高密度聚乙烯产品后处理过程中的质量控制和运用研究

 高密度聚乙烯产品后处理过程中的质量控制和运用研究

曹桂梅

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司陕西省榆林市718500

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摘要：高密度聚乙烯产品并不是一种产品，而是一系列产品，是指应用一种装置生产出包括高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）及线性低密度聚乙烯（LLDPE）等多种产品。在实际生产过程中，部分企业应用的生产装置在产品后处理过程中，存在着产品外观质量和内在质量的问题，从而严重影响到产品等级品率，进而影响到产品的市场竞争率。本文先分析了高密度聚乙烯产品后处理过程中影响质量的因素，在此基础上，分别探讨了控制方法和运用策略，仅供参考。

关键词：高密度聚乙烯；后处理；产品质量；控制方法；运用策略

前言：

聚乙烯是对乙烯进行聚合滞后产生的一种热塑性树脂产品，英文写作：polyethylene，简写为“PE”。聚乙烯的用途十分广泛，可以制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，此外，还可以作为电视、雷达等设备的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展。1977年美国UCC公司改进了原有的催化剂体系，成功生产除了线型低密度聚乙烯产品（LLDPE），这种聚乙烯产品的分子结构与低密度聚乙烯产品相似，同时又兼有高密度聚乙烯产品的若干特性，而且在生产过程中能消较低，因此发展极为迅速，许多国家在进行聚乙烯生产装置设计时，通过改变进料组成和工艺参数，就可以生产0.910～0.960g/cm3的高密度聚乙烯，这种装置也被称为高密度聚乙烯装置。目前，我国成为高密度聚乙烯最大的消费国，很多石化企业纷纷引进了高密度聚乙烯生产设备，开始生产高密度聚乙烯。而相关石化企业在进行高密度聚乙烯产品生产时，应用的后处理系统主要分为造粒系统、造粒水系统、掺混系统和添加剂系统。其中，会对高密度聚乙烯产品外观质量和内在质量产生直接影响的是造粒工序。

一、影响外观质量的因素及控制方法

（一）影响外观质量的因素分析

造粒工序是影响高密度聚乙烯产品外观质量的重要环节，具体来说，影响因素主要包括模板的开孔率和温度、切刀以及冷却水的温度和流速。

（一）模板因素及控制方法分析

在对高密度聚乙烯产品进行后处理操作时，粉状物料经过混炼机、熔融泵以及筛网等设备到达模板时，已经完全塑化，变成了具有一定压力和温度的熔体，如果操作人员没有定期切换筛网，也没有预先清洗模板，就会导致模板的开孔率不达标，这样切出的树脂颗粒就会出现大小不均匀的情形。同时，如果模板的温度过低，成为熔体的物料在通过模板上的孔洞时，与模板孔洞接触的部分温度会明显降低，导致其黏稠度增加，进而导致挤出的速率变慢，模板前的压力增高，使得熔体剪切速率增加，这样就会导致在剪切熔体时出现不规则流动而发生破裂现象；反之如果温度较高，剪切完的粒子进入冷却水后，会发生表面迅速凝固，而内部过热，因此发生由里向外收缩而出现形变的现象，甚至还会出现粒子空心问题。此外，如果温度过高，还出出现剪切的粒子黏连成串，甚至发生“灌肠”事故。在进行控制时，操作人员首先应保证模板的开孔率能够超过85%。为此，操作人员必须定期切换筛网，并在开工前对模板进行全面清洗；针对模板温度控制，应采用现代信息技术，运用温度传感器实时监控模板的温度，确保模板能保持在合适的温度。

（二）切刀因素及控制方法

切刀的形态与材质也会影响到树脂颗粒的外观。当切刀对离开模板的熔体进行剪切时，剪切的粒子应立即离开刀刃。但如果切刀的形状和材质不合格，就会导致剪切不利索，从而导致粒子之间发生粘连。针对这一问题，应采购指定型号的切刀，并在生产过程中加强巡查，以便于及时发现切刀问题而及时进行更换。

（三）冷却水因素及控制方法

冷却水的温度则影响到剪切后树脂颗粒的冷却情形。在实际操作中，如果水温过高，就无法及时冷却剪切完的树脂颗粒，导致粒子发生粘连，甚至发生“灌肠”的现象，而温度过低，则会导致熔体快速冷却，导致形变的问题。此外，冷却水的流速则关系到树脂粒子是否及时离开水室，如果流速过快和过慢，都会影响到粒子的外观质量。针对冷却水温度问题，应根据树脂的参数、熔体的流速进行调解。一般来说，应保持在60～70℃之间。而冷却水的流速，则应根据生产实际进行确定。

二、影响内在质量的因素及控制方法

在高密度聚乙烯产品后处理工序中，影响内在质量的因素主要包括树脂色度、凝胶、熔体的流速以及耐环境应力开裂这四种。

（一）树脂色度及控制方法

树脂色度的形成主要与混炼温度有关。在混炼造粒过程中，树脂因加入了抗氧剂，在高温环境下会快速降解，从而导致色度发生变化。针对这一问题，应把握抗氧剂的使用量，同时，保持较低的混炼温度。

（二）凝胶及控制方法

在高密度聚乙烯产品后处理过程中，进行混炼造粒时，混炼机剪切树脂的瞬时作用过大，导致凝胶的产生；同时模板前的筛网过细，导致树脂停留时间过长而产生凝胶。一旦产生凝胶，会直接影响到产品的强度。要想予以解决，应保证混炼机的合理运行，同时应定期切换筛网，避免筛网过细问题的发生。

（三）熔体流速及控制方法

在高密度聚乙烯产品后处理过程中，因为存在着不饱和分子，加之受到机械作用和热作用的影响，导致部分聚乙烯分子发生断裂的现象，从而导致流速发生变化，尤其是一部分聚乙烯分子发生交联，使得树脂熔体的流速降低。具体来说，主要是抗氧剂使用量和混炼温度影响到熔体的流速。因此，解决该问题时，必须合理使用抗氧剂，并确保混炼的温度符合生产要求。

（四）耐环境应力开裂应控制方法

耐环境应力开裂主要影响因素是树脂的相对分子质量分布宽度。熔体密度和流速以及混炼造粒时的剪切作用。具体来说，树脂相对分子质量分布越宽，熔体流速及密度越低，且剪切作用越小，其耐环境应力开裂就越好。

三、高密度聚乙烯产品后处理过程中质量控制方法的运用策略

在进行高密度聚乙烯产品后处理过程中，基于质量影响因素，采用相应的控制方法时，首先必须加强现代信息技术的运用。具体来说，就是借助传感器对生产过程进行实时监控，确保熔体密度、流速、冷却水温度、模板开孔率及温度等都保持在合理的范围内。其次，加强对操作人员专业能力的培养和提升。为此相关石化企业应组织一线生产员工进行必要的教育培训，通过教育培训，促使他们掌握高密度聚乙烯生产装置的操作技巧，尤其是调节技术，能够根据生产需要，合理使用添加剂的用量，及时调整工艺参数，并加强生产过程操作控制，从而避免质量问题的发生，提高产品的等级品率和市场竞争力，提升企业的生产效益，促进企业的健康发展。

结语：

综上所述，本文详细分析了高密度聚乙烯产品后处理过程中影响其外观质量和内在质量的因素及控制方法，最后探讨了控制方法的运用策略，这仅是笔者的一点个人浅见，希望能对相关生产企业的生产工作提供参考和借鉴，从而提升产品的等级品率，实现经济效益的提升，从而有效促进企业的健康、长远发展。

参考文献：

[1]凌敏,周璠.茂名石化线性聚乙烯产品质量优化提升[J].工程塑料应用,2018,v.46;No.349,(11):151-151.

[2]郭玲.全密度聚乙烯工业生产工艺技术的发展现状[J].化工管理,2015,No.376,(17):203-203.

[3]朱登旺,吕玉卓,沈学梅,等.全密度聚乙烯反应器焊后整体热处理[J].石油化工设备,2007,No.234,(05):70-71.

[4]陈振峨.全密度聚乙烯产品后处理过程中的质量控制[J].合成树脂及塑料,2005,(05):79-81.