美轩塑胶制品有限公司
专注于各种塑胶挤(押)出型材制造!行业领导者!
联系我们
  • 东莞市美轩塑胶制品有限公司
  • 联系人:伍先生
  • 移动电话:13332623818
  • 电话:0769-83105766
  • 传真:0769-83108466
  • 公司网站:www.gdmeixuan.net
  • E-mail:wu8318@163.com
  • 地 址:东莞市大朗镇巷尾村新和路80号
当前位置:网站首页 > 内容
形成PVC塑料型材发脆的原因与解决
发布时间:[2015-11-11]  查看次数:664


形成PVC塑料型材发脆的原因与解决


PVC型材发脆基本上在制品的物理、力学功能上得到充分体现。其首要特征为:下料时崩口、冷冲破裂。形成型材制品物理、力学功能差的原因有许多,PVC异型材首要表现为以下几种:

    一、配方及混料技术不合理

    1、填料过多

    针对现在市场上型材价格低,而原材料价格上涨的格局,型材厂家都是在降低本钱上作文章。规范的型材厂家经过配方的优化组合,是在不降低质量的前提下,降低了本钱;有些厂家却在降低本钱的同时也降低了制品质量。

    因为配方组份的原因,最直接有效的办法是添加填料,在PVC-U塑料异型材中常用的填料为碳酸钙。在曾经的配方系统中多数是填加重钙,其意图是添加刚性和降低本钱,但重钙因为自身粒子形状不规则而且粒径对比粗与pvc树脂本体的相溶性差,所以其添加份数很低,而且份数增大时会对型材的色泽和表观形成影响。

    随着技术的开展,现在大多采用超细轻质活化碳酸钙、甚至是纳米级碳酸钙、其不只起到添加刚性和填充的效果,而且还具有改性的效果,可是其填加量并不是无限度的,其比例应该加以操控。现在有些厂家为了降低本钱将碳酸钙加到20-50质量份,这大大降低了型材的物理力学功能,形本钱章所说的型材发脆表象。

    2、抗冲击改性剂添加种类、数量

    抗冲击改性剂是在应力效果下,能够进步聚氯乙烯破裂总能量的一种高分子聚合物。现在硬质聚氯乙烯的抗冲击改性剂的首要种类有CPE、ACR、MBS、ABS、EVA等,其中CPE、EVA、ACR改性剂的分子结构中不含双键,耐候功能好,适合做户外建筑材料,它们与PVC共混,能有效的进步硬聚氯乙烯的抗冲击功能、加工性、耐候性及在一定范围内进步焊角强度。

    在PVC/CPE共混系统中,其冲击强度随CPE的用量添加而添加,呈S形曲线。添加量在8质量份以下时,系统的冲击强度增长幅度非常小;添加量在8-15质量份时添加幅度最大;之后增长幅度又趋于陡峭。当CPE用量在8质量份以下时缺乏以形成网状结构;当CPE用量在8-15质量份时,其在共混系统中连续均匀涣散,形成分相不分离的网状结构,使共混系统的冲击强度增长幅度最大;当CPE用量超过15质量份时,就不能形成连续均匀的涣散,而是有部分CPE形成凝胶状,这么在两相界面上就不会有适合涣散的CPE颗粒来吸收冲击能量,因而冲击强度增长趋于缓慢。

    而在PVC/ACR共混系统中,ACR可显著进步共混系统的抗冲击功能。同时“核一壳”粒子可均匀涣散在PVC基体中,PVC是连续相,ACR是涣散相,涣散在PVC连续相中与PVC相互效果,起到加工助剂的效果,促进PVC的塑化和凝胶化,塑化时间短,具有很好的加工功能。成形温度和塑化时间对缺口冲击强度影响较小,弯曲弹性模量下降也小。通常用量在5-7质量份,经ACR改性的硬PVC制品有优良的室温冲击强度或低温冲击强度。

    而经实验论证,ACR与CPE相比抗冲击强度要高30%摆布。因此在配方中尽可能采用PVC/ACR共混系统,而用CPE改性且用量低于8质量份时往往会导致型材发脆。

    3、稳定剂过多或过少

    稳定剂的效果是抑制降解,或与释放出的氯化氢反应以及避免聚氯乙烯加工时变色。

    稳定剂根据种类不同用量也不同,但总的一点来说,用量过多会推迟物料的塑化时间从而使物料出口模时还欠塑化,其配方系统中各分子之间没有彻底溶合,其分子间结构不结实形成。而用量过少时会形成配方系统中相对低分子物降解或分化(也能够说成过塑化),对各组份分子间结构的安定性形成破坏。

    因此稳定剂用量多少也会对型材的抗冲击强度形成影响,过多或过少都会形成型材强度降低导致型材发脆表象。

    4、外光滑剂用量过多

    外光滑剂与树脂相溶性较低,能够促进树脂粒子间的滑动,从而减少摩擦热量并推迟熔化进程,光滑剂的这种效果在加工进程早期(也就是在外部加热效果和内部产生的摩擦热使树脂彻底熔化和熔体中树脂失去辨认特征之前)是最大的。

    外光滑剂又分前期光滑和后期光滑、光滑过度的物料在各种条件下都表现为较差的外形,如果光滑剂用量不妥,可能形成流痕,产量低,浑浊,冲击性差,表面粗糙、粘连,塑化差等。特别是用量过多时,就会形成型材的密实度差、塑化差,而致使冲击功能差,导致型材发脆。

    5、热混加料顺序、温度设值以及熟化时间对型材的功能也有决定性的因素

    PVC-U配方的组分许多,所选择加料顺序应有利于表现每种助剂的效果,并有利于进步涣散速度,而避免其不良的协同效应,助剂的加料顺序应有助于进步助剂的相得益彰效果,克服相克相消的效果,使应在PVC树脂中涣散的助剂,充分进入PVC树脂内部。PVC异型材

    典型的铅盐稳定系统配方加料顺序如下:

    a.低速运转时,将PVC树脂加到热混锅中;

    b.在60℃时,高速运转下参加稳定剂及皂类;

    c.在80℃摆布,高速运转下参加内光滑剂、颜料、抗冲击改性剂、加工助剂;

    d.在100℃摆布,高转速下参加蜡类等外光滑剂;

    e.在110℃,高速运转下参加填料;

    f.在110℃-120℃低转速下排出物料至冷混桶中进行降温;

    g.冷混至料温降至40℃摆布时,卸料过筛。

    上面加料顺序较为合理,但在实际生产进程中,根据自身的设备及各种条件也有所不同,多数厂家除树脂外,别的助剂一起参加。还有的是轻质活化碳酸钙同主料一起参加等等。这就要求企业技术人员根据本企业的特点制定出适合自己的加工技术及投料顺序。

    通常热混温度在120℃摆布,温度太低时物料达不到凝胶化和混料均匀,高于此温度部分物料可能会分化蒸发,而且干混粉料发黄。

    混料时间通常在7-10min物料才能达到密实、均化、部分凝胶化。而冷混通常在40℃以下,而且要求冷却时间要短,如温度大于40℃且冷却速度又慢,则制备的干混料会相对常规密实度差。干混料的熟化时间通常在24小时,大于这个时间物料易吸收水份或结块,小于这个时间物料各分子间的结构还不太稳定,形成挤出时型材外形尺寸和壁厚波动较大。以上环节如不加强操控都会对型材制品的质量形成影响,个别情况便会表现为型材发脆。

    二、挤出技术不合理

    1、物料塑化过度或缺乏

    这与技术温度设定和喂料比例有关,温度设定过高会形成物料过塑化,其组分中部分分子量较低的成份会分化、蒸发;温度过低其组份中各分子间没有彻底熔合,分子结构不结实。而喂料比例太大形成物料受热面积和剪切增大,压力增大,易导致过塑化;喂料比例太小形成物料受热面积和剪切减小,会形成欠塑化。无论是过塑化仍是欠塑化都会形成型材切割崩口表象。

    2、机头压力缺乏

    一方面与模具设计有关(这在下面单独描述)另一方面是与加料比例和温度设定有关,压力缺乏时,物料的密实度就差,就会成安排疏松呈现型材料脆表象,这时应调整计量加料转速和挤出螺杆转速使机头压力操控在25Mpa-35Mpa之间。

    3、制品中的低分子成份未排出

    制品中的低分子成分产生通常有两个途径,一是在热混时产生,这在热混时经过抽湿和排气系统能够排出。二是部分残存的和挤出受热受压时产生的水份和氯化氢气体。这通常经过主机排气段的强制排气系统来强制排出,真空度通常在-0.05Mpa-0.08Mpa之间,不开或过低,都会在制品中残存低分子成份,形成型材力学功能下降。

    4、螺杆转矩太低

    螺杆的转矩是反应机械在受力状态下的数值,技术温度设值的高低,喂料比例的多少都直接在螺杆转矩值上得到体现,螺杆转矩太低从某种程度上反应出温度偏低或喂料比例小,这么物料在挤出程度中同样得不到充分塑化,也就会降低型材的力学功能。根据不同的挤出设备和模具,螺杆转矩通常掌握在60%-85%之间就能满足要求。PVC异型材

    5、牵引速度与挤出速度不匹配

    牵引速度太快会形成型材壁薄力学功能下降,而牵引速度太慢,型材受到的阻力大,制品处于高拉伸状态,也会对型材的力学功能形成影响。

    三、模具设计不合理

    1、口模截面设计不合理,尤其是内筋的分布和交界面角度的处理。这么会形成应力集中表象存在,需要改进设计和消除交界面处的直角和锐角。

    2、模头压力缺乏。模头处压力巨细是直接受模具的压缩比,特别是模具平直段的长度来决定的。模头的压缩比太小或平直段太短都会形成制品不致密,影响物理功能。模头压力的改变一方面能够经过改变模头平直段长度来调整流料阻力;另一方面在模具设计阶段可选择不同的压缩比来改变挤出压力,但必须留意机头压缩比要与挤出机螺杆的压缩比相适应;还能够经过改变配方,调整挤出技术参数,添加多孔板来改变熔体压力的巨细。

    3、对于因分流筋汇合不良形成的功能下降应适当添加筋与外表面、筋与筋汇流处的长度,或者增大压缩比来解决。

    4、口模出料不均匀,形成型材壁厚薄不一致,或者密实度不一致。这也就形成了型材两个面之间的力学功能上的差别,咱们在实验时有时冷冲一面合格一面不合格,也恰恰证明了这一点。至于壁薄等非标型材这儿就不再多说。

    5、定型模的冷却速率。

    冷却水温往往没有导致足够的重视,冷却水的效果是将型材拉伸的大分子链及时冷却定型,达到使用意图。缓慢的冷却能够使分子链有足够的时间舒展,有利于定型。而急速冷却,水温与挤出型坯的温差太大,制品受骤冷不利于制品低温功能的进步。从高分子物理学解释,PVC大分子链在温度、外力的效果下,发生卷曲、拉伸进程,当温度、外力撤出后,大分子链没有及时康复自由状态而外于玻璃态,大分子链杂乱无序摆放,形成微观上制品低温冲击功能低。从

    塑料加工技术学解释pvc异型材在挤出后,制品撤去温度、外力后有应力松弛进程。适合的冷却水温有利于这个进程。冷却水温过低,制品中的应力没有来得及消除,形成制品功能下降。所以异型材冷却采用缓冷方式,并可避免成型后的制品翘曲,弯曲和缩短表象,能够避免因为内应力效果而使制品冲击强度降低。通常水温度操控在20℃。为了使型坯柔和地冷却而不致骤冷,将衔接冷却定型套的水管接在定型的后部,让水在定型套中流动方向与型坯运动方向相反而从定型套前排出。这么也不致于形成因水温过低形成型坯骤冷、产生过大内应力,使型材脆化,型材的抗冲击功能下降。

    四、混料设备和挤出设备在本章中作为一个固化因素不再论述

    五、切口有崩口表象

    值得咱们商讨的是有一种情况,在型材取样实验时,无论是冷冲、角强度仍是加热后尺寸变化率等都合格,(GB/T8814-2004),可是在下料时切口仍是有轻微不明显的崩口表象,特别是内筋。一种说法,此种表象属正常表象是受外界因素影响即:

    ①门窗制作时,加工环境温度低于12℃。这不只对下料形成崩口,而且对焊角强度等都会形成一系列影响;

    ②下料时进锯速度过快,通常这时切割锯切割时声音对比急促且尖锐;

    ③切割锯片老化或有脱齿表象。

    另一种则以为仍是型材自身的原因,即配方和挤出技术等,笔者以为这几个方面兼而有之,除以上说法外。这儿面还有一个刚性目标和柔性目标的和谐疑问。即只要找到其最佳平衡点,那么疑问就会迎刃而解。

    (1)配方系统对刚性目标和柔性目标的影响,配方中要添加或减小刚性目标必然要添加或减少填料,而添加填料又直接影响其柔性目标。填料过多,型材便会呈现冷冲不合格,焊接强度降低。

    填料过少,型材便会呈现尺寸变化率大。一样的是添加或减小柔性目标,必然要添加或减小抗冲改性剂或加工助剂,而添加或减小加工助剂又直接影响其刚性目标。加工助剂过多,则型材刚性目标下降;加工助剂过少,则型材刚性目标上升,在配方中这两者是一个既对立又统一的相互制约的因素,但不能说要进步刚性目标却又要保持柔性目标便能够在添加填料的同时又无原则添加加工助剂,这是不合理的。

    所以在配方系统中要确定一个最佳结合点,以达到其刚性和柔性的平衡。

    (2)挤出技术对型材刚性和柔性目标的影响。挤出温度设定的高低是影响物料塑化程度的因素之一,物料过塑化物料中的低分子聚合物分化,蒸发,形成分子间结构变化会增大刚性目标和降低柔性目标。

    物料塑化缺乏,物料中各组分的分子之间还没有充分溶合会降低刚性目标,同时柔性目标得到充分展现。螺杆转矩和挤出压力与型材的刚性目标成正比,随转矩和压力升高而添加。柔性目标则与其成反比,随转矩和压力的升高而降低。

    需要补充的是,在刚开机挤出时会偶然发现个别型材没有崩口表象,但却发现其内筋已有轻微气泡,这又是一个新疑问。有三种假设:

    ①此段型材挤出时的加工温度要高于常规技术温度,如果是则说明前面咱们所设定的加工技术温度偏低,型材欠塑化,而要进步技术温度却不要让其内筋发泡,则要适当添加稳定剂的用量,这当然也与物料的挤出速度即物料在机筒内的停留时间有关。

    ②螺杆芯温过高,如是这种情况则更好解决,适当降低螺杆芯部温度便可。

    ③主机没有开真空或真空度过低。如是这么则型材的加热后状态不过关,如果加热后状态没有疑问则仍是要回到前面两个疑问中去。

PVC塑料型材

PVC塑料型材

    这也就说明,尽管型材实验各项目标都合格,也不能说明你的配方系统和挤出技术绝对没有疑问,说不准在哪个环节呈现小小的纰漏。因此咱们在研究任何疑问时都要统筹考虑,不能枉下结论就是哪一点,哪一方面的疑问,形成无端的争辨,咱们应该本着严谨的科学态度逐一排查,逐一斟酌。


上一篇文章: 浅谈PVC异型材制造中的真空度操控
下一篇文章: 塑料建材开展的严重转型期现已到来

网站首页 / 关于我们 / 产品展示 / 企业形象 / 资质认证 / 技术支持 / 新闻资讯 / 联系我们 / 留言反馈 / 网站地图

东莞市美轩塑胶制品有限公司 版权所有 2015 粤ICP备201510041-1