Comment résoudre le problème du jaunissement lors de l’extrusion de tuyaux en PVC ?

Décoloration des tuyaux en PVC lors de l'extrusion : Principe + Séquence de dépannage + Solutions

La ligne de production de tuyaux en PVC Yongte est structurellement optimisée pour résoudre le problème courant de décoloration lors de l'extrusion de tuyaux en PVC. Le canal d'écoulement à vis présente des transitions arrondies pour minimiser la stagnation du matériau dans les zones mortes, empêchant ainsi efficacement la rétention, la dégradation ou la décoloration localisée du matériau. L'équipement est également équipé d'un système indépendant de contrôle de la température de refroidissement de la vis qui permet une régulation précise de la température, empêchant ainsi la surchauffe du matériau interne causée par la chaleur de friction accumulée dans la vis. Lorsqu'il est associé au module intégré de surveillance de la température en ligne pour la ligne de production, ce système peut collecter des données de température en temps réel de chaque section du canon et de la tête, détecter rapidement les anomalies telles que la dérive du thermocouple ou la surchauffe localisée, et aider le personnel de production à identifier rapidement les causes profondes de la décoloration, réduisant ainsi les temps d'arrêt de production associés à ce problème.

La cause première du jaunissement du PVC : le chauffage ou la contrainte de cisaillement induit la libération de HCl du PVC, conduisant à la formation de doubles liaisons conjuguées ; ce HCl accélère alors la dégradation (décomposition de type fermeture éclair) ; pour les systèmes calcium-zinc, il faut veiller à éviter la brûlure du zinc (la forte décomposition catalytique du ZnCl₂). Approche de diagnostic rapide : le jaunissement global uniforme est généralement dû à des problèmes liés à la température, aux stabilisants ou au temps de séjour ; des stries jaunes ou un jaunissement localisé indiquent une accumulation de matière dans le moule ou au niveau de la zone morte des vis ; le jaunissement après démarrage ou arrêt est dû à la rétention de matière dans la zone de chauffage, entraînant une dégradation.

I. Ajustement des processus (donner la priorité aux ajustements des processus – ceux-ci impliquent les modifications les moins coûteuses)

1. Contrôle de la température (le plus courant)

Référence de la zone d'extrusion du PVC-U rigide : Température de la filière : 155–170°C ; Température tête/moule : 165–175 °C ; Il est strictement interdit que la température du moule dépasse 180°C pendant des périodes prolongées.

1. Réduisez progressivement les températures du corps, de la bride et de la matrice ; donner la priorité à l’abaissement de la température de la filière et de la tête de filière (car la filière est la plus susceptible à l’accumulation de matériaux et à la surchauffe).

2. Vérifiez le thermocouple et le serpentin de chauffage : la dérive du thermocouple peut faire paraître la température affichée normale alors que la température locale réelle peut être élevée ; inspectez le ventilateur de refroidissement.

3. Circuit d'huile de refroidissement des vis : défaillance du refroidissement interne de la vis, accumulation de chaleur de friction et surchauffe interne du matériau (qui apparaît jauni) : ces phénomènes sont souvent facilement négligés.

2. Taux de cisaillement et temps de séjour

1. Réduisez la vitesse du moteur principal, augmentez de manière appropriée le taux d'alimentation, minimisez le chauffage par cisaillement et raccourcissez le temps de séjour du matériau ; plus la vitesse de rotation est élevée, plus l'échauffement par cisaillement est important.

2. Ne laissez pas la machine inutilisée pendant de longues périodes ; à l'arrêt du fonctionnement, le bac à matériaux doit être vidé. Il est strictement interdit de laisser du matériel emprisonné à l’intérieur du bac chaud de la machine – le laisser là pendant quelques minutes seulement entraînerait la dégradation du matériau et son jaunissement.

3. Contrôle du ratio de matériaux recyclés : Étant donné que les matériaux recyclés subissent plusieurs cycles de chauffage, ce qui augmente la consommation de stabilisants, il est recommandé que la teneur en matériaux recyclés soit ≤ 15 % ; le matériau recyclé doit être tamisé pour éliminer les particules de coke ; des quantités excessives de matériaux recyclés peuvent provoquer un jaunissement continu.

3. Étape de mélange (souvent négligée par de nombreux fabricants)

· La température finale de mélange ne doit pas être excessivement élevée (généralement 110-120°C) et le temps de mélange ne doit pas être trop long ; la température de décharge après mélange à froid doit être ≤50°C.

· Un refroidissement insuffisant du composé mélangé à chaud entraîne une dégradation prématurée du stabilisant, rendant le produit extrudé sujet au jaunissement ; l'absorption d'humidité par le carbonate de calcium peut également interférer avec les systèmes plastifiants et stabilisants.

II. Optimisation de la formule (lorsque le produit reste jaune après ajustement du processus, ajustez ensuite la formule)

1. Stabilisateur thermique (noyau)

· Système au sel de plomb : augmentez la quantité de stabilisant et sélectionnez un degré de stabilité thermique de longue durée.

· Système calcium-zinc : évitez de simplement ajouter un excès de sels de zinc, car cela pourrait entraîner une brûlure du zinc ; se combiner avec des stabilisants auxiliaires (polyols, β-dicétones, hydrotalcite) pour complexer ZnCl₂ et inhiber la dégradation catalytique ; ajouter une petite quantité d'antioxydant phénol encombré (1010).

Jaunissement soudain après un changement de lot de stabilisant – déterminez en priorité si la qualité du stabilisant ou sa teneur efficace est insuffisante.

2. Balance de lubrification (Très haute fréquence ! Le liquide peut également jaunir si le stabilisateur est insuffisant)

Lubrification externe insuffisante : les matériaux adhèrent aux surfaces métalliques, plastification excessive, contrainte de cisaillement accrue – entraînant un jaunissement et une fragilité du tuyau ; lubrification externe excessive : mauvaise plastification, surface de la paroi intérieure rugueuse.

· Lubrification interne (acide stéarique, esters) : réduit la friction interne au sein de la masse fondue ; Lubrification externe (cire PE, cire oxydée) : empêche la matière fondue d'adhérer aux surfaces métalliques des vis ou des matrices.

· Le système calcium-zinc est plus sensible aux conditions de lubrification ; les paramètres de glissement internes et externes doivent être correctement adaptés – il ne suffit pas de simplement ajuster le stabilisateur.

3. Charge et pigment

· Carbonate de calcium : utilisez de la poudre de calcium contenant de faibles niveaux de métaux lourds et une faible teneur en fer ; les ions fer peuvent catalyser la dégradation du PVC ; la poudre de calcium doit être séchée si elle devient humide.

· Dioxyde de titane : Pour les systèmes d'approvisionnement en eau ou les applications de tuyauterie extérieure – utilisez du rutile-TiO₂, qui offre une excellente résistance aux intempéries ; l'anatase-TiO₂ est sensible au vieillissement photo-induit et peut jaunir avec le temps ; une teneur insuffisante en dioxyde de titane entraîne une mauvaise blancheur et un aspect visuellement jaunâtre.

· Agents blanchissants fluorescents : Ce sont des agents visuels complémentaires qui ne répondent pas à la problématique de la dégradation thermique en elle-même ; ils améliorent seulement la blancheur de la surface et ne peuvent remplacer les stabilisants.

III. Équipement et nettoyage (Focus sur le jaunissement rayé et le jaunissement intermittent)

1. Vis, barillet, navette de dérivation et zones mortes de matrice : effectuez le démontage et l'inspection à l'arrêt pour éliminer les dépôts de carbone et de coke accumulés ; la matière stagnante sera continuellement entraînée dans la masse fondue, formant des lignes ou des bandes jaunes.

2. Usure des vis : l'augmentation du jeu vis/cylindre entraîne une recirculation du matériau, un temps de séjour prolongé et une dégradation thermique répétée ; une usure importante nécessite la réparation ou le remplacement de la vis.

3. Impuretés métalliques : limaille de fer ou rouille mélangée au canon ; les ions métalliques catalysent la décomposition du PVC ; le système de mélange doit être équipé d'un processus d'élimination du fer.

IV. Procédure de dépannage rapide (séquence opérationnelle sur site)

1. Observez le motif de jaunissement : jaune uniforme → processus de fabrication/additif conservateur ; rayures jaunes → rétention de matière due à la vis du moule ; jaunissement au démarrage ou à l'arrêt → problème lié au temps de rétention du matériau

2. Vérification de la température : confirmez si le système de refroidissement du thermocouple et de la vis fonctionne correctement ; effectuez un essai en réduisant légèrement la température de la tête de la machine.

3. Réduisez la vitesse du moteur principal, maintenez une alimentation stable et minimisez la chaleur de cisaillement.

4. Nettoyez la vis et la tête de filière des résidus de coke.

5. Vérifiez le taux d'ajout de matériaux de recyclage ; suspendre temporairement la vérification de la production d'essai de matériaux de recyclage.

6. Vérifiez le processus de mélange froid-chaud et la teneur en humidité de la poudre de calcium.

7. Ajustement final de la formulation du stabilisateur et du système de lubrification

V. Pièges et avertissements courants

1. Même lorsque des stabilisants supplémentaires sont ajoutés, le lubrifiant devient toujours jaune en raison d'un déséquilibre ; augmenter aveuglément la quantité de sels de zinc dans la formulation calcium-zinc peut entraîner un blanchiment à court terme, suivi d'un noircissement de la couche de zinc au fil du temps.

2. Les agents blanchissants fluorescents assurent simplement un masquage visuel et ne peuvent pas empêcher la dégradation thermique du PVC ; l'extrusion à haute température entraînera toujours une décomposition.

3. Un taux de compression de matrice inapproprié ou des zones mortes du canal d'écoulement peuvent provoquer une stagnation localisée du matériau, conduisant à l'apparition persistante d'une ligne jaune.