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PVC物料挤出塑化机理

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2017-08-12 08:23:00【

一对一制定聚乙烯蜡技术解决方案

根据PVC物料在双螺杆挤出机机筒中的三段塑化历程,将螺杆分为三个区域:固体输送区、熔融区、熔体输送(挤出)区。PVC物料挤出塑化机理的讨论就是对物料在机筒中的螺杆三段塑化历程机理的讨论。下面青岛赛诺聚乙烯蜡生产厂家就围绕这三方面阐述PVC物料挤出塑化机理。   

1、固体输送区塑化机理  

  在机筒中,把固体聚合物(PVC)及其助剂的流动、预热、压实区域定义为固体输送区。首先,料斗内固体聚合物粒子向机筒内流动是靠重力实现的,随着螺杆的转动,粒子向机头方向推进的同时,料斗内粒子不断流动。在固体输送区(机筒C1区)PVC物料中的高分子、小分子等粒子逐渐被加热,同时,螺杆剪切作用和粒子之间摩擦也使粒子热量增加,从而使粒子在致密状态中充分接触、扩散、渗透。  
在这个区域内,由于螺杆的螺距、螺棱宽度等发生变化,PVC物料粒子被致密地压实,形成在螺槽上滑动的固体床或固体塞。固体塞运动是依靠机筒表面与固体塞之间的摩擦力,而螺杆与固体塞之间的磨擦力却阻止固体塞运动。所以在机筒内,造成PVC物料粒子不在同一方向前进,而是不时地翻滚、打滑,随螺杆旋转、"架桥",在"桥"后堆积起来,突破"桥",随着PVC物料挤出和PVC物料在料斗内的流动,过程反复进行。  
在这个区域,较好的PVC物料挤出塑化质量,从状态上看是PVC由玻璃态转化为高弹态;从聚集态结构看,是50%~60%的PVC树脂颗粒破碎变化为初级粒子,各种助剂粒子的表面与初级粒子充分接触、扩散。  
值得指出的是:对于稳定的运转,料斗内固体料的高度无论什么时候都必须在某个临界值以上。在这个临界值以上,料面高度的变化将不影响挤出机的性能,但是,如果料面高度低于临界值,变成一个强烈的不稳定因素。固体料面高度的变化会引起底部压力的变化,会改变挤出机的运转状况,导致PVC物料挤出塑化质量的恶化。  

2、熔融区塑化机理  
在机筒中,把固体聚合物和熔体共存区域定义为熔融区或相变区。该区为C2、C3加热区。熔融区是挤出机的主要部分,特别是温度的设定(机筒C2区、C3区、螺杆芯部)及螺杆转速设定、螺杆与螺杆的间隙、螺杆与机筒的间隙等,对PVC物料挤出质量有重要影响。当PVC物料达到熔融区时,由于螺杆的螺距、螺棱宽度等发生变化,PVC物料颗粒在被挤压致密的同时,已经产生了相当大的压力,这些压力与周围热介质的软化作用一起,把压实的颗粒变成密实的"固体床"。此时的固体床是由一部分PVC高弹态与一部分PVC玻璃态、少量的PVC粘流态组成的混合状态。固体床具有螺旋形螺槽的形状并且在螺槽内滑动。由于这种相对运动,在固体床和机筒表面之间的熔膜内便产生了速度分布。于是,熔膜中的熔体开始向螺纹推进而流动,当它遇到螺棱时,螺棱便将熔体从机筒上"刮下",并且聚集在推进螺纹前方的螺槽后部的熔池中。当固体床沿着螺槽移动时,越来越多的熔料被带入熔池,因此,熔池的尺寸增加,而固体床的尺寸则减少。固体床被逐渐破坏而成为粘流态向前输送。  
在这个区域,较好PVC物料挤出塑化质量,从状态上看,PVC由高弹态转化为粘流态;从聚集态结构来看,由60~70%PVC初级粒子破碎变化为一级粒子,各种助剂分子与PVC一级粒子接触,形成物理与化学的结合。  
在熔融区,提高PVC物料挤出塑化质量的因素有:  
(1)增加螺杆转速  
(2)提高熔融区机筒设定温度  
(3)合适的螺杆与机筒间隙  
对于特定的PVC异型材生产配方,应该有一组最佳的熔融区机筒温度。  

3、熔体输送区塑化机理  

  在机筒中,把固体聚合物完全转化为熔体,熔体被强制输送到机头处的部分定义为熔体输送区(机筒C4加热区)。在这个区域内,熔融大分子在剪切作用下与各种助剂进一步反应、级粒子与少量初级粒子共同组成的结晶体,这部分初级粒子可以提高最终材料的强度、韧性。当含有这种结晶体材料被挤出、冷却后,在外力的作用下,初级粒子能够阻碍一级粒子的运动,达到强度的提高;又由于初级粒子表面积大,在受到冲击时可以吸收部分冲击能,提高韧性。 

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