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原料培训资料课件
一、PVC
纯的聚氯乙烯(PVC)树脂属于一类强极性聚合物,其分子间作用力较大,从而导致了PVC软化温度和熔融温度较高,一般需要160~210℃才能加工。另外PVC分子内含有的取代氯基,容易导致PVC树脂脱氯化氢反应,从而引起PVC的降解反应,所以PVC对热极不稳定。
鉴于PVC上述两个特点,纯PVC树脂中必须加入热稳定剂、润滑剂、加工助剂等塑料助剂,才能正常使用。PVC中加入增塑剂,可以消若PVC分子间的作用力,增加分子的移动性,从而使其加工熔融温度下降,低于PVC的热分解温度。并因此获得软质PVC制品。
PVC塑料具有良好的物理及机械性能,可用于生产建筑材料、包装材料、电子材料、日用消费品等,广泛应用于工业、农业、建筑、交通运输、电力电讯和包装等各领域。我国PVC消费主要分为两大部分,一是软质品,主要包括电线电缆、各种用途的膜、铺地材料、织物涂层、人造革、各类软管、手套、玩具、塑料鞋以及一些专用涂料和密封剂等。二是硬质品,主要包括各种型材、管材、板材、硬片、瓶类中空容器等。
PVC配方中有可能使用的助剂主要有:热稳定剂、(内、外)润滑剂、增塑剂、填充剂、抗氧剂、光稳定剂、加工助剂、冲击改性剂、抗静电剂、阻燃剂、抗菌剂、着色剂、偶联剂等。
1、PVC基本性能的情况
a、聚氯乙烯流变性能
聚氯乙烯具有通常非晶相线性聚合物的特性,在受热过程中出现玻璃态、高弹态、粘流态三种不同的物理聚集状态,如图所示。其玻璃化温度(Tg)75~85°C;流动温度(Tf)150~200°C;分解温度(Td)200~210°C。
聚氯乙烯在常温下处于玻璃态,而增塑的聚氯乙烯由于添加了增塑剂,降低大分子间引力而使流动温度Tf及玻璃化温度Tg下降。当调节增塑剂用量使Tg下降到室温以下,则使制品在室温下呈高弹态的软制品。
流动温度Tf是决定聚氯乙烯熔融加工温度的最低值,也就是说,热加工温度应超过Tf,使物料在粘流态下进行加工。分解温度Td是指开始剧烈分解的温度,在热加工中不能超过Td,以保证制品质量。
b、PVC树脂老化白度问题
PVC树脂的老化白度和热稳定性时间反映了树脂的热稳定性能,但这些指标又不能作为树脂热稳定性好坏的标尺,因为在一定数值范围内,数值低的,加工过程中所体现的热稳定性并不一定差,这和PVC树脂聚合过程及其结构有关。
但一般讲,树脂老化白度低,说明PVC分子缺陷结构较多,热稳定性差。另外,老化白度的高低对树脂加工成型的着色有重要影响。
国标中增塑剂吸收量是指常温下,100gPVC增塑剂所吸收增塑剂(DOP)的质量(g)。
c、PVC吸油值
增塑剂吸收量基本上反映了树脂颗粒内部的孔隙率。但并不是增塑剂吸收量越大,加工时增塑效果越佳。因为加工时由于各种助剂复配的相互影响和作用,混合时间有限,生产中树脂实际吸收量往往达不到测试时的吸收量。因此应辅以增塑剂吸收速率曲线(不同时间段增塑剂吸收速率)来综合分析和判定。
在软质品的加工成型中,孔隙率的高低直接影响到增塑剂的吸收速率;对于挤出成型的硬质品,虽然对树脂的孔隙率要求并不太高,但颗粒内孔隙对加工时添加助剂有很好的吸附作用,可提高助剂的效能。
d、PVC的“鱼眼”
“鱼眼”是指通常加工条件下不塑化的透明粒子,它是凝胶粒子。“鱼眼”影响薄膜的强度、电缆料的绝缘性能、唱片的音质,因而有些产品要限制树脂的“鱼眼”数。对于大多数制品,“鱼眼”数过多会使制品表面粗糙,而且还会降低整个制品的物理性能,“鱼眼”处还有可能成为降解的中心,导致产品褪色。
“鱼眼”的实质是聚合过程中因条件不当所形成的,少量具有体形分子结构的特高分子量的PVC颗粒,由于其吸收增塑剂的能力甚低,在正常加工条件下只能为增塑剂膨润而不能使之塑化。但加工者所遇到的“鱼眼”问题,并非全部属于此类体形结构,大部分属于可塑化的假性“鱼眼”,此类假性“鱼眼”是属于分子量偏高的线型结构树脂,其物理构型由包装组织过于紧密所致。
“鱼眼”的形成有多种途径,如PVC分子量分布过宽,会造成在同一加工工艺条件下,低分子量塑化快,而分子量高的分子塑化慢。如果加工条件一定,塑化慢的高分子在制品中将以假“鱼眼”的形势出现。“鱼眼”的形成与悬浮聚合配方及工艺以及PVC树脂加工配方及工艺两方面有关,应认真分析,区别对待。
对于PVC加工企业来说,除挑选“鱼眼”数比较低的PVC树脂外,还要注意加工配方的塑化性和润滑平衡性,以及加工温度的匹配性。应根据树脂结构形态,进行必要的调整,避免假“鱼眼”的大量出现。
e、PVC杂质粒子问题
杂质粒子主要有两种,一是外部带入的各类杂质,二是PVC树脂本身生产过程中产生的变色树脂颗粒,俗称黑黄点,这部分树脂的稳定性明显偏低。
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