工艺参数对pvc塑料成品质量的影响
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作者: 贾明中 贾晓丹
摘要：考察含不同配方以及工艺参数对PVc配混料的成品质量的影响，通过实验的方式完成对PVC塑料成品的分析，
关键词：PVC塑料 工艺参数 成品质量 对策
1、实验部分
1.1主要原料
硬脂酸钙，马来西亚佳利安公司；碳酸钙，广西桂林长安零星化工材料有限公司；聚氯乙烯树脂，中国海洋石油总公司；稳定剂，自行配置；钛白粉，澳洲美礼联公司，696型；石蜡，广东佛山南海化工厂，56型。
1.2主要仪器
手提式高速粉碎机，转速为24000r/min，RETSCH公司；转矩流变仪，长春市智能仪器设备有限公司；高速混合机，GRH-5Z，转速为1400到2800r/min，由张家港亚通机械有限公司。
1.3试样制备
实验配方见(表一)，首先是基料的配置，将除石蜡和硬脂酸钙之外的原料首先加入到高速混合机中搅拌5分钟；再取定量的基料，分别按表一中的几种比例方法加入石蜡和硬脂酸钙，然后将配方倒入手提式高速中药粉碎机中搅拌1分钟，均匀的配成千混料，接下来就是将定量干混料加入到转矩流变仪中进行实验。
2、PVC塑料成品质量的结果讨论
2.1PVC树脂颗粒的层次结构与加工过程的凝胶化
由于PVC在其他的单体中不能溶解，在聚合本体与聚合悬浮时，当转化率在2％左右的时侯，PVC从其单体中开始沉淀，将会产生一个直径为1μm左右的初级粒子，粒子会发生凝聚变法，产生一个直径3―10μm左右的凝聚体初级粒子。另外在聚合悬浮开始时所生产的PVC粒子被吸引到直径在30-100μm范围的悬浮液面界面上，然而形成一层皮层环绕液滴，这些液滴将会聚合成直径为100-200μm左右的树脂颗粒，所以，聚合悬浮的树脂颗粒就具有由0.5-5μm的皮层所包裹，直径在3-10μm左右的粒子凝聚体所形成的层次结构如表二所示：
PVc的初级粒子存在微区结构，其主要体现是表现出无定形，然而也含有5％-10％的微晶，其主要原因是由于有大约50％的间规立链段在PVC中，由于这些规立构链段，一部分形成了微晶，处于微区结构中心，尺寸在0.01μm左右，由带状分子联接。微晶晶粒较小、缺陷较多，然而熔程较宽，为120°C-260°C左右。
在不断的加工过程中，由于剪切和热的影响之下，PVC颗粒层次不断的在变化。在熔融温度较低时，颗粒的皮层率先破裂，层次结构会继续受到破坏，在产生初级粒子的流动单元之后结束。当温度升高时，初级粒子表面间的带状分子就会缠绕形成三维网络。冷却时会生成微晶，此时的微晶通过带状分子穿越界面与邻近的初级粒子缠结形成三维网络结构。过程被称之为PVC的凝胶化。
2.2配方与成品质量的关系
在硬质聚氯乙烯混料中加入润滑剂和加工助剂可以影响流变性能和减少熔化时间以及提高熔化扭矩，加工助剂还可以使熔体更加均一，减少熔体破裂和增强熔体强度。润滑剂能使PVC配料获得合适的塑化扭矩与时间以及良好的脱模性能，还能使PVC获得良好的力学性能和外观。传统的润滑剂概念解释(将润滑剂分为外润滑剂和内润滑剂)已经很难解释新发现的现象。Elvira B.Rabinovitch以2份有机锡为稳定剂，以不同含量的石蜡，硬脂酸钙为润滑剂，研究形态结构、挤出物韧性和熔化行为对PVC配混料的熔化行为。
表三显示了在35r/min和190°c时，按表一的实验配方，不同配比，总量2份的硬脂酸钙/石蜡对流变性能的影响。
从表三可以看出，除了硬脂酸钙／石蜡为0/2.0之外，其他四种情况的变化趋势为随着石蜡比例的增加，熔化扭矩、最低扭矩、平衡温度降低，而熔化熔化温度、时间增加。从而明石蜡的比例增加，物料的摩擦热降低，凝胶化过程延迟。
3、影响PVC塑料成品质量的对策
3.1影响PVC树脂质量的主要因素
种子乳液的品质对PVC树脂质量的影响：种子乳液中的种子乳胶因为影响EPVC的反应而影响树脂的质量，种子粒子的大小会影响到聚合反应的平稳进行，从而对反应产生影响，可能会产生破乳，有时候也会因为树脂的B型粘度偏高造成乳胶中大小粒子匹配不合理，从而使树脂的糊粘度升高。
瞬时乳化剂加入量对PVc树脂质量的影响：乳液体系的稳定性在乳液聚合中是非常重要的，他会直接影响到整个反应的稳定。当乳化剂量过多时，反应剧烈，不易控制，从而使小粒子数量增多，粒径分布不合理，会影响到树脂的质量；当乳化剂量过少时，乳化剂分子仅能覆盖少部分胶乳粒子，容易使大部分乳胶凝聚，可能出现破乳。
反应极弱或前期不反应对PVC树脂质量的影响：反应极弱或前期不反应会使聚合反应后期温度波动过大，不好控制反应的温度，峰温偏低，吹除压力高，甚至可能出现破乳，回收过程中带料严重，打料困难，胶乳粘稠，干燥的树脂B型粘度超标。
干燥器出口温度对PVC树脂质量的影响：如果干燥器出口温度过高，胶乳在喷雾干燥过程中就会形成二次粒子凝聚很牢固，造成树脂在调糊过程中不易崩解为一次粒子或者是速度过慢，从而导致糊性能差。
3.2如何排除工艺参数和配方对成品质量的影响
应根据表一、二实验和结果分析可知，工艺参数和配方对成品的质量有着重要的影响。所以必须要采用适当的工艺参数和配方才能使成品质量得到保证。
对于配方而言，则需要找到一种加工助剂使配混料的熔化时间减少，熔化扭矩提高，使熔体更加均一化，增强熔体强度，减少熔体破裂，这种加工助剂还应该改善PVC配混料的热稳定性，是PVC塑料成品具有优良的外观和力学性能。
对于工艺参数而言，则需要通过科学的实验，使熔化温度、熔化扭矩、熔化时间、平衡扭矩、平衡时间等工艺因素都达到一个最适宜PVC塑料生产的条件，这就需要专业人员不断的实验，不断的探索，从而使产品的质量更加完美。
3.3其他影响的排除
(1)模具流道比普通流道要宽、厚点，浇口要大些；主要是PVC流动性较差；(2)材料在加工前最好先干燥下，干燥温度不宜过高50度-70度左右，当然材料保存比较好的话不干燥也可以；(3)控制好加工温度，包括射嘴温度，控制温度是加工PVC的一个关键环节，如果控制不好，就很难生产出好的产品来，尤其是生产白色的产品；(4)PVC冷却相对比较慢，所以冷却时间会比较长些，尤其是厚壁件，为此应控制好料筒内融胶的停留时间，因此应选用延迟熔胶，即在开模前10多秒或20秒钟内进行熔胶；(5)注射时应采用高压低速进行注射，避免融胶在高速、高压下在模腔内烧焦或烧黑；(6)模具尽可能做到排气良好。
4、结语
硬脂酸钙和石蜡含量的比例直接影响PVC塑料成品的质量，随着石蜡比例的增加，熔化扭矩、最低扭矩、平衡温度降低，而熔化熔化温度、时间增加。科学的生产过程和适当的加工助剂和工艺参数可以使PVC塑料质量更高。
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