Schlüsselelementsteuerung im Rotationsformprozess von Polyethylen

1. Trennmittel
Während der Erhitzungsphase des Rotationsformprozesses kommt es aufgrund der Oberflächenoxidation zu chemischen oder physikalischen Bindungen an der Schnittstelle zwischen dem Polyethylenpulver oder der Polyethylenschmelze und der Innenfläche der Form. Wenn sich auf der Innenfläche der Form lokale Defekte befinden, fließt die Polyethylenschmelze in diese Defekte und bildet eine lokale Einbettung. Dies erschwert das Entfernen des Produkts aus der Form nach dem Abkühlen. Um die oben genannte Situation zu vermeiden, ist es notwendig, eine Schicht aus hitzestabilem Material auf die Innenfläche der Form aufzutragen, um ein Anhaften zu verhindern. Diese Art von Material wird als Trennmittel bezeichnet. Es gibt viele Arten von industriellen Trennmitteln. Das Rotationsformverfahren von Polyethylen stellt hohe Anforderungen an Trennmittel, vor allem an die Hitzebeständigkeit. Öle, Wachse und Silikonöle sind häufig verwendete Trennmittel, müssen jedoch vor jeder Fütterung einmal aufgetragen werden und werden daher als Einweg-Trennmittel bezeichnet. Diese Art von Trennmittel ist kostengünstig und hat eine gute Entformungswirkung, kann jedoch leicht an die Oberfläche des Produkts wandern und dessen Oberflächeneigenschaften beeinträchtigen. Vernetztes Siloxan ist ein semipermanentes Trennmittel. Es erfordert keine häufige Anwendung, wandert nicht, wird nicht durch Temperaturänderungen beeinflusst und hat eine gute Entformungswirkung, die Kosten sind jedoch hoch.
Durch das Zusammenfügen einer dünnen Schicht Polytetrafluorethylen auf der Oberfläche des Formhohlraums (wie bei einer handelsüblichen Antihaftpfanne) kann ein dauerhafter Entformungseffekt erzielt werden. Polytetrafluorethylen ist ein permanentes Entformungsmittel.
2. Temperaturregelung
Beim Rotationsformverfahren von Polyethylen gibt es ein besonderes Phänomen: Während des Pulverschmelzprozesses bildet die zwischen den Pulverpartikeln eingeschlossene Luft Blasen, und im weiteren Verlauf des Erhitzungsprozesses verschwinden diese Blasen. Weitere Untersuchungen zeigen, dass das Verschwinden dieser Blasen nicht auf ihre Bewegung zur freien Oberfläche der Schmelze unter Auftriebswirkung zurückzuführen ist, sondern darauf, dass die Luft in den Blasen allmählich in die geschmolzene Kunststoffschmelze übergeht. Experimente zeigen, dass sich bei einem Temperaturanstieg auf 150°C Blasen unterschiedlicher Größe in der Polyethylenschmelze bilden. Aufgrund der hohen Viskosität der Polyethylenschmelze reicht der Auftrieb der Blasen nicht aus, um die Blasen an die freie Oberfläche zu drücken. Wenn die Temperatur auf 200°C steigt, verschwinden alle Blasen. Daher ist für das Rotationsformen von Polyethylen die wissenschaftliche Steuerung des Heizprozesses von großer Bedeutung, um Blasen in Polyethylenprodukten zu beseitigen und die Produktqualität zu verbessern. Denn die Heizzeit beim Rotationsformen ist manchmal länger, insbesondere wenn die Wand des Produkts dicker ist. Es kann eine halbe bis mehr als eine Stunde dauern. Zu diesem Zeitpunkt sind Maßnahmen erforderlich, um die thermische Oxidation des Materials und die Verschlechterung der Materialeigenschaften während des Erhitzungsprozesses zu verhindern. Normalerweise werden Polyethylenkunststoffen Antioxidantien zugesetzt, um den Zweck der Vorbeugung zu erreichen. Wenn das Polyethylenmaterial jedoch auf eine zu hohe Temperatur erhitzt wird oder die Heizzeit zu lang ist, kann das Antioxidans die Oxidation des Materials nicht verhindern. Wenn die Produktdicke groß ist und über einen längeren Zeitraum erhitzt werden muss, muss die Heiztemperatur gesenkt werden. Wenn die Heizzeit durch eine Erhöhung der Temperatur verkürzt wird, können die Blasen zurückgehalten werden, da die Luft in den Blasen keine Zeit hat, zu verschwinden. Wenn der Polyethylen-Kunststoff in einen geschmolzenen Zustand erhitzt wird, durchläuft das Material einen Prozess der Umwandlung von einem kristallinen Zustand in eine Schmelze, was genau passiert, wenn die Polyethylenpartikel zu schmelzen und weich zu werden beginnen. Es erscheint in einer Materialschicht, die die Innenwand der Form berührt und eine gleichmäßige Schicht aus geschmolzenem Material bildet. Anschließend dehnt es sich allmählich bis zur Innenschicht aus, bis der gesamte Querschnitt vollständig in eine Kunststoffschmelze umgewandelt ist. Der nächste Schritt besteht darin, weiter zu erhitzen, damit die Blasen allmählich verschwinden. Die Temperaturregelung und die Zeitregelung dieses Prozesses müssen angepasst werden.
3. Kühlprozess
Während des Abkühlvorgangs sinkt die Temperatur der Polyethylenschmelze von 200 ° °C auf nahezu Raumtemperatur und die Moleküle des Polyethylens wechseln von einem ungeordneten Zustand in einen geordneteren kristallinen Zustand. Der Kristallisationsprozess dauert eine gewisse Zeit und die Kristallisationsgeschwindigkeit hängt von der Viskosität der Polyethylenschmelze ab. Wenn die Polyethylenschmelze schnell abgekühlt wird, steigt die Viskosität der Polyethylenschmelze schnell an, was das Wachstum ihrer Kristalle behindert und die Kristallinität des Polyethylens beeinflusst. Wenn die Kristallinität unterschiedlich ist, ist die Dichte des Polyethylenprodukts unterschiedlich und auch die physikalischen Eigenschaften sind unterschiedlich. Daher weisen die schnell abgekühlten rotationsgeformten Polyethylenprodukte eine geringere Dichte auf, während die langsam abgekühlten Produkte eine höhere Dichte aufweisen. Je langsamer das Produkt abkühlt, desto länger ist natürlich sein Produktionszyklus und desto höher sind die Kosten. Das für die Rotationsformproduktion selbst verwendete Polyethylenpulver weist eine bestimmte Dichte auf, die vom Hersteller des Materials bestimmt wird. Nach der Rotationsformungsproduktion ändert sich die Dichte der rotationsgeformten Polyethylenprodukte jedoch aufgrund unterschiedlicher Abkühlgeschwindigkeiten bis zu einem gewissen Grad.