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1、聚乙烯颗粒外观不合格原因分析及对策聚乙烯颗粒外观不合格原因分析及对策工艺技术扬子石油化工 2005.2O(3)聚乙烯颗粒外观不合格原因分析及对策徐恭银(扬子石油化工股份有限公司塑料厂)摘要:聚乙烯颗粒外观质量直接影响产品的二次加工,分析了造成颗粒外观质量不合格的原因.提出了相应的对策.指出只要从管理人手,通过提高操作人员对造成颗粒不合格因素的判断和处理能力,运用科学技术的力量克服和避免生产上的薄弱环节,就能有效地提高聚乙烯颗粒产品外观质量.关键词:聚乙烯颗粒混炼造粒形状颜色对策扬子石油化工股份有限公司塑料厂现有 4条聚乙烯(PE)生产线,PE 树脂除特殊要求外,均混炼造粒成颗粒产品.这不仅有利
2、于去除产品中残余的催化剂活性和有害成分,保持产品质量稳定,提高和改善产品的性能.还有利于包装运输,减少粉尘,保护环境.在混炼造粒过程中若操作控制不当,会造成产品氧化降解,颗粒变色以及形状不规整,不整齐等外观质量问题,影响产品的二次加工和后加工产品质量.因此,外观质量合格的 PE 颗粒不仅是客户的要求,也是控制产品质量的重要方面.下面就影响颗粒外观质量的因素进行分析,探讨.1PIE 颗粒外观质量及不合格现象的分类扬子石油化工股份有限公司塑料厂聚乙烯车间 4 条造粒生产线均为水下切粒方式,颗粒外观质量基本一致.表 1 为 PE 颗粒外观质量技术参数.表 1PE 颗粒外观质量技术参数类别标准及要求外
3、观圆柱形;直径.0mm;长度 2.53.5mm颜色均匀的半透明白色,无味色粒含量优级品5 个 kg;一级品 510 个/kg;合格品 102O 个/kg杂质含量优级品2O 个/kg;一级品 2O4O 个/kg;合格品 4O6O 个/kg2PIE 颗粒形状不合格原因分析及对策PE 颗粒外观不合格有整体过大,过小,薄片及不整齐,不规整等.2.1 颗粒整体过大和部分过大生产操作中切粒机转速过低形成的 PE 颗粒就长,在升高转速后仍有部分大颗粒存在,说明有断刀现象.随断刀数量增加,大颗粒长度,数量相应增加,高熔体流动速率和混炼过度的树脂因流动性好尤为明显,严重时可能造成管线堵塞.2.2 小颗粒和碎屑与
4、薄片产生原因有二:一是切粒机转速高,形成颗粒较小,过高则成薄片,碎屑;二是低负荷生产时由于单位时间通过造粒机树脂量减少,而大型造粒机组因其自身联锁和 ESD(紧急停车系统)保护,某些操作控制不能相应降低.如切粒机转速,颗粒冷却水流量等不能相应降低,否则会联锁停车,因而产生的颗粒整体形状小或薄片,碎屑.2.3 颗粒不整齐PE 颗粒外形应大小基本相等,由于造粒机部分模孔发生堵塞,使 PE 树脂不能均匀挤出,切成的颗粒呈大小不均现象,造成模孔堵塞有模板温度,系统平稳与纯净,颗粒冷却水温度及供给时间和操作质量等多方面原因.汇总 PE 颗粒外观不合格现象可分为:形状三囊:不合格,颜色不合格.料厂聚乙烯车
5、间,一直从事聚乙烯生产工作.?8?扬子石油化工 2005 年第 2O 卷第 3 期2.4 颗粒不规整和粘结合格 PE 颗粒呈圆柱形,生产中 PE 树脂混炼过度或生产高熔体流动速率产品时,挤出的物料被切成颗粒未及时冷却成形,或颗粒冷却水温度高,冷却不足,颗粒形状发生改变,使颗粒形状不规整,另一不规整现象在切刀和模板出现缺口,凹槽,划痕等缺陷时,则产生带尾颗粒.颗粒粘结是因为切成颗粒未被及时冷却或被颗粒冷却水带走,数个粘结在一起.如果开车时切刀轴颗粒冷却水未通,在切粒时就发生粘结,形成一团后被离心力甩出.2.5 絮状物和塑化片与拉丝产生的主要原因为切刀模板之间距离大(大于 0.2mm),不平行及切
6、刀与模板自身缺陷和操作控制不当.虽然絮状物,塑化片和拉丝均不会进入产品中,但危害很大,若处理措施不恰当,易造成频繁停车.严重影响生产并产生较多的残次产品.2.6 颗粒形状不合格的处理与对策归纳造成颗粒形状不合格主要原因是设备的维护保养和操作不当两方面引起.表 2 为 PE颗粒形状不合格现象的判断处理.3PE 颗粒的颜色不合格原因分析及对策合格 PE 颗粒呈均匀的半透明白色,生产上操作控制不当或被污染,自身氧化等易产生乳白色,黄色,黑色或带黑点的颗粒.3.1 乳白色颗粒操作和控制不当使颗粒中含粉末或气泡而呈乳白色.PE 粉末混炼效果不好,在还未完全熔融时便被挤出,使切成的颗粒中含有粉末.形成气泡
7、原因有:粉末含湿量高,混炼造粒时溶剂溶解在树脂中或系统压力高,氮气或空气未及时放空而溶入树脂,产生含烃类和含氮气或空气气泡.3.2 黑色或带有黑点颗粒PE 树脂混炼熔融后粘附在器壁上,高温下发生氧化,降解,发黄,碳化,经物料碰撞,粘附而进入物料中,产生黑色或带有黑点的颗粒,此现象可能伴随生产始终.造粒机组加热状态下长时间待料,机内残留的树脂氧化,降解,变黄,变黑.开车前清扫绞动不充分,生产初期会产生黄,黑色颗粒.生产中处理混炼机下料口挂料,堵塞时,动火作业产生的烟灰,残渣污染产生了黑色颗粒.表 2PE 颗粒形状不合格现象的判断与处理3.3 黄色颗粒产生黄色颗粒主要有三方面原因:一是黄色杂质污染
8、.如:润滑油,密封油泄漏;二是控制不当,操作温度过高.系统密封保护不好.使树脂氧化变色;三是添加剂问题.目前,生产 PE 树脂均采用高效催化剂或引发剂形成无脱灰工艺,使催化剂或引发剂残留在物料中,在光,辐射和紫外线等条件下,引发或参与化学反应,造成产品2005 年第 2O 卷第 3 期徐恭银.聚乙烯颗粒外观不合格原因分析及对策?9?氧化,交链,降解.因此,为保证产品质量在混炼造粒时均要添加一定量的稳定剂(如:抗氧剂,卤素吸收剂,增白剂等),但是选择和添加不当亦会造成颗粒变黄.3.4 选择与添加稳定剂几点建议添加稳定剂对产品质量,性能影响很大,在专用料生产上更为明显,其加入量,稳定性,兼容性等决
9、定使用效果.a)加入量.产品的牌号与生产负荷决定稳定剂配方和使用量.添加量大会增加 PE 产品灰分含量,添加量小达不到使用效果,采用高效和高性能的稳定剂,对提高和改善产品质量性能有利.b)稳定性.抗氧化性能稳定剂作用最为重要,但有些受热后易发黄,发臭,因此,颗粒产品有异味肯定与稳定剂有关,所以在高温的混炼造粒过程中不宜选用受热分解的稳定剂.c)兼容性.作用与用途不同的稳定剂和目前厂商推出众多复合配方稳定剂,选用时均应考虑其兼容性,避免造成添加剂之间发生反应或不能有效与 PE 树脂相容而达不到预期效果.d)安全性.为满足市场需求生产的专用料产品,不仅添加常用稳定剂,还需添加根据产品用途的功能性助
10、剂.如电线电缆料要添加使有害金属离子处于稳定状态的金属钝化剂,生产与日常生活相关的高强度薄膜料和中,小容器料等则应添加光稳定剂,抗菌剂等,配方选择应在考虑颗粒产品外观质量的同时还应充分的兼顾后加工制品的安全性,确保制品是无毒或低毒的,因此安全性在稳定剂的选用时应给予足够的重视.e)水稳定剂.它具有去除 PE 树脂中残余催化剂活性和增白作用,加入量应根据生产的牌号,负荷等作相应调整,过少达不到去活效果,过多则使颗粒产生气泡.3.5 颗粒变色的处理与对策总结颗粒变色的原因可分为外界杂质污染和自身氧化两大类.封闭并有氮气保护的生产系统,外界杂质直接侵入可能性很小,只有随原料,添加剂等进入,判断和处理
11、比较容易;氧化造成变色与工艺技术和操作不当有关,处理难度则较大,须找出原因才能正确处理.表 3 为颗粒颜色不合格现象的判断与处理.表 3 颗粒颜色不合格现象的判断与处理4 结论综上所述,影响 PE 颗粒外观质量因素很多,主要有人,设备,技术和管理等,要具体分析,正确处理.所有与生产相关的活动,都是依靠人来管理和控制的,因此,要充分考虑人的影响因素.操作人员既是 PE 颗粒的生产者,也是其外观质量的检验把关者.因为操作人员目测就可判断颗粒外观质量的优劣,在线调节处置,可避免反馈时间造成大量不合格颗粒.虽然方法简便,但是主观因素多,控制方法因人而异,结果也不尽相同.所以,应把提高操作人员的操作技术,充分发挥其积极性和主动性作为提高产品质量的重要工作.随着管理水平的上升;员工素质的提高;工艺技术的逐步完善;同时准确掌握设备运行维护周期,杜绝带故障运行;PE 颗粒产品外观不合格现象是完全可以得到有效控制的.(审稿编委:阚林高级工程师)
