?1、設(shè)備方面的因素
加熱裝置功率與控制精度
加熱功率過大:
tpu(熱塑性聚氨酯彈性體)加工設(shè)備的加熱系統(tǒng)功率如果配置過高,就容易使材料溫度上升過快。例如,在注塑加工tpu小部件時(shí),若加熱裝置功率較大,材料在料筒內(nèi)短時(shí)間內(nèi)吸收過多熱量,其溫度會(huì)迅速超過合適的加工范圍。這是因?yàn)?TPU 本身的熱敏感性,不需要過多的熱量就能達(dá)到加工溫度,大功率加熱會(huì)導(dǎo)致熱量供給過剩。
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溫控精度差:加工設(shè)備的溫控系統(tǒng)精度不足也是導(dǎo)致溫度過高的一個(gè)因素。如果溫度傳感器不準(zhǔn)確或者控制器的調(diào)節(jié)功能不佳,就不能精準(zhǔn)地控制溫度。比如,溫度傳感器出現(xiàn)偏差,實(shí)際溫度已經(jīng)達(dá)到設(shè)定值,但傳感器反饋的溫度低于設(shè)定值,加熱裝置就會(huì)繼續(xù)加熱,從而使 TPU 溫度過高。
設(shè)備的磨損與故障
加熱元件損壞:設(shè)備中的加熱元件(如加熱棒、加熱圈)出現(xiàn)故障,可能會(huì)導(dǎo)致異常加熱。例如,加熱棒的電阻絲斷裂后重新連接,可能會(huì)使局部加熱功率增大,不受控制地持續(xù)加熱,致使 TPU 加工溫度過高。而且,加熱元件長(zhǎng)期使用后的老化,也會(huì)使其加熱效率不穩(wěn)定,增加溫度過高的風(fēng)險(xiǎn)。
冷卻系統(tǒng)故障:冷卻系統(tǒng)對(duì)于 TPU 加工過程中的溫度控制至關(guān)重要。如果冷卻管道堵塞、冷卻介質(zhì)泄漏或者冷卻泵故障,就無法有效地帶走加工過程中產(chǎn)生的熱量。例如,注塑機(jī)的冷卻管道被雜物堵塞,會(huì)使模具溫度降不下來,TPU 在注射成型過程中與高溫模具接觸時(shí)間過長(zhǎng),吸收過多熱量,導(dǎo)致2、加工溫度過高。
加工工藝參數(shù)的因素
螺桿轉(zhuǎn)速與背壓
螺桿轉(zhuǎn)速過高:在 TPU 加工設(shè)備(如注塑機(jī)和擠出機(jī))中,螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)溫度有顯著影響。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速過快時(shí),TPU 材料在螺桿與機(jī)筒之間的摩擦?xí)眲≡黾?。這種摩擦生熱會(huì)使材料溫度迅速上升。例如,在擠出 TPU 薄膜時(shí),若螺桿轉(zhuǎn)速從正常的 40 - 60 轉(zhuǎn) / 分鐘提高到 80 - 100 轉(zhuǎn) / 分鐘,由于摩擦產(chǎn)生的熱量會(huì)使機(jī)筒內(nèi) TPU 的溫度升高 20 - 30℃左右,導(dǎo)致溫度過高。
背壓設(shè)置不當(dāng):背壓是指在 TPU 加工過程中,螺桿后退時(shí)受到的阻力。較高的背壓會(huì)使 TPU 材料在料筒內(nèi)受到更強(qiáng)烈的剪切作用,從而產(chǎn)生大量的摩擦熱。例如,在注塑精密 TPU 制品時(shí),若為了提高材料的塑化質(zhì)量而設(shè)置過高的背壓(如超過 10 - 15MPa),材料的剪切生熱現(xiàn)象會(huì)非常明顯,導(dǎo)致加工溫度升高。
注射或擠出速度
注射速度過快(注塑加工):在注塑 TPU 時(shí),注射速度如果太快,材料會(huì)在短時(shí)間內(nèi)大量注入模具型腔。這會(huì)產(chǎn)生較大的剪切力,根據(jù)能量守恒定律,剪切力做功會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能,使材料溫度升高。例如,當(dāng)注射速度比正常速度快一倍以上時(shí),TPU 材料內(nèi)部產(chǎn)生的熱量可能會(huì)使局部溫度升高 10 - 20℃,導(dǎo)致溫度過高。
擠出速度過快(擠出加工):在擠出 TPU 過程中,擠出速度過快會(huì)使材料在螺桿和機(jī)筒內(nèi)的摩擦加劇,同時(shí)也會(huì)減少材料在機(jī)筒內(nèi)停留的時(shí)間,使得熱量來不及均勻分布,容易造成局部溫度過高。例如,在高速擠出 TPU 管材時(shí),如果不根據(jù)材料特性合理調(diào)整擠出速度,就很容易出現(xiàn)溫度過高的情況。
3、材料本身的因素
TPU 材料的特性差異:不同品牌、不同配方的 TPU 材料,其熱穩(wěn)定性不同。有些 TPU 材料含有較多的熱敏性成分,在加工過程中更容易出現(xiàn)溫度過高的情況。例如,含有較多軟段成分(如聚酯或聚醚)的 TPU,這些軟段在高溫下可能會(huì)發(fā)生降解反應(yīng),導(dǎo)致溫度升高。而且,TPU 材料中的添加劑(如填充劑、潤滑劑等)也會(huì)影響其熱性能,某些添加劑可能會(huì)降低材料的熱傳導(dǎo)性,使熱量在材料內(nèi)部積聚,引起溫度過高。
材料的初始溫度與含水量:TPU 材料在進(jìn)入加工設(shè)備前的初始溫度較高,會(huì)使加工過程中更容易達(dá)到過高的溫度。例如,在高溫環(huán)境下儲(chǔ)存的 TPU 原料,其初始溫度比正常溫度高很多,若直接用于加工,就容易出現(xiàn)溫度過高的問題。另外,TPU 材料的含水量過高也會(huì)影響加工溫度。在加工過程中,水分蒸發(fā)會(huì)吸收熱量,但當(dāng)水分含量過高時(shí),水分蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽可能會(huì)在材料內(nèi)部形成高壓環(huán)境,導(dǎo)致局部過熱,同時(shí)也會(huì)影響材料的塑化效果。