聚乙烯蠟小編分析影響PVC塑化的幾點因素
PVC塑料的質量問題是客戶經常關注的問題,也是咱們化工廠家提升關注的一個問題,其中塑化方面又是影響PVC塑料制品的一大因素,下面我們青島賽諾聚乙烯蠟小編針對PVC塑料影響塑化的因素做如下詳細闡述。
1、加工條件
PVC樹脂的塑化是在機械力和熱的共同作用下,粒子相對滑動、熔融、相互黏合形成熔體的過程。因此,機械力(剪切、壓縮等)和熱對PVC樹脂塑化有直接影響。
◆ 在足夠高的溫度下,單獨加熱可使PVC樹脂塑化。220℃下添加了鉛鹽熱穩定劑的的PVC樹脂,1分鐘和3分鐘后的照片:
3分鐘后的狀態說明PVC分子鏈打開,流動性較強,互相吸引熔合了。但是在這種狀態下進行的塑化沒有實際意義。一是熱穩定性限制,二是塑化后的性能達不到要求。
◆ 既然單獨加熱無法滿足要求,機械剪切和加熱結合將會帶來更切合實際的效果。PVC熔體的黏度較大,因此,在通常的加工溫度范圍,樹脂單靠加熱難以塑化。根據前兩篇所述的PVC樹脂塑化行為模式和微觀機理,如果在加熱的同時對物料施以剪切和壓縮,將有利于促進PVC初級粒子相互緊密接觸,從而促進其塑化。
◆在通常的加工條件下,PVC樹脂的塑化速率隨加工溫度和剪切速率的提高而加快。加工溫度的提高,溫差越大,熱傳遞速率就加快。由于PVC是熱的不良導體,剪切速度的增加會加快物料的間的摩擦生熱,同時加快物料與設備的接觸頻率,提高熱交換效率。
2、樹脂結構
◆不同的加工工藝造就了PVC樹脂顆粒的疏松程度的不同。疏松型樹脂具有比緊密型樹脂更快的熔融速率。比如疏松型本體法樹脂比緊密型本體法熔化的塊。
◆PVC的玻璃化轉變溫度和熔點均隨分子量和結晶度的增大而提高,同樣PVC的塑化度也隨之變難。
3、配方因素
◆在PVC加工過程中用到潤滑劑、增塑劑、加工助劑、沖擊改性劑、填料、穩定劑等對PVC塑化的性質影響較大。當然不同的組分由于其應用的目的不同,對PVC塑化性質產生影響的方式和程度不同。舉個簡單的例子:看下面的PVC-U配方和流變圖
隨著CPE份數的增加,塑化時間縮短,說明CPE能夠促進塑化。隨著穩定劑的增加,塑化時間延長,因其含有外潤滑,增加穩定劑的量,外潤滑劑的量自然也就增加。
4、混料與加工過程
混料是將pvc樹脂與熱穩定劑、改性劑、潤滑劑、填充劑色料等助劑混合均一化的過程。使用的設備主要是高速捏合機、冷卻攪拌機?;旌系倪^程是依靠機械力作用在物料上產生的相互之間的摩擦力、剪切力使物料細化、升溫,使一些助劑熔化,包覆在pvc樹脂表面。pvc樹脂在剪切、摩擦作用下細化,在溫度作用下表面呈現松軟、多孔狀,將助劑吸附在表面并達到均一化,溫度進一步升高,顆粒表面熔化,顆粒的密度增大。
在這一過程中pvc樹脂顆粒在強力攪拌下,料溫在50℃以下時,結團的粉粒和較大的顆粒被磨擦,沖擊顆粒粉碎變小,這時干混料的表觀密度變化不大而樹脂顆粒變小。料溫在80℃以上至120℃左右時,PVC樹脂顆粒膨脹變大(玻璃化溫度附近熱膨脹系數較大),顆粒尺寸趨于均勻,顆粒的平均尺寸與未混合的PVC樹脂顆粒相近。同時,由于顆粒吸收了助劑,干混料的表觀密度迅速增加。
混料的過程可以這樣理解:
過程并不復雜,但混合的質量直接影響正常生產和制品的質量。
混合的均勻與否,以及后面生產過程中剪切擠壓和熱傳遞的均勻與否,都可造成塑化的不均勻性。
塑化影響因素這么多,回顧一下:
溫度:低了不塑化,高了穩定性不行,加工溫度在有限的區間內可調。
剪切力:適當的加工溫度加剪切力,能夠滿足要求。
樹脂:型號基本不變,影響甚微。
助劑:加工助劑ACR對PVC塑化的影響比較大,為獲得良好的表面光澤度、降低加工溫度、提高PVC制品綜合性能,可選擇合適的ACR添加。
混料和加工過程:既定的產品,有既定的混料方式。加工過程,受力傳熱越均勻越好。
如何能夠保證物料在加工過程中的受力和受熱的均勻性,保持良好的塑化度?把這個任務交給潤滑劑。
用這張熔體流動圖幫助理解內外潤滑改變熔體流動行為。第一個是沒有潤滑。內潤滑的作用如(a)能夠降低熔體黏度,中心處的的流動速率最大,外緣最小。外潤滑的作用如(b)是減少物料與金屬表面的黏附,但不影響其黏度,因此熔體前沿等速推進。改變了熔體的流動,也就改變了樹脂的塑化。
在樹脂的加工過程中,樹脂塑化所需的熱量來源于從機筒壁和螺桿表面的傳導,以及物料在供料和壓縮階段的摩擦。但是,通過傳到的熱轉移速度慢,無法滿足要求,摩擦是主要熱源。不難理解,內潤滑削弱了PVC粒子間的作用力,能夠讓絕大部分PVC粒子在受到剪切力時相互之間比較均勻地滑動,促進均勻塑化,或可以通過外潤滑劑作用減慢物料升溫速度,并降低機械力在物料中傳遞效率。也可以說它們是協同作戰,作用巨大。
潤滑劑是聚氯乙烯塑料中不可缺少的一種添加劑。盡管潤滑劑非常重要,但是許多參考資料中討論各種用途的配方時,對潤滑劑只是稍加敘述。這一類討論充其量不過是將潤滑劑的類型和用量作一般的歸納整理。因為潤滑劑需要量的多少與配方中的其它組分有十分密切的關系(其它組分也可能有潤滑效果),與加工設備和所采用的工藝條件也有關系。所以說潤滑劑的選擇既是一門科學,也是一種技藝。青島賽諾作為潤滑劑聚乙烯蠟的生產廠家,秉承技術立企的觀念,在做好潤滑產品的同時,也為下游企業客戶提供技術指導與支持,幫助客戶解決日常生成過程中遇到的問題,協助客戶高效生成,做更好的產品。
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文章來源:青島賽諾 編輯:青島賽諾
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