PVC挤出工艺温度设定与优化.doc

一 绪言 在塑料挤出行业与PVC挤出相关的技术文献中，有关锥形双螺杆挤出机工艺温度设定和控制，基本有两种思路：一种是低温工艺，温度设定大致在 165～175左右;一种是常温工艺。温度设定大致在175一185左右;在温度设定趋势上，有前高中低后高的“马鞍型”工艺(本人比较赞同“马鞍型”工艺模式，公司的生产也采用的是这种工艺模式)，也有由前到后逐步升高的“阶梯型”工艺模式。在公司不同的产品系列上还有螺筒温度设在200以上的超高温度工艺(我公司穿线管生产属此情况)，和螺筒温度设150左右的超低温度工艺(我公司部分螺杆、螺筒临近报废的设备)。不能说采取这些工艺都能生产出质量达标的产品，但其中一些完全不同的工艺却能生产出同样质量达标的产品，却是不争的事实。因此，本人觉得有必要对这些工艺温度的优劣进行全面、系统分析和研究，以便由表及里，去伪存真，从各类不同工艺温度参数中，提炼出一套能真正指导生产的科学、合理的工艺温度设定方法。实际上，我国挤出机制造行业经过多年来的发展，无论在螺杆结构压力配置，还是外加热圈功率配置方面，都为PVC—U塑料良好、均衡塑化提供了条件。实践证明: 完全可以破解以往大多数人认为“挤出工艺应当和挤出机相适应”定向思维的困扰，无论什么规格、剪切性能的锥形双螺杆挤出机，挤出量有多少，在温度可控状态下，都可以通过优化工艺温度，基本实现同一工艺温度条件下挤出，为公司挤出生产过程的三统一(设备统一、模具统一、配方统一)打下良好的基础。从而实现提高制品质量，减缓挤出机磨损，延长其工作寿命，进一步降低配方成本，方便管理，及时发现和有效处理故障等多层次目标。现将这一优化工艺温度的基本思路和生产过程实践总结如下。由于本人水平有限，错误和瑕疵在所难免，不当之处，敬请各工艺人员，管理人员及操作工批评指正，以便及时更新，谢谢! 二 工艺温度优化的基准 要优化挤出工艺温度，首先应当了解与掌握设定工艺温度的基准。大量生产实践证明，以下三个条件可作为基准： 2. 1. PVC树脂的热稳定性：PVC树脂是热敏性高聚物，单纯的PVC树脂在100条件下开始降解，150条件下，降解加速。而反过来PVC在160条件下才开始由玻璃化态经高弹态向粘流态转化。因此单纯的PVC树脂根本无法直接进行加工，必须通过添加热稳定剂来改善树脂的热稳定性。而一般PVC树脂的稳定剂试验是在180、30min与200、20min条件下进行的。因此PVC树脂的塑化温度与时间均不应超过这个范围。 2. 2. 塑化度：塑化度，亦称凝胶化程度，在PVC塑料中，塑化度是制品结晶程度与PVC初级粒子熔合程度的标志。大量的研究和测试资料表明：未经改性的P VC—U塑化度在6 0%—65%时，即制品中初级粒子尚未完全塑化，仅大部分熔合时，抗冲性能最强，其中塑化度在60%时，断裂强度最高，塑化度在65%时断裂伸长率最大。当熔体的温度在150以下时，塑化度为零;熔体温度在190以下时，制品中初级粒子清晰可见，塑化度在45%以下;熔体温度在200左右时，制品中初级粒子界限大部分消失，仅有少数初级粒子可见，塑化度为7 0%;熔体温度到200以上时，制品初级粒子完全塑化，塑化度可达8 0%以上。 2. 3. 与CPE共混体系的加工温度：我公司所有PVC制品均为加入CPE共混增韧改性的，而CPE抗冲击改性剂的温度带比较狭窄，大量试验证明，经CPE改性的 PVC在190和200条件下形成的制品，其微观形态相差很大。190时改性剂粒子形成了一个包覆PVC初级粒子的网状结构，可以获得良好的抗冲击增韧效果;200时PVC初级粒子完全熔融，网状结构消失转变为球体，分散于PVC树脂基体中，导致抗冲击性能大幅度下降。从以上论述里可以看出：采用 CPE共混改性的PVC加工工艺条件是比较苛刻的。同时PVC塑料是“不定性”高聚物，PVC降解不仅与温度有关还和时间相关。温度越高，降解的时间越短，温度越低，降解的时间越长。螺筒熔体温度宜控制在l80～185之间(这里要注意是指的熔体温度，而不是螺筒显示温度，二者是有很大区别的)，以防止因高温熔体在机内停留时间过长，发生分解。剩余的熔体温差由口模来完成，口模段熔体温度则应控制190～200甚至更高些，以便熔体到达最佳塑化度的一瞬间，即刻从口模挤出，以期实现既能从最佳塑化度状态下成型，又不至于因受高温时间过长而分解。 三 工艺温度的设定 挤出机螺筒各段及合流芯、模具各段温度具体设定大致如下： 3. 1. 给料段：l85—195℃，依据挤出机剪切性能和挤出量大小而定，确保显示温度至少 185;挤出量越大的这段要求温度越高，以便粉料能快速受热玻璃化而形成小块状。我公司挤出生产穿线管与排水管都是高速挤出，特别是穿线管，在我查阅过的资料中还未见有如此快速度生产的，所以我们公司的穿线管和排水硬管