圖1 被氧化的樹脂不僅產(chǎn)生黑斑，還會(huì)引起HDPE瓶的破裂
對(duì)于吹塑成型的HDPE制品而言，氧化帶來(lái)的缺陷不可小覷。從設(shè)備的啟動(dòng)到關(guān)機(jī)，從操作運(yùn)行到維護(hù)保養(yǎng)，甚至是材料的造粒過(guò)程，都會(huì)給氧化以可乘之機(jī)。避免氧化對(duì)制品的危害，每一步都很關(guān)鍵。
對(duì)于HDPE制品的吹塑成型商而言，每周一的早晨習(xí)慣要做的第一件事情，就是將設(shè)備中的殘余物料清理掉。一般，清理的這些殘余物料主要是被氧化的樹脂，包括：灼燒、凝膠、黃化、褐斑或黑斑等。通常，人們都希望能有更多的樹脂可被重新利用，但大多數(shù)的殘余物料卻是廢料。這顯然意味著材料、能源和金錢的浪費(fèi)。
問(wèn)題的本質(zhì)
與其他有機(jī)材料一樣，HDPE在過(guò)熱的情況下會(huì)燒焦變黑。一旦氧化，焦?fàn)畹娜垠w就會(huì)粘附在型腔的金屬壁上，這將導(dǎo)致更多樹脂的氧化，甚至燃燒。因此，首先必須防止最初氧化的發(fā)生。
吹塑成型的一個(gè)特點(diǎn)是再生料的使用，這與其他生產(chǎn)工藝有所不同，由于生產(chǎn)中一般會(huì)添加35％的再生料，因此吹塑級(jí)別的HDPE更需要使用穩(wěn)定劑來(lái)防止樹脂的氧化。但是，如果操作不當(dāng)，就會(huì)使抗氧劑失去作用，從而導(dǎo)致灼燒。圖1 所示的瓶子破裂就是由灼燒引起的。雖然可以采用檢漏儀檢測(cè)出這類廢品，但有些已進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)的產(chǎn)品仍會(huì)有類似的問(wèn)題出現(xiàn)。對(duì)此，應(yīng)采用專門的監(jiān)控技術(shù)和加工程序來(lái)予以避免。
操作程序
由于冷卻時(shí)間決定了產(chǎn)品成型周期的長(zhǎng)短，因此出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，人們都希望以盡可能少的熱量來(lái)使樹脂熔融，從而縮短冷卻時(shí)間。同時(shí)，熔融溫度的降低還有助于防止樹脂的氧化。
但是，一些限制因素往往使人不能如愿。例如，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)過(guò)大的電流以及過(guò)高的熱壓等。同時(shí)，太低的熔融溫度會(huì)導(dǎo)致一些缺陷的出現(xiàn)，如水紋及熔接痕等。此外，對(duì)制品表面的光澤度要求以及邊角處的充滿性問(wèn)題等，都要求熔體具有良好的流動(dòng)性，這些也限制了熔體溫度的降低。
圖2 加工者必須注意，過(guò)長(zhǎng)的機(jī)器閑置時(shí)間會(huì)導(dǎo)致殘留在熱機(jī)筒或機(jī)頭內(nèi)的HDPE發(fā)生氧化，甚至燃燒
除了受外部加熱器的加熱外，來(lái)自機(jī)器內(nèi)部的剪切力也會(huì)使熔體的溫度升高。為了使剪切熱最小化，應(yīng)盡可能地降低機(jī)器的合模壓力以及往復(fù)式螺桿單元的背壓。
此外，還有一種可能導(dǎo)致氧化的情況：晚上下班離開前，沒(méi)有關(guān)掉加熱系統(tǒng)，并且也沒(méi)有及時(shí)清理機(jī)器，從而導(dǎo)致機(jī)器中殘留的樹脂被氧化，如圖2所示。
啟動(dòng)和保養(yǎng)
一般，35lb（15.9kg）或50lb（22.7kg）重的機(jī)頭不會(huì)像120mm或150mm的擠出機(jī)那樣快速達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，那么為什么兩者要同時(shí)開始加熱呢？因?yàn)樵跈C(jī)頭預(yù)熱時(shí)，物料已經(jīng)在擠出機(jī)中熔融了。
或者，在設(shè)定擠出機(jī)溫度時(shí)，可以采取兩個(gè)步驟。一旦達(dá)到操作溫度的要求，就快速啟動(dòng)機(jī)器。如果不能馬上開始成型加工，就要對(duì)機(jī)器進(jìn)行周期性的清理，以保證機(jī)筒和機(jī)頭內(nèi)的樹脂的純度。
此外，還應(yīng)保證溫度控制器的準(zhǔn)確性。如果機(jī)筒內(nèi)裝有冷卻系統(tǒng)，必須確保其正常工作。同時(shí)，要注意螺桿和機(jī)筒的磨損情況，并記錄好每臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)日志。一般，過(guò)度磨損的螺桿會(huì)產(chǎn)生逆流，因此要輸送同量的熔體就需要更大的轉(zhuǎn)速，由此便產(chǎn)生了大量的局部剪切熱。局部溫度過(guò)高是由磨損螺桿引發(fā)的一個(gè)常見問(wèn)題，它會(huì)導(dǎo)致樹脂的燃燒。
如果需要將螺桿卸下進(jìn)行維修保養(yǎng)，一定要記錄好螺桿的直徑。在此，有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法可以檢查機(jī)筒的磨損情況，即采用一個(gè)比機(jī)筒內(nèi)徑稍小的柱形物體，在其一端打上強(qiáng)光。
圖3 在將粒料加入到吹塑機(jī)中以前，需要確認(rèn)它們沒(méi)有氧化
當(dāng)該圓柱體在機(jī)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，周圍任何可見的漏光都表明機(jī)筒有磨損。此外，機(jī)頭的磨損情況也需要格外注意，必要時(shí)需將其拆下來(lái)清洗。注意不要使用鋼絲刷清潔機(jī)頭，以避免損傷精密配件及拋光面等。
可靠的關(guān)機(jī)
停工時(shí)，操作者通常是直接切斷機(jī)器的電源，然后就離開了。這是一件非常糟糕的事情。雖然添加了抗氧劑的吹塑級(jí)別的樹脂穩(wěn)定性較好，但是，在加熱狀態(tài)下，抗氧劑會(huì)逐漸消耗掉。特別是對(duì)于再生料，在多次加熱后，其穩(wěn)定性遠(yuǎn)不如純樹脂。因此，在關(guān)機(jī)前，應(yīng)該停止加入再生料，只加入純樹脂即可。
使用色母粒的情況也同樣如此。一般，色母粒的載體樹脂與吹塑級(jí)別的樹脂的抗氧能力完全不同，例如，常用作載體樹脂的薄膜級(jí)樹脂，其抗氧性能就較差。因此，也應(yīng)在關(guān)機(jī)前停止此類材料的加入。
如果可能，可使停機(jī)狀態(tài)下的溫度降低50~75℉（28~42℃），同時(shí)打開冷卻系統(tǒng)。此外，可在較低的轉(zhuǎn)速下清潔機(jī)器，以消除生產(chǎn)系統(tǒng)中潛藏的熱量，但需要注意的是，要時(shí)刻觀察擠出機(jī)上的安培表，防止驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的過(guò)載。
當(dāng)溫度降到比工作溫度低100℉（約56℃）時(shí)就可以完全冷卻了。通常，半流動(dòng)狀態(tài)的熔體可堵塞住氧氣的入口，特別是在機(jī)頭部位。一旦機(jī)頭變冷，樹脂凝固收縮，就會(huì)產(chǎn)生氣體通道，使氧氣流入。當(dāng)溫度再次升高時(shí)，便導(dǎo)致了氧化問(wèn)題的出現(xiàn)。因此，在冷卻前，應(yīng)確保機(jī)頭和螺桿處充滿樹脂以防止空氣的進(jìn)入，或者使用瓶胚控制器也可以封住機(jī)頭間隙。
最后還需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，氧化不只是發(fā)生在吹塑過(guò)程中。實(shí)際上，在造粒的過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)樹脂的氧化。因此在加入樹脂進(jìn)行加工前，就需要對(duì)其進(jìn)行檢查（如圖3所示）。另外，對(duì)于含有黑斑或樹脂降解的不合格制品，請(qǐng)不要再回收使用，否則這些缺陷會(huì)在下一批制品中出現(xiàn)。
