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潤(rùn)滑劑對(duì) U -P V C 管生產(chǎn)過程的影響

文章出處:網(wǎng)責(zé)任編輯:青島賽諾作者:青島賽諾人氣:-發(fā)表時(shí)間:2017-09-02 09:04:00【

一對(duì)一制定聚乙烯蠟技術(shù)解決方案 

 

 

 PVC 管材 廣 泛 地用 于 農(nóng) 業(yè)灌 溉 、城 市 污水排放等 領(lǐng)域。而 U -P V C 管材 的配方則 決定了產(chǎn) 品 的性 能和 加 工工 藝 。P V C 配 方 設(shè) 計(jì) 主 要 是 熱 穩(wěn) 定劑 的設(shè) 計(jì) ,這對(duì)于軟制品來講確實(shí)如此 。制品的軟硬度 可以通 過 調(diào) 整 增 塑 劑 的 用 量 來 達(dá) 到 ,所 用 的 外 潤(rùn) 滑劑 很 少 ,只 要 加 入 少 量 的 硬 脂 酸 或 石 蠟 即 可 。若用 固體 金屬皂 時(shí)甚至可以不加外潤(rùn)滑劑 。但對(duì)于硬質(zhì) P V C 配方設(shè)計(jì)而言,配方設(shè)計(jì) 的難點(diǎn)及主要內(nèi)容是 內(nèi)外潤(rùn)滑劑 的比例 及加 入總量的設(shè)計(jì) 。潤(rùn)滑劑加入量不能少,多了也不行 ,而內(nèi)、外潤(rùn)滑劑 比例 更重要 ,盡 管總 量夠,但 其比例失 調(diào) , 也不 能連 續(xù) 的 生 產(chǎn) 出合 格 的產(chǎn) 品 。所 以在 配方 設(shè) 計(jì) 和 生產(chǎn) 工 藝 控 制 方 面 影 響 最 大 的就是潤(rùn)滑劑的選擇和用量。

 

潤(rùn)滑劑特性

 

      潤(rùn)滑劑 的定義是為 了改善 塑料在成 型加工時(shí) 的 流 動(dòng) 性 和 脫 模 性 從 而 提 高 制 品 性 能 的 一 種添加劑 。一個(gè) 優(yōu)良的潤(rùn) 滑劑應(yīng) 滿足以下要 求 :分散性能好 ,與樹脂有適 當(dāng)?shù)南嗳?性 ,熱穩(wěn) 定性 良 好 ,不 引 起 顏 色 漂 移 ,不 影 響 制 品 性 能 ,無毒、價(jià)廉。潤(rùn)滑 劑按作用機(jī) 能分 類 ,可分為內(nèi)潤(rùn)滑和外潤(rùn)滑 ,但內(nèi) 、外潤(rùn)滑劑之 間并沒有嚴(yán)格 的界限 ,都是 相對(duì)而言 ,往往一種潤(rùn)滑劑.。 

      同 時(shí)具有這兩種 作用 。內(nèi)潤(rùn)滑劑與樹脂間有 一定的相容性 ,它能夠減少樹脂分子鏈間的內(nèi)聚力 ,降 低 熔 融 黏 度 減 弱 高 分 子 間 的 內(nèi) 摩 擦 ,延 長(zhǎng) 加 工 時(shí) 間 ,改善 流 動(dòng)性 及 提 高 透 明 性 的 作用。外潤(rùn)滑劑 與樹脂的相容性差 ,它附著于熔融樹 脂 表 面 、 加 工 機(jī) 械 表 面 、模 具 表 面 ,形 成潤(rùn)滑分子層 ,從而降低樹脂 與加 工設(shè)備之 間的摩擦 。因此分子碳鏈長(zhǎng) 的潤(rùn)滑劑 ,能使兩 個(gè)摩擦面間的距離更遠(yuǎn)些 ,具有更大的潤(rùn)滑效果 。

潤(rùn) 滑劑在混料過程 中的影響

 

 潤(rùn) 滑 劑 因 為 用 量 不 大 ,所 以對(duì) 混 料 時(shí) 的 電流 、混 料 時(shí) 間影 響 不 是 很大 ,在 P V C 硬管 配方中 ,P V C 樹 脂 、碳 酸鈣 、穩(wěn) 定 劑不 變的 情 況下 ,增加 或者減少潤(rùn)滑劑 ,混料 電流、混料 時(shí)間幾乎沒有變化。對(duì)混料 電流 和混料時(shí)間影響最大的是填 充 劑 ,特別 是 C aC O ,,如 圖 1。從 圖 1 可 以 看 出 隨 著 C aC O 的 增加 混料 電流 逐漸 下 降 ,主 要原 因是 C aC O 的流 動(dòng) 比較 好 ,特 別 是 在 高溫 時(shí)流 動(dòng) 性 能 更 好 ,所 以在 混 料 過程 中由于 C aC O 的加 入而 降低 了 P V C 顆粒之間 、PV C 顆粒 與 機(jī) 械 表 面的 摩 擦 ,從 而使 得總摩擦力減少,C aC O 加入的越多 ,這種效 果越明顯 。

 

 

 

潤(rùn)滑體 系對(duì)生產(chǎn)加工制品影響

 

潤(rùn) 滑 劑 的 加 人 對(duì) 混 料 的 影 響 不 大 ,但 是 在擠 出 工藝控 制方 面潤(rùn) 滑 劑起 著非 常 重要 的作 用 。因?yàn)?擠 出 機(jī) 的基 本 原 理 是 將樹 脂在 9I部 溫 度 加熱 和 旋 轉(zhuǎn) 的螺 桿 對(duì) 物 料 的 剪 切 摩擦 的 共 同 作 用下 ,使樹 脂 成 為 熔 融 狀 態(tài) ,然 后 再 通 過 模 具 成型 ,在生 產(chǎn) PV C 硬 管時(shí)所 需的熱 量來 自 兩部分:一是外部加熱 ;二是物料與物料之間、物料與螺桿 和 料 筒 之 間 的 剪 切摩 擦 。而 且 主要 的 是 物料與物料之間 、物料與螺桿和料筒之 間的剪切摩擦 ,潤(rùn) 滑劑 的作 用 就 是 調(diào) 節(jié) 物 料分 子 之 間 的作 用 力和 物 料 與 機(jī) 械 表 面 的摩 擦 力 ,所 以潤(rùn) 滑劑對(duì)產(chǎn) 品質(zhì)量 ,生產(chǎn)過程中的工藝溫度的控制起著 重要 的作用 。  

內(nèi)潤(rùn)滑 劑 可 以促 進(jìn) 塑化 并 能降低塑化 扭矩 ,而 外潤(rùn) 滑劑 能 延 遲 塑 化 并 能防 止 樹 脂 熔體 黏 附在 加 工 設(shè)備 的金 屬 表 面 。所 以通 過 調(diào) 整 內(nèi)外潤(rùn)滑劑的比例來調(diào)控樹脂混合物的塑化時(shí)間 ,使它能滿足特定的加工設(shè)備及工藝所要求的塑化速 率 。如 果 加 工 設(shè) 備 的 剪 切 力過 大 ,生 產(chǎn) 摩 擦熱過多,在加工較容易分解的樹脂 時(shí),就必須降 低 加 工 溫 度 ,以 便 避 免樹 脂 內(nèi)部 過 熱 而 造 成分解。但是樹脂是熱的不 良導(dǎo)體 ,單靠降低 加熱溫度的作用很有限 ,而最可靠的方法是降低樹脂黏度來從根本上減少摩擦熱 的生成 ,而適當(dāng) 的 按 比例 增加 內(nèi) 外 潤(rùn) 滑劑 的用 量 即能 降 低 樹脂熔體的黏度,也使?jié)櫥w系能保證特定的加工 設(shè) 備 及 工 藝要 求 ,能 連續(xù) 生 產(chǎn) 出 合 格 的 塑料制品。反之 ,加工設(shè)備 剪切力較小 ,則適 當(dāng)?shù)臏p 少內(nèi)外潤(rùn)滑劑的用量 ,也可滿足特定設(shè)備 的要求。在生產(chǎn)過程中只有內(nèi)、外潤(rùn)滑劑的使用量合適 ,才 能經(jīng)濟(jì)地 、連續(xù)地生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品 ,如果 內(nèi)、外潤(rùn)滑劑使用失去平衡 ,即使其 他 條 件 均 達(dá) 到 工 藝 要 求 ,也 不 能 正 常 生 產(chǎn) ,必然 造 成 內(nèi) 在 質(zhì) 量 及外觀 的 下 降 。如 果 內(nèi) 潤(rùn) 滑作 用過 剩 ,外 潤(rùn) 滑不 足 ,則 造 成 過早 塑 化 ,不僅使能耗增加 ,并黏附加 工設(shè)備表面,局部過熱 及 熱 降解 ,使 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 下 降 ,廢 品 上 升 ,停機(jī) 率 也跟 著上 升 。內(nèi)潤(rùn) 滑 作用 不 足 ,外潤(rùn) 滑 作用 過 剩 ,則 使 制 品 變 脆 ,力 學(xué) 性 能 及 二 次加 工性 能 下 降 。內(nèi) 、外 潤(rùn) 滑 作 用 均 不 足 則 熔體 黏 度及 黏 附 性 均 增 加 ,更 易 造 成 局 部分 解 ,而 嚴(yán)重影 響 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 及 增大 停 機(jī) 率 。內(nèi) 、外 潤(rùn) 滑 作用均 過 量 ,不 僅 浪 費(fèi) 了 潤(rùn)滑 劑 并且 造 成 與 外 潤(rùn)滑作 用過量 相 同的后 果 ,力學(xué)性 能下 降 。

 

 

 

潤(rùn)滑劑在實(shí)際生產(chǎn) 中的調(diào)整

在我們的實(shí)驗(yàn)過程中,內(nèi)外潤(rùn)滑平衡的問題也很明顯,在實(shí)驗(yàn)初期,我們?cè)谂浞疆?dāng)中只加了4.5份的穩(wěn)定劑和0.2份的炭黑,因?yàn)榉€(wěn)定劑屬于復(fù)合穩(wěn)定劑,其中已經(jīng)配制好了潤(rùn)滑體系,而且在CaCO3為6份時(shí),我們就使用4.5份的穩(wěn)定劑和0.2份的炭黑,管材質(zhì)量、外觀等各項(xiàng)指標(biāo)都 合格,所以在CaCO3增加到8份時(shí),我們?nèi)匀唤栌?份時(shí)的配比,在實(shí)驗(yàn)過程中就出現(xiàn)了塑化段溫度無法控制的現(xiàn)象。在多次實(shí)驗(yàn)中塑化段的溫度比設(shè)定值高10℃左右,居高不下,管材的力性能指標(biāo)也不合格。主要原因就是因?yàn)闈?rùn)滑體系不適合。因?yàn)樵贑aCO3,為6份時(shí)雖然配方使用 良好,但當(dāng)輕鈣增加到8份時(shí),物料與螺桿和料筒的摩擦比輕鈣在6份時(shí)大的多,造成了物料在螺桿的塑化段剪切摩擦力過大,產(chǎn)生的摩擦熱過高,使物料過度塑化影響了產(chǎn)品質(zhì)量。并且在沒有調(diào)整潤(rùn)滑體系時(shí)由于螺桿塑化段溫度居高不下經(jīng)常出現(xiàn)糊料的現(xiàn)象,給我們的實(shí)驗(yàn)帶來了很大的困難 。我們通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,判斷為外潤(rùn)滑不足造成,所以在主體配方不變的情況下,我們?cè)谂浞街性黾恿耸灪虲PE,用調(diào)整后的配方再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有出現(xiàn)塑化段溫度失控現(xiàn)象,最后通過工藝溫度的調(diào)整,管材的各項(xiàng)性能都合格,調(diào)整后配比為PVC:100;輕質(zhì)碳酸鈣:8;穩(wěn) 定劑:4.5;CPE:5;硬脂酸:2.5;石蠟 :3.5。 

 

 

 

結(jié)束語
通過上述大量的理論分析和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的總結(jié),我們可以明白PVC硬管配方設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于配方中潤(rùn)滑體系的調(diào)整。現(xiàn)在很多生產(chǎn)廠家為了降低生產(chǎn)成本,在配方中加入了大量的輕鈣。由于輕鈣的加入增加了物料與螺桿和料筒的剪切摩擦,這時(shí)潤(rùn)滑體系更顯得重要,只有內(nèi)外潤(rùn)滑劑的種類和份量使用合適,才能有效的控制剪切摩擦熱,生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

 

 

 

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