圖1 被氧化的樹脂不僅產(chǎn)生黑斑，還會引起HDPE瓶的破裂
對于吹塑成型的HDPE制品而言，氧化帶來的缺陷不可小覷。從設(shè)備的啟動到關(guān)機，從操作運行到維護保養(yǎng)，甚至是材料的造粒過程，都會給氧化以可乘之機。避免氧化對制品的危害，每一步都很關(guān)鍵。
對于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。
問題的本質(zhì)
與其他有機材料一樣，HDPE在過熱的情況下會燒焦變黑。一旦氧化，焦狀的熔體就會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。
吹塑成型的一個特點是再生料的使用，這與其他生產(chǎn)工藝有所不同，由于生產(chǎn)中一般會添加35％的再生料，因此吹塑級別的HDPE更需要使用穩(wěn)定劑來防止樹脂的氧化。但是，如果操作不當，就會使抗氧劑失去作用，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出這類廢品，但有些已進入倉庫的產(chǎn)品仍會有類似的問題出現(xiàn)。對此，應(yīng)采用專門的監(jiān)控技術(shù)和加工程序來予以避免。
操作程序
由于冷卻時間決定了產(chǎn)品成型周期的長短，因此出于經(jīng)濟上的考慮，人們都希望以盡可能少的熱量來使樹脂熔融，從而縮短冷卻時間。同時，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)動馬達過大的電流以及過高的熱壓等。同時，太低的熔融溫度會導(dǎo)致一些缺陷的出現(xiàn)，如水紋及熔接痕等。此外，對制品表面的光澤度要求以及邊角處的充滿性問題等，都要求熔體具有良好的流動性，這些也限制了熔體溫度的降低。
圖2 加工者必須注意，過長的機器閑置時間會導(dǎo)致殘留在熱機筒或機頭內(nèi)的HDPE發(fā)生氧化，甚至燃燒
除了受外部加熱器的加熱外，來自機器內(nèi)部的剪切力也會使熔體的溫度升高。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，沒有關(guān)掉加熱系統(tǒng)，并且也沒有及時清理機器，從而導(dǎo)致機器中殘留的樹脂被氧化，如圖2所示。
啟動和保養(yǎng)
一般，35lb（15.9kg）或50lb（22.7kg）重的機頭不會像120mm或150mm的擠出機那樣快速達到預(yù)設(shè)溫度，那么為什么兩者要同時開始加熱呢？因為在機頭預(yù)熱時，物料已經(jīng)在擠出機中熔融了。
或者，在設(shè)定擠出機溫度時，可以采取兩個步驟。一旦達到操作溫度的要求，就快速啟動機器。如果不能馬上開始成型加工，就要對機器進行周期性的清理，以保證機筒和機頭內(nèi)的樹脂的純度。
此外，還應(yīng)保證溫度控制器的準確性。如果機筒內(nèi)裝有冷卻系統(tǒng)，必須確保其正常工作。同時，要注意螺桿和機筒的磨損情況，并記錄好每臺設(shè)備的生產(chǎn)日志。一般，過度磨損的螺桿會產(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。局部溫度過高是由磨損螺桿引發(fā)的一個常見問題，它會導(dǎo)致樹脂的燃燒。
如果需要將螺桿卸下進行維修保養(yǎng)，一定要記錄好螺桿的直徑。在此，有一個簡單的方法可以檢查機筒的磨損情況，即采用一個比機筒內(nèi)徑稍小的柱形物體，在其一端打上強光。
圖3 在將粒料加入到吹塑機中以前，需要確認它們沒有氧化
當該圓柱體在機筒內(nèi)轉(zhuǎn)動時，周圍任何可見的漏光都表明機筒有磨損。此外，機頭的磨損情況也需要格外注意，必要時需將其拆下來清洗。注意不要使用鋼絲刷清潔機頭，以避免損傷精密配件及拋光面等。
可靠的關(guān)機
停工時，操作者通常是直接切斷機器的電源，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別的樹脂穩(wěn)定性較好，但是，在加熱狀態(tài)下，抗氧劑會逐漸消耗掉。特別是對于再生料，在多次加熱后，其穩(wěn)定性遠不如純樹脂。因此，在關(guān)機前，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樹脂，其抗氧性能就較差。因此，也應(yīng)在關(guān)機前停止此類材料的加入。
如果可能，可使停機狀態(tài)下的溫度降低50~75℉（28~42℃），同時打開冷卻系統(tǒng)。此外，可在較低的轉(zhuǎn)速下清潔機器，以消除生產(chǎn)系統(tǒng)中潛藏的熱量，但需要注意的是，要時刻觀察擠出機上的安培表，防止驅(qū)動馬達的過載。
當溫度降到比工作溫度低100℉（約56℃）時就可以完全冷卻了。通常，半流動狀態(tài)的熔體可堵塞住氧氣的入口，特別是在機頭部位。一旦機頭變冷，樹脂凝固收縮，就會產(chǎn)生氣體通道，使氧氣流入。當溫度再次升高時，便導(dǎo)致了氧化問題的出現(xiàn)。因此，在冷卻前，應(yīng)確保機頭和螺桿處充滿樹脂以防止空氣的進入，或者使用瓶胚控制器也可以封住機頭間隙。
最后還需要說明的一點是，氧化不只是發(fā)生在吹塑過程中。實際上，在造粒的過程中也會出現(xiàn)樹脂的氧化。因此在加入樹脂進行加工前，就需要對其進行檢查（如圖3所示）。另外，對于含有黑斑或樹脂降解的不合格制品，請不要再回收使用，否則這些缺陷會在下一批制品中出現(xiàn)。
