc độ cắt kém: TPU mềm (bờ A 60-80) có độ nhớt tan chảy thấp. Tốc độ vít quá cao (> 60 vòng / phút) có thể dễ dàng gây ra gãy xương tan (bề mặt vật liệu thô và nhăn). TPU cứng (bờ D 60-80) có độ nhớt nóng chảy cao, do đó tốc độ thấp (<30 vòng / phút) có thể dẫn đến không đủ dẻo, dẫn đến các hạt không bị hỏng trong tấm.
Tác động trực tiếp: Độ lệch độ dày của tấm vượt quá dung sai (độ lệch chấp nhận ≤ ± 0,05mm, thường vượt quá ± 0,1mm). Dấu chìm là phổ biến ở những khu vực có vật liệu quá dày, trong khi vỡ là phổ biến ở những khu vực mà vật liệu quá mỏng. Điều này làm cho tờ không phù hợp cho các ứng dụng chính xác cao như phim y tế. 2. Độ chính xác kiểm soát nhiệt độ cực cao là cần thiết để tránh suy giảm nhiệt và mất hiệu suất.
Khó khăn:
Máy đùn TPU Tờ máy đùn Có phạm vi ổn định nhiệt hẹp: Hầu hết các nhiệt độ xử lý TPU chỉ dao động từ 200 ° C đến 230 ° C. Nhiệt độ trên 240 ° C gây ra sự phá vỡ chuỗi phân tử (phân hủy liên kết urethane), giải phóng các khí như CO₂, dẫn đến "các hạt bị cháy" (các đốm đen nhỏ) trong tấm. Nhiệt độ dưới 190 ° C dẫn đến không đủ khả năng trôi chảy, ngăn chặn khoang chết, dẫn đến "thiếu hụt".
Khó khăn trong độ dốc nhiệt độ thùng rất khó: TPU đùn yêu cầu nghiêm ngặt "cho ăn ở nhiệt độ thấp-Độ dẻo nhiệt độ trung bình-Độ dốc đồng nhất ở nhiệt độ cao" (ví dụ: 180 ° C-190 ° C trong phần cho ăn, 200 ° C-210 ° C trong phần dẻo. Một chênh lệch độ dốc dưới 10 ° C dẫn đến dẻo không đều nhau; Một sự khác biệt độ dốc lớn hơn 30 ° C có thể dễ dàng dẫn đến quá trình quá nhiệt và suy thoái cục bộ. Tác động trực tiếp: Tính chất cơ học (như độ giãn dài khi bị phá vỡ) xấu đi, tốc độ thu hồi đàn hồi của TPU mềm giảm từ 90% xuống dưới 70% và độ cứng của TPU cứng giảm 5-10 độ. Bề mặt dễ bị vàng (gây ra bởi các sản phẩm suy thoái), ảnh hưởng đến ngoại hình.
Thứ ba, thiết bị lịch TPU: Thật khó để cân bằng chất lượng bề mặt và độ ổn định kích thước
Sau khi đùn, các tấm TPU phải được định hình (kiểm soát độ dày và độ phẳng) bằng hệ thống con lăn định. Tuy nhiên, TPU có hiệu ứng bộ nhớ đàn hồi mạnh (dễ bị bật lại sau khi làm mát) và tốc độ co ngót nhiệt cao (thường là 3%-5%, 2-3 lần so với PP). Điều này gây khó khăn cho việc đồng thời đạt được cả độ mịn bề mặt và độ chính xác kích thước trong quá trình lịch, đưa ra một thách thức sau khi đúc. Khó khăn 1: Phù hợp với nhiệt độ cuộn và áp suất của lịch.
Nếu nhiệt độ cuộn lịch quá thấp (<60 ° C), TPU tan chảy quá nhanh trên bề mặt cuộn và không thể tuân thủ hoàn toàn kết cấu bề mặt cuộn, dẫn đến bề mặt tấm mờ và mờ.
Nếu áp suất quá cao (> 15MPa), thì TPU mềm dễ bị "dư lượng dấu lăn" (kết cấu bề mặt cuộn được ép quá sâu), trong khi TPU cứng dễ bị "nứt ứng suất" ở các cạnh. Nếu áp suất quá thấp (<5MPa), bong bóng trong sự tan chảy không thể được loại bỏ, dẫn đến mật độ tấm không đều không đều đều không đều. Khó khăn 2: Xung đột giữa làm mát và co rút kích thước. Sau khi tấm TPU xuất hiện từ các con lăn lịch (ở nhiệt độ xấp xỉ 80 ° C đến 100 ° C), nó phải được làm mát nhanh đến dưới 40 ° C bằng "cụm con lăn làm mát". Tuy nhiên, việc làm mát quá nhanh có thể dẫn đến nồng độ ứng suất bên trong trong bảng, khiến nó dễ bị cong vênh (ví dụ: uốn cong lên của các cạnh) trong quá trình lưu trữ tiếp theo. Làm mát quá chậm (> 30 giây) khiến TPU tiếp tục co lại, dẫn đến độ lệch chiều tăng (ví dụ: co rút 2% đến 3% theo hướng dọc), khiến nó không phù hợp với việc cắt tiếp theo. Iv. Khả năng thích ứng của thiết bị TPU: Thiết bị nhựa thông thường yêu cầu sửa đổi mục tiêu
Thiết bị đúc tấm TPU không thể trực tiếp sử dụng thiết bị đùn PP/PE thông thường. Các thành phần cốt lõi phải được sửa đổi, nếu không, những khó khăn đã nói ở trên sẽ trở nên trầm trọng hơn. Điều này thể hiện một khó khăn ở cấp độ thiết bị ẩn:
Sửa đổi cấu trúc vít: Các ốc vít thông thường (như ốc vít gradient) có hiệu quả dẻo hóa thấp cho TPU và dễ bị quá nóng cục bộ. Chúng nên được thay thế bằng "ốc vít hàng rào" (với phần trộn bổ sung) để cải thiện tính đồng nhất hóa dẻo, nhưng sửa đổi này rất tốn kém (khoảng 50.000 đến 100.000 nhân dân tệ mỗi đơn vị).
Tối ưu hóa thiết kế khuôn: Các chết phẳng thông thường dễ bị "lưu giữ tan" tại cổng phóng điện (TPU vẫn ở các góc của khuôn trong một thời gian dài, dẫn đến suy thoái). Một "cái chết đầu ngư lôi" là cần thiết để giảm các vùng chết và khoảng cách khuôn phải được điều chỉnh chính xác (với độ chính xác là ± 0,01mm). Mặt khác, tính đồng nhất không thể đạt được đối với các tấm TPU mỏng (độ dày <0,1mm).
Kiểm soát rút tiền và cuộn dây: Các tấm TPU rất đàn hồi và "điều khiển căng thẳng liên tục" của các máy rút thông thường là không đủ. Nó dễ bị hỏng (dao động căng thẳng ± 5% sẽ khiến tấm trải dài và biến dạng) và cần được thay thế bằng "hệ thống lực kéo động cơ servo" bằng điều chỉnh thời gian thực của cảm biến căng thẳng. Khi cuộn dây, một "phương pháp cuộn dây bề mặt" cũng phải được áp dụng (để tránh các nếp nhăn cạnh do cuộn dây trung tâm), làm tăng đáng kể chi phí đầu tư thiết bị.
