1、设备方面的因素
加热装置功率与控制精度
加热功率过大:
tpu(热塑性聚氨酯弹性体)加工设备的加热系统功率如果配置过高,就容易使材料温度上升过快。例如,在注塑加工tpu小部件时,若加热装置功率较大,材料在料筒内短时间内吸收过多热量,其温度会迅速超过合适的加工范围。这是因为 TPU 本身的热敏感性,不需要过多的热量就能达到加工温度,大功率加热会导致热量供给过剩。
温控精度差:加工设备的温控系统精度不足也是导致温度过高的一个因素。如果温度传感器不准确或者控制器的调节功能不佳,就不能精准地控制温度。比如,温度传感器出现偏差,实际温度已经达到设定值,但传感器反馈的温度低于设定值,加热装置就会继续加热,从而使 TPU 温度过高。
设备的磨损与故障
加热元件损坏:设备中的加热元件(如加热棒、加热圈)出现故障,可能会导致异常加热。例如,加热棒的电阻丝断裂后重新连接,可能会使局部加热功率增大,不受控制地持续加热,致使 TPU 加工温度过高。而且,加热元件长期使用后的老化,也会使其加热效率不稳定,增加温度过高的风险。
冷却系统故障:冷却系统对于 TPU 加工过程中的温度控制至关重要。如果冷却管道堵塞、冷却介质泄漏或者冷却泵故障,就无法有效地带走加工过程中产生的热量。例如,注塑机的冷却管道被杂物堵塞,会使模具温度降不下来,TPU 在注射成型过程中与高温模具接触时间过长,吸收过多热量,导致2、加工温度过高。
加工工艺参数的因素
螺杆转速与背压
螺杆转速过高:在 TPU 加工设备(如注塑机和挤出机)中,螺杆转速对温度有显著影响。当螺杆转速过快时,TPU 材料在螺杆与机筒之间的摩擦会急剧增加。这种摩擦生热会使材料温度迅速上升。例如,在挤出 TPU 薄膜时,若螺杆转速从正常的 40 - 60 转 / 分钟提高到 80 - 100 转 / 分钟,由于摩擦产生的热量会使机筒内 TPU 的温度升高 20 - 30℃左右,导致温度过高。
背压设置不当:背压是指在 TPU 加工过程中,螺杆后退时受到的阻力。较高的背压会使 TPU 材料在料筒内受到更强烈的剪切作用,从而产生大量的摩擦热。例如,在注塑精密 TPU 制品时,若为了提高材料的塑化质量而设置过高的背压(如超过 10 - 15MPa),材料的剪切生热现象会非常明显,导致加工温度升高。
注射或挤出速度
注射速度过快(注塑加工):在注塑 TPU 时,注射速度如果太快,材料会在短时间内大量注入模具型腔。这会产生较大的剪切力,根据能量守恒定律,剪切力做功会转化为热能,使材料温度升高。例如,当注射速度比正常速度快一倍以上时,TPU 材料内部产生的热量可能会使局部温度升高 10 - 20℃,导致温度过高。
挤出速度过快(挤出加工):在挤出 TPU 过程中,挤出速度过快会使材料在螺杆和机筒内的摩擦加剧,同时也会减少材料在机筒内停留的时间,使得热量来不及均匀分布,容易造成局部温度过高。例如,在高速挤出 TPU 管材时,如果不根据材料特性合理调整挤出速度,就很容易出现温度过高的情况。
3、材料本身的因素
TPU 材料的特性差异:不同品牌、不同配方的 TPU 材料,其热稳定性不同。有些 TPU 材料含有较多的热敏性成分,在加工过程中更容易出现温度过高的情况。例如,含有较多软段成分(如聚酯或聚醚)的 TPU,这些软段在高温下可能会发生降解反应,导致温度升高。而且,TPU 材料中的添加剂(如填充剂、润滑剂等)也会影响其热性能,某些添加剂可能会降低材料的热传导性,使热量在材料内部积聚,引起温度过高。
材料的初始温度与含水量:TPU 材料在进入加工设备前的初始温度较高,会使加工过程中更容易达到过高的温度。例如,在高温环境下储存的 TPU 原料,其初始温度比正常温度高很多,若直接用于加工,就容易出现温度过高的问题。另外,TPU 材料的含水量过高也会影响加工温度。在加工过程中,水分蒸发会吸收热量,但当水分含量过高时,水分蒸发产生的蒸汽可能会在材料内部形成高压环境,导致局部过热,同时也会影响材料的塑化效果。