Làm chủ quy trình sấy: Phân tích chuyên sâu về nhiệt độ và kỹ thuật sấy nhựa PC/ABS

Trong lĩnh vực gia công nhựa kỹ thuật, hợp kim PC/ABS được sử dụng rộng rãi nhờ kết hợp tính chịu nhiệt, độ bền cao của PC và khả năng chảy tốt của ABS. Tuy nhiên, một trong những vấn đề khiến các thợ vận hành đau đầu nhất là: "Tại sao đã sấy liệu rất lâu mà sản phẩm đúc ra vẫn bị vết bạc (vết nước)?"

Chìa khóa để giải quyết vấn đề này nằm ở việc nắm vững chính xác nhiệt độ sấy. Bài viết này sẽ phân tích quy trình sấy PC/ABS từ ba khía cạnh: thông số kỹ thuật, cơ chế sấy và kỹ năng vận hành thực tế.

I. Câu trả lời cốt lõi: Nhiệt độ sấy PC/ABS tối ưu là bao nhiêu?

Thông thường, nhiệt độ sấy khuyến nghị cho hợp kim PC/ABS tiêu chuẩn là từ 90°C đến 110°C trong thời gian từ 3 đến 4 giờ.

Tuy nhiên, trong sản xuất thực tế, con số này cần được điều chỉnh linh hoạt theo loại nhựa (Grade) và độ ẩm môi trường:

• PC/ABS cấp thông dụng: Khuyến nghị cài đặt ở mức 90°C - 100°C.

• PC/ABS cấp chịu nhiệt cao: Do hàm lượng PC cao hoặc có thêm phụ gia chịu nhiệt, nhiệt độ có thể tăng lên 105°C - 110°C.

• PC/ABS cấp chống cháy (FR): Khuyến nghị kiểm soát ở mức 85°C - 95°C. Lưu ý, chất chống cháy dễ bị phân hủy nếu sấy ở nhiệt độ cao quá lâu, dẫn đến sản phẩm bị ngả vàng.

II. Tại sao phải thực hiện nghiêm ngặt quy trình sấy?

PC/ABS là vật liệu có tính hút ẩm. Chỉ cần tiếp xúc với không khí trong thời gian ngắn, các nhóm ester trong chuỗi phân tử của nó sẽ hấp thụ hơi nước.

1. Ảnh hưởng đến tính chất cơ học

Nếu sấy không kỹ, lượng nước dư thừa sẽ gây ra phản ứng thủy phân trong quá trình nóng chảy ở nhiệt độ cao của máy ép phun. Thủy phân làm đứt gãy chuỗi phân tử PC, giảm trọng lượng phân tử, khiến độ bền va đập của sản phẩm giảm mạnh; vỏ sản phẩm vốn dĩ rất bền có thể trở nên giòn như thủy tinh.

2. Ảnh hưởng đến chất lượng ngoại quan

Nước biến thành khí ở nhiệt độ cao, đi cùng nhựa nóng chảy vào lòng khuôn, tạo thành các vệt trắng hình tia trên bề mặt sản phẩm, thường gọi là vết bạc (silver streaks), vết nước hoặc khí mờ. Đối với các sản phẩm yêu cầu bề mặt bóng cao hoặc cần sơn, đây là lỗi cực kỳ nghiêm trọng.

III. Phân tích chuyên sâu: 3 biến số quyết định hiệu quả sấy

Chỉ cài đặt nhiệt độ trên bảng điều khiển là chưa đủ. Sấy liệu là một hệ thống bao gồm: nhiệt độ, thời gian, không khí khô và điểm sương.

1. Tầm quan trọng của Điểm sương (Dew Point)

Các phễu sấy gió nóng thông thường dựa vào việc làm nóng không khí môi trường để mang hơi nước đi. Tuy nhiên, vào mùa mưa hoặc ở môi trường độ ẩm cao, bản thân không khí đã chứa nước nên hiệu quả sấy rất thấp. Khuyến nghị sử dụng máy sấy hút ẩm (Dehumidifying Dryer). Thiết bị này có thể giảm điểm sương của không khí xuống dưới -40°C, giúp không khí cực kỳ khô và hút ẩm từ trong lõi hạt nhựa nhanh như một miếng bọt biển.

2. Sự cân bằng về thời gian sấy

Sấy quá ngắn (< 2 giờ) khiến độ ẩm trong lõi hạt không thoát ra được. Ngược lại, sấy quá lâu (> 8-10 giờ) sẽ khiến vật liệu bị nhiệt phân hoặc oxy hóa đổi màu.

Mẹo nhỏ: Nếu dây chuyền tạm dừng hơn 4 giờ, nên hạ nhiệt độ máy sấy xuống khoảng 50°C để tránh việc sấy quá mức làm biến đổi tính chất vật liệu.

3. Độ dày lớp liệu và lưu lượng gió

Trong phễu sấy, liệu không được đổ quá dày khiến gió từ dưới không thể xuyên qua đều lên trên. Đảm bảo quạt hoạt động bình thường và lưới lọc không bị tắc bởi bụi nhựa là điều kiện tiên quyết để kiểm soát nhiệt độ chính xác.

IV. Thao tác tại hiện trường: Làm sao biết liệu đã "khô thấu"?

Khi không có thiết bị đo độ ẩm chính xác, các thợ vận hành kinh nghiệm thường dùng các cách sau:

• Phương pháp bắn thử (Air Shot): Bắn nhựa nóng chảy ra ngoài không khí. Nếu dòng nhựa mịn, trong suốt, không có bọt khí hoặc tiếng nổ lách tách, nghĩa là liệu đã khô. Nếu có khói trắng hoặc bọt khí li ti, cần sấy thêm.

• Phương pháp bẻ hạt: Quan sát hạt nhựa sau khi sấy và để nguội. Hạt PC/ABS khô tốt sẽ rất cứng. Nếu bóp thấy mềm hoặc dính tay, nghĩa là nhiệt độ quá cao hoặc sấy chưa đủ.

V. Giải quyết vấn đề "Nhiệt độ ảo" trong gia công

Đôi khi đồng hồ hiển thị 100°C nhưng thực tế liệu bên trong phễu chưa đạt tới mức đó.

• Vị trí cảm biến: Kiểm tra đầu dò nhiệt có nằm đúng đường gió vào không. Nếu cảm biến hỏng hoặc lệch vị trí, con số hiển thị sẽ không còn giá trị tham khảo.

• Vệ sinh lưới lọc: Nếu lưới lọc bị bám bụi, lưu lượng gió giảm, dù nhiệt độ gió đủ nhưng hiệu quả trao đổi nhiệt sẽ giảm mạnh.

• Sự khác biệt về màu sắc: Liệu màu đen hấp thụ nhiệt nhanh hơn liệu màu sáng. Khi sấy lượng lớn PC/ABS màu đen, nên giảm khoảng 5°C so với liệu màu sáng để tránh quá nhiệt cục bộ.

VI. Tổng kết và Bảng tham khảo quy trình chuẩn (SOP)

Cần đặc biệt nhấn mạnh, đối với PC/ABS cấp mạ điện, yêu cầu độ ẩm khắt khe hơn (< 0.01%). Độ ẩm vượt mức sẽ khiến lớp mạ bám dính kém, gây phồng rộp hoặc bong tróc.

Nguyên tắc vàng: Luôn tuân thủ nguyên tắc "ít một nhiều lần, dùng đến đâu sấy đến đó". Tránh sấy quá nhiều liệu một lúc để ngăn việc liệu bị ẩm trở lại khi nằm quá lâu trong phễu máy.