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PVC-U塑料异型材表面变色原因分析
塑料异型材表面变色原因分析
刊登日期:01/10/2010《CPRJ 中国塑料橡胶》- 2010年10月号
文章来源:CPRJ 中国塑料橡胶
新疆天业集团化工公司乙炔车间 成丽霞
在PVC-U异型材的生产和使用过程中,有时会遇到型材表面变色的问题,这个问题如不及时分析判定其原因并加以解决,往往会影响生产和产品质量。本文结合笔者多年从事PVC-U异型材加工和配方工艺的体会,综合分析PVC-U异型材表面变色的原因。
在表面质量正常的情况下,PVC-U异型材一般为白色,表面光滑平整。按GB8814-88要求,型材“不应有影响使用的伤痕、凸凹、裂纹、杂质等缺陷”,“型材色泽应均匀一致”。如果采用白度计测量,正常生产的PVC-U异型材的白度为80左右。
型材白度分析
表1和表2是我们在一家PVC-U异型材生产企业进行两组试验生产的型材的白度比较。
表2 型材白度与配方, PVC生产对比表1 型材白度与配方, 设备模具工艺对比 从两组试验可以看出,型材的白度受原辅材料、配方、设备、模具、工艺等多种因素的影响。在其他因素相同的情况下,由於PVC生产厂家不同,生产的型材白度也不同(相差1.0);由於稳定体系不一样,采用SR-“1+ 2”为稳定体系生产的型材,比采用铅系为稳定体系生产的型材要白一些,白度提高1.0-1.5;运用不同设备、模具、工艺,加工不同型材时,型材表面白度也有差别(白度相差0.4-0.9)。所以,要生产白度完全相同的型材比较困难。只能采取各种措施尽量减小型材表面白度的差别,做到用肉眼判断“无明显色差”。
型材表面变色的原因分析
由於多方面原因,型材表面有色差实属正常现象。但是,如果型材表面变色,就属於不正常的情况了。
型材表面变色的原因是什麽呢?简而言之,型材表面变色的原因是由於主要组分PVC树脂在热和光的作用下,发生了热降解和光降解,造成型材表面变色。型材表面变色大致有两种情况:一是新配方试验时型材表面变色或正常生产时型材偶尔变色;二是正常生产时型材不变色,而在使用中发生表面变色。型材表面变色的情况不同,原因也不一样。
原因一:配方设计不合理
PVC树脂的光、热稳定性差,纯树脂加热到100℃就开始分解,超过130℃时分解更为迅速。PVC受阳光中的紫外线和空气中的氧的影响会发生光氧化分解。PVC树脂受热和光的作用分解後均造成树脂变色,颜色变化的顺序为:白色-粉红色-浅黄色-红色-褐色-黑色。为防止PVC树脂在加工过程中分解,在配方中就必须加入热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和润滑剂等十多种加工助剂。在新配方试验时,如果型材表面变色,其原因主要是配方设计不合理,主要可能是:(1)热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂的用量不足;(2)复合热稳定剂各组分的选择和配比不当;(3)内、外润滑剂各组分的选择和配比不当。
原因二:配料和原材料问题
对於己经过科学鉴定和较长时间生产考验的“老配方”,如果生产时型材偶尔变色,就可以排除“配方设计不合理”的因素。如果排除仪表失灵造成工艺变化的特殊情况,其原因是体系的热稳定性较差,主要应从配料和原材料两个方面找原因。在配料方面,由於要将PVC树脂和其他十多种不同的加工助剂按照不同比例配合在一起,所以配料工作不仅繁杂,且工作量很大,有时难免出现错配、误配等情况。如果工人在配料时忘记或少加了热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂和内外润滑剂等成份,就会偶尔出现型材表面变色的问题。在原材料方面由於频繁地更换原材料生产厂家和型号、批号,也会出现型材表面变色问题。在原材料中,对型材表面变色的影响最大的组分主要是:PVC树脂、CPE和热稳定剂。PVC树脂的热稳定性是造成型材表面变色最重要的原因。PVC树脂的分子量大小及其分子量分布决定了它的热稳定性能。在同样的条件下,PVC树脂的分子量愈大,其分子量分布愈小时,树脂的热稳定性愈好。也就是说,不同型号的PVC树脂的热稳定性能不一样,相对而言应当是SG4 SG5SG6。如果按照SG5型PVC的加工工艺条件,用来加工SG6型PVC树脂,生产的型材就有可能表面变色。另外,由於PVC树脂生产企业采用的原材料、工艺路线、生产规模的不同,不同厂家生产的PVC树脂的分子量分布就不一样;同一厂家、不同批号的PVC树脂由於工艺条件不尽相同,其分子量分布也会有一定区别。分子量分布宽的PVC树脂中存在一定数量的偏低分子量组分,就会显着地降低聚合物的热稳定性,造成加工出的型材表面变色。所以,在采用老配方生产时型材偶尔变色,在原材料方面首先要检查PVC树脂的生产厂家和批号是否有改变,测定并相对比较不同厂家和批号PVC树脂的热稳定性。
原因三:CPE质量
CPE的质量也是影响型材
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