聚乙烯蜡小编分析影响PVC塑化的几点因素
PVC塑料的质量问题是客户经常关注的问题,也是咱们化工厂家提升关注的一个问题,其中塑化方面又是影响PVC塑料制品的一大因素,下面我们青岛赛诺聚乙烯蜡小编针对PVC塑料影响塑化的因素做如下详细阐述。
1、加工条件
PVC树脂的塑化是在机械力和热的共同作用下,粒子相对滑动、熔融、相互黏合形成熔体的过程。因此,机械力(剪切、压缩等)和热对PVC树脂塑化有直接影响。
◆ 在足够高的温度下,单独加热可使PVC树脂塑化。220℃下添加了铅盐热稳定剂的的PVC树脂,1分钟和3分钟后的照片:
3分钟后的状态说明PVC分子链打开,流动性较强,互相吸引熔合了。但是在这种状态下进行的塑化没有实际意义。一是热稳定性限制,二是塑化后的性能达不到要求。
◆ 既然单独加热无法满足要求,机械剪切和加热结合将会带来更切合实际的效果。PVC熔体的黏度较大,因此,在通常的加工温度范围,树脂单靠加热难以塑化。根据前两篇所述的PVC树脂塑化行为模式和微观机理,如果在加热的同时对物料施以剪切和压缩,将有利于促进PVC初级粒子相互紧密接触,从而促进其塑化。
◆在通常的加工条件下,PVC树脂的塑化速率随加工温度和剪切速率的提高而加快。加工温度的提高,温差越大,热传递速率就加快。由于PVC是热的不良导体,剪切速度的增加会加快物料的间的摩擦生热,同时加快物料与设备的接触频率,提高热交换效率。
2、树脂结构
◆不同的加工工艺造就了PVC树脂颗粒的疏松程度的不同。疏松型树脂具有比紧密型树脂更快的熔融速率。比如疏松型本体法树脂比紧密型本体法熔化的块。
◆PVC的玻璃化转变温度和熔点均随分子量和结晶度的增大而提高,同样PVC的塑化度也随之变难。
3、配方因素
◆在PVC加工过程中用到润滑剂、增塑剂、加工助剂、冲击改性剂、填料、稳定剂等对PVC塑化的性质影响较大。当然不同的组分由于其应用的目的不同,对PVC塑化性质产生影响的方式和程度不同。举个简单的例子:看下面的PVC-U配方和流变图
随着CPE份数的增加,塑化时间缩短,说明CPE能够促进塑化。随着稳定剂的增加,塑化时间延长,因其含有外润滑,增加稳定剂的量,外润滑剂的量自然也就增加。
4、混料与加工过程
混料是将pvc树脂与热稳定剂、改性剂、润滑剂、填充剂色料等助剂混合均一化的过程。使用的设备主要是高速捏合机、冷却搅拌机。混合的过程是依靠机械力作用在物料上产生的相互之间的摩擦力、剪切力使物料细化、升温,使一些助剂熔化,包覆在pvc树脂表面。pvc树脂在剪切、摩擦作用下细化,在温度作用下表面呈现松软、多孔状,将助剂吸附在表面并达到均一化,温度进一步升高,颗粒表面熔化,颗粒的密度增大。
在这一过程中pvc树脂颗粒在强力搅拌下,料温在50℃以下时,结团的粉粒和较大的颗粒被磨擦,冲击颗粒粉碎变小,这时干混料的表观密度变化不大而树脂颗粒变小。料温在80℃以上至120℃左右时,PVC树脂颗粒膨胀变大(玻璃化温度附近热膨胀系数较大),颗粒尺寸趋于均匀,颗粒的平均尺寸与未混合的PVC树脂颗粒相近。同时,由于颗粒吸收了助剂,干混料的表观密度迅速增加。
混料的过程可以这样理解:
过程并不复杂,但混合的质量直接影响正常生产和制品的质量。
混合的均匀与否,以及后面生产过程中剪切挤压和热传递的均匀与否,都可造成塑化的不均匀性。
塑化影响因素这么多,回顾一下:
温度:低了不塑化,高了稳定性不行,加工温度在有限的区间内可调。
剪切力:适当的加工温度加剪切力,能够满足要求。
树脂:型号基本不变,影响甚微。
助剂:加工助剂ACR对PVC塑化的影响比较大,为获得良好的表面光泽度、降低加工温度、提高PVC制品综合性能,可选择合适的ACR添加。
混料和加工过程:既定的产品,有既定的混料方式。加工过程,受力传热越均匀越好。
如何能够保证物料在加工过程中的受力和受热的均匀性,保持良好的塑化度?把这个任务交给润滑剂。
用这张熔体流动图帮助理解内外润滑改变熔体流动行为。第一个是没有润滑。内润滑的作用如(a)能够降低熔体黏度,中心处的的流动速率最大,外缘最小。外润滑的作用如(b)是减少物料与金属表面的黏附,但不影响其黏度,因此熔体前沿等速推进。改变了熔体的流动,也就改变了树脂的塑化。
在树脂的加工过程中,树脂塑化所需的热量来源于从机筒壁和螺杆表面的传导,以及物料在供料和压缩阶段的摩擦。但是,通过传到的热转移速度慢,无法满足要求,摩擦是主要热源。不难理解,内润滑削弱了PVC粒子间的作用力,能够让绝大部分PVC粒子在受到剪切力时相互之间比较均匀地滑动,促进均匀塑化,或可以通过外润滑剂作用减慢物料升温速度,并降低机械力在物料中传递效率。也可以说它们是协同作战,作用巨大。
润滑剂是聚氯乙烯塑料中不可缺少的一种添加剂。尽管润滑剂非常重要,但是许多参考资料中讨论各种用途的配方时,对润滑剂只是稍加叙述。这一类讨论充其量不过是将润滑剂的类型和用量作一般的归纳整理。因为润滑剂需要量的多少与配方中的其它组分有十分密切的关系(其它组分也可能有润滑效果),与加工设备和所采用的工艺条件也有关系。所以说润滑剂的选择既是一门科学,也是一种技艺。青岛赛诺作为润滑剂聚乙烯蜡的生产厂家,秉承技术立企的观念,在做好润滑产品的同时,也为下游企业客户提供技术指导与支持,帮助客户解决日常生成过程中遇到的问题,协助客户高效生成,做更好的产品。
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文章来源:青岛赛诺 编辑:青岛赛诺
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