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文檔簡介
1、PVC木塑原料助劑性能與作用機理一:常用助劑1:相容劑(偶聯劑.交聯劑)(加工助劑)2:穩定劑(加工助劑)3:潤滑劑(加工助劑)4:發泡劑(功能助劑)5:發泡調節劑(功能助劑)6:增塑劑(加工助劑)7:增韌劑(功能助劑)抗沖擊改性劑(功能助劑)8:著色劑(功能助劑)9:阻燃劑(功能助劑)10:加工助劑二:填充料1:三:聚合物1聚錄乙烯四:原料中影響木塑復合材料(WPC)性能的因素常見問題擠出過程常見問題1:相容劑(偶聯劑.交聯劑)作用:1.化學鍵合機理:偶聯劑在木質纖維界面有可能形成部分共價鍵潤濕機理:偶聯劑改善了木質纖維與聚合物之間的潤濕作用。位阻即分散機理:偶聯劑降低了物料表面張力,形成位
2、阻效應。約束層機理:偶聯劑在木質材料與聚合物之間形成高度交聯的界面區域,該區域的模量介于木質與聚合物之間。變形層機理:偶聯劑在木質材料與聚合物之間產生堅韌、柔韌的層界面。弱邊界層機理:偶聯劑消除了木質材料與聚合物之間的弱邊界。“分子橋”作用:偶聯劑能在木粉與高聚物之間建立起具有特殊功能的“分子橋”。補強作用:偶聯劑能提高木塑復合材料多項機械強度,有些參數可高達300%。以上所列舉的偶聯劑的作用與機理并不是說隨便哪一種偶聯劑都能全部具備,但偶聯劑是具有兩種結構的化學物質是肯定的。它們分子中的一部分官能團可與高分子材料中的分子鏈進行化學反應或是物理纏繞。另一部分官能團可與填充物中的粉體表面反應,形
3、成鍵合,從而達到“偶聯”作用。改善木塑界面結合,降低基體黏度,提高交聯,減少吸水度,促進分散,提高強度,保持機械性能馬來酸酐接枝聚烯烴、丙烯酸樹脂、鋁酸酯、鈦酸酯、硅烷氧基、硼酸酯等木塑復合材料是高填充的材料,而親水性的木質材料與的疏水性的聚烯烴相容性比較差,影響了木塑復合材料的性能,此外,氫鍵的作用也導致木纖維之間的作用力增強,從而影響木纖維在塑料基體中的分散。因此,在木塑復合材料的研制中需要解決的最大問題是如何使木質材料和塑料基體之間具有良好的界面相容性。改善兩者相容性的方法用得較多的是添加相容劑,相容劑一般有接枝改性聚合物型,低分子量偶聯劑型,復合型等。其中用得最多,最有效的方法是添加接
4、枝改性聚合物相容劑。這類相容劑是熱塑性彈性體表面接枝極性單體,如馬來酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)等a)偶聯劑能使塑料與木粉表面之間產生強的界面結合;同時能降低木粉的吸水性,提高木粉與塑料的相容性及分散性,所以復合材料的力學性能明顯提高。常用的偶聯劑主要有:異氰酸鹽、過氧化異丙苯、鋁酸酯、酞酸酯類、硅烷偶聯劑、馬來酸酐改性聚丙劑(MAN-g-PP)、乙烯-丙烯酸酯(EAA)。一般偶聯劑的添加量為木粉添加量的lwt%8wt%,如硅烷偶聯劑可以提高塑料與木粉的粘結力,改善木粉的分散性,減少吸水性,而用堿性處理木粉只能改善木粉的分散性,不能改
5、善木粉的吸水性及其與塑料的粘結性。需注意的是馬來酸鹽偶聯劑與硬脂酸鹽潤滑劑會發生相斥的反應,一起使用時導致產品質量和產量降低。偶聯劑的使用有利于提高纖維和無機填料的相容性以提高產品的力學指標和降低制品的吸水率,本人建議用DL-88其使用量是纖維和填料總和的1.5%,其價格適中用量和性能可與硅烷偶聯劑相媲美。且是固體粉狀物稱量和添加方便。種類:1、馬來酸酐接枝聚烯烴(MAPE,MAPP)2、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚烯烴(GMA-g-EPDM)3、鈦酸酯、鋁酸酯偶聯劑的應用2:穩定劑作用:木塑復合材料制品的加工和應用環境復雜,導致其老化降解的因素很多,如氧、光、熱、微生物、高能輻射等。根據誘發因
6、素的老化機理各不相同,穩定化添加劑一般包括抗氧劑、光穩定劑、熱穩定劑、防霉劑等。穩定劑的用量一般不會超過樹脂量的1。阻止加工過程中聚合物氧化降解.抗阻酚、亞磷酸酯、金屬皂類、有機錫化合物類、環氧化合物類、鉛鹽類、多元醇類、復合穩定劑、稀土穩定劑熱穩定劑熱穩定劑主要功能是防止加工時的熱降解,也有防止制品在長期使用過程中老化的作用。用量較大的是聚氯乙烯和氯乙烯共聚物的熱穩定劑。熱穩定劑在軟質制品中的用量為2左右,而在硬質制品中為35。熱穩定劑的主要類別有鹽基性鉛鹽、脂肪酸皂、有機錫、有機輔助穩定劑和復合穩定劑。鹽基性鉛鹽(即堿式鉛鹽)如二鹽基碳酸鉛和二鹽基亞磷酸鉛,使用最早,目前仍大量采用。其耐熱
7、性、電絕緣性、耐候性均較好,價格低,但有毒,不透明,分散性差。脂肪酸皂,主要是硬脂酸和月桂酸的鎘、鋇、鈣、鋅、鎂鹽。通常將鎘皂和鋇皂,鈣皂和鋅皂并用,以產生協同效應。鎘皂毒性大,鋇皂也有一定毒性,但鈣皂和鋅皂無毒。有機錫,是近來發展最快的類別。具有良好的透明性,許多品種的耐熱性和耐候性十分突出,是硬質透明制品必不可少的熱穩定劑。二巰基醋酸異辛酯、二正辛基錫是應用最廣的無毒穩定劑。亞磷酸酯和環氧化合物,作為輔助穩定劑常用作復合穩定劑的組分。復合穩定劑有通用的鎘鋇(鋅)、耐硫化污染的鋇-鋅、無毒的鈣-鋅以及有機錫復合物等類型,多為液態。一般沒有特別說明,熱穩定劑都是專指PVC加工使用的穩定劑,因為
8、PVC的熱穩定性較差。木塑復合材料中比較常用的是鈣/鋅穩定劑和稀土熱穩定劑。鈣/鋅復合穩定劑是國內外普遍認為較安全的產品,但是鈣/鋅羧酸鹽的相互締合性弱,穩定體系的效果稍差,因此在合成過程中通常要添加一些輔助穩定劑來改善鈣和鋅羧酸鹽的性能。稀土穩定劑因其具有無毒、高效、多功能、價格適宜等優點,適用于軟、硬質及透明與不透明的PVC制品。加入稀土復合熱穩定劑還能改善復合材料的抗紫外線性能。種類:復合鉛鹽穩定劑:優點是熱穩定性好,具有耐侯功能,缺點是有毒不環保,加工時分散性差,難以保持制品優異的物理性能。生產廠家在生產時會據不同用途生產不同鉛含量的穩定劑(PVC硬質制品,管材,型材,片材;軟制品電纜
9、料,軟管等)木塑生產用復合鉛鹽穩定劑鉛含量最好不要低于30%。為了加工復合鉛鹽穩定劑需加一些滑劑(硬脂酸,石蠟,PE蠟。氧化Pe蠟等)用于生產木塑發泡最好是加氧化PE蠟有利于配方的調整和不影響制品質量(具有較好的潤滑性)。用量據加工方法和設備的新舊,螺桿的大小,穩定劑的好壞來定,一般加4-5%.。不可用于透明制品,具有硫化污染,不可與有機錫混用。鉛鹽類是PVC最常用的熱穩定劑,也是十分有效的熱穩定劑,其用量可占PVC熱穩定劑的70以上。鉛鹽類穩定劑的優點:熱穩定性優良,具有長期熱穩定性,電氣絕緣性能優良,耐候性好,價格低。鉛鹽類穩定劑的缺點:分散性差、毒性大、有初期著色性,難以得到透明制品,也
10、難以得到鮮明色彩的制品,缺乏潤滑性,易產生硫污染。常用的鉛鹽類穩定劑有:三鹽基硫酸鉛分子式為3PbO.PbSO.H20,代號為TLS,簡稱三鹽,白色粉末,密度6.4g/cm。三鹽基硫酸鉛是最常用的穩定劑品種,一般與二鹽亞磷酸鉛一起并用,因無潤滑性而需配人潤滑劑。主要用于PVC硬質不透明制品中,用量一般27份。類(到品二系鹽/鹽,硯優二鹽基亞磷酸鉛分子式為2PbO.PbHPO3.H2O,代號為DL,簡稱二鹽,白色粉末,密度為6.Ig/cm3。二鹽基亞磷酸鉛的熱穩定性稍低于三鹽基硫酸鉛,但耐候性能好于三鹽基硫酸鉛。二鹽基亞磷酸鉛常與三鹽基硫酸鉛并用,用量一般為三鹽基硫酸鉛的1/2。溫)V常0,定5
11、)常制是二鹽基硬脂酸鉛代號為DLS,不如三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛常用,具有潤滑性。常與三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛并用,用量為0.51.5份。鉛鹽類是PVC最常用的熱穩定劑,也是十分有效的熱穩定劑,其用量可占PVC熱穩定劑的70%以上。最熱0劑品0于部白用鉛鹽類穩定劑的優點:熱穩定性優良,具有長期熱穩定性,電氣絕緣性能優良,耐候性好,價格低。,透主,22D水式/改鉛鹽類穩定劑的缺點:分散性差、毒性大、有初期著色性,難以得到透明制品,也難以得到鮮明色彩的制品,缺乏潤滑性,易產生硫污染。期營到硫缺得理V0、酸明常用的鉛鹽類穩定劑有:末/為定白1,合企)業三鹽基硫酸鉛分子式為3PbO.PbSO.
12、H20,代號為TLS,簡稱三鹽,白色粉末,密度6.4g/cm。三鹽基硫酸鉛是最常用的穩定劑品種,一般與二鹽亞磷酸鉛一起并用,因無潤滑性而需配人潤滑劑。主要用于PVC硬質不透明制品中,用量一般27份。酸產0劑系末鹽石7責塑8二鹽基亞磷酸鉛分子式為2PbO.PbHPO3.H2O,代號為DL,簡稱二鹽,白色粉末,密度為6.1g/cm3。二鹽基亞磷酸鉛的熱穩定性稍低于三鹽基硫酸鉛,但耐候性能好于三鹽基硫酸鉛。二鹽基亞磷酸鉛常與三鹽基硫酸鉛并用,用量一般為三鹽基硫酸鉛的1/2。潤定限1常基不司h子,品二鹽基硬脂酸鉛代號為DLS,不如三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛常用,具有潤滑性。常與三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞
13、磷酸鉛并用,用量為0.51.5份鉛鹽類穩定劑的優點:熱穩定性優良,具有長期熱穩定性,電氣絕緣性能優良,耐候性好,價格低。鉛鹽類穩定劑的缺點:分散性差、毒性大、有初期著色性,難以得到透明制品,也難以得到鮮明色彩的制品,缺乏潤滑性,易產生硫污染。常用的鉛鹽類穩定劑有:P和的的鉛上式彩部認區東有機錫穩定劑:優點是熱穩定性好可用于透明制品,添加量少,低毒,缺點是價格高,因其是液體運輸和使用有點不便。潤滑性一般,與金屬硬脂酸鹽并用可除協同作用外還可減少有機錫用量,降低成本。鈣鋅穩定劑:是一支無毒環保的新型熱穩定劑有液體和粉狀兩種,缺點是熱穩定性較差添加量大,潤滑性好。國內的木塑生產大多用復合鉛鹽穩定劑因
14、加格便宜。但是作為木塑環保材料有點背離環保宗旨,且對配方的調整和產品質量的穩定有一定影響。穩定劑不是越多越好其也有一個最佳添加量,少了熱穩定性不夠,多了影響塑化和產品物理性能。3:潤滑劑作用機理:潤滑劑一般用硬脂酸,石蠟,PE蠟、硬脂酸鈣等搭配按所需比例來組成生態木生產的潤滑劑體系。硬脂酸,石蠟價格便宜潤滑性能好,其缺點是熔點太低(50多度),低熔點的潤滑劑在賦予潤滑性的同時也起到增塑的左用,這樣產品的表面剛性不是很好,且降低產品的維卡降和使產品在使用過程中極易變形。PE蠟如果是新的PE料來生產且是百分百的純的熔點可達到80度以上是不會降低產品的維卡。如果PE蠟生產商為了降低成本采用回收PE料
15、且加一定比例的硬脂酸和石蠟這樣就不是真正的PE蠟同樣會影晌產品的使用性能。潤滑劑的作用在于減少聚合物和設備之間的摩擦力,以及聚合物分子鏈之間的內摩擦。前者稱為外潤滑作用,后者稱為內潤滑作用。具有外潤滑作用的如硅油、石蠟等,具有內潤滑作用的如單甘酯,硬脂醇及酯類等。至于金屬皂類,則二者兼有。另外需要說明的是,內外潤滑的說法只是我們的一種習慣稱謂,并沒有明顯的界限,有些潤滑劑在不同的條件起不同的作用,如硬脂酸,在低溫或少量的時候,能起內潤滑作用,但當溫度升高或用量增加時,它的外潤滑作用就逐漸占優勢了,還有一個特例是硬脂酸鈣,它單獨使用時作外潤滑劑,但當它和硬鉛及石蠟等并用時就成了促進塑化的內潤滑劑
16、了。在硬質PVC塑料中,潤滑劑過量會導致強度降低,也影響工藝操作。對于注射制品會產生脫皮現象,尤其是在澆口附近會產生剝層現象。對注射制品,硬脂酸和石蠟總用量一般為0.51份:擠出制品一般不超過1份。在軟制品配方中,潤滑劑用量太多,會起霜并影響制品的強度及高頻焊接和印刷性。而潤滑劑太少則會粘輥,對吹塑薄膜而言,潤滑劑太少會粘住口模,易使塑料在模內焦化。同時,為了改善吹膜的發粘現象,宜加入少量的內潤滑劑單甘酯。生產PVC軟制品時,潤滑劑加入量一般小于1份。潤滑劑品種的選擇和搭配及其用量,內外潤滑的平衡和保證前中后期足夠潤滑劑量是保證木塑生產正常的關鍵。潤滑劑種類很多如硬脂酸,石蠟,PE蠟,氧化PE
17、蠟,硬脂酸鹽,單甘脂,PETS,EBS,等等,其中有些是內滑劑,外滑劑,有些是前期潤滑劑,有些是后期潤滑劑,但它們在不同的加工溫度都是可相互轉化的。不同的機臺潤滑劑用量也不同單螺桿比雙螺桿用量多且內外滑側重點也不同,設備的新舊和大小用量也不一樣,制品形狀的簡易內外滑的用量都不同,不同的穩定劑滑劑的用量也不一樣(有些穩定劑有潤滑性,有些沒有)。潤滑劑的多少影響到生產的穩定和連續生產周期,產品的表觀,產品的發泡和力學指標。PVC加工內外潤的平衡方法為了生產順利,首先選擇粒徑適中且粒徑分布均勻的CaC03,再根據潤滑平衡原則,從以下5點考慮。1內、外潤滑均不足:熔體粘度較大,塑化扭矩較大,熔體粘壁現
18、象嚴重,物料表面有黃色的分解線,表面光滑性較差,制品力學性能較低。2內、外潤滑劑均過量:塑化扭矩較小,熔體塑化明顯不足,雖然制品光滑度很好,但壓點粘合較差,嚴重影響制品力學性能。3內潤滑劑較少、外潤滑劑較多,塑化時間明顯地延長,塑化扭矩減小,制品成型困難變脆。4內潤滑劑較多,外潤滑劑較少,塑化時間明顯地縮短,有較嚴重粘壁現象,熱穩定時間縮短,制品表面有分解黃線。當CaCO3粒徑過大時混合料塑化時間明顯延遲,螺桿扭矩較低生成的摩擦熱過少,熔體強度低制品難成型。為了增加熔體強度、促進塑化,加入一定數量的新型JL-M01聚合加工改性劑。新型JL-M01聚合加工改性劑能增加混合料的熔體粘度及粘附性,提
19、高了剪切力對摩擦熱的轉換。潤滑劑木塑復合材料常常需要加入潤滑劑來改善熔體的流動性和擠出制品的表面質量,所使用的潤滑劑分為內潤滑劑和外潤滑劑。內潤滑劑的選擇與所用的基體樹脂有關,它必須與樹脂在高溫下具有很好的相容性,并產生一定的增塑作用,降低樹脂內分子間的內聚能,削弱分子間的相互摩擦,以達到降低樹脂熔融粘度、改善熔融流動性的目的。外潤滑劑在塑料成型加工中實際上起了樹脂與木粉之間界面潤滑的作用,其主要功能是促進樹脂粒子的滑動。通常一種潤滑劑往往兼備內、外兩種潤滑性能。潤滑劑對模具、料筒、螺桿的使用壽命,擠出機的生產能力,生產過程中的能耗,制品表面的光潔度及型材的低溫沖擊性能都有一定的影響。常用的潤
20、滑劑有:硬膽酸鋅、乙撐雙脂肪酸酰胺、聚酯蠟、硬脂酸、硬脂酸鉛、聚乙烯蠟、石蠟、氧化聚乙烯蠟等。種類:硬膽酸鋅、乙撐雙脂肪酸酰胺、聚酯蠟、硬脂酸、硬脂酸鉛、聚乙烯蠟、石蠟、氧化聚乙烯蠟等4:發泡劑作用機理:一般采用AC發泡劑和小蘇打搭配使用,也有用AC發泡劑和碳酸氫鈉鹽來搭配。AC發泡劑優點是發氣量大,用量小,缺點是分解不完全會殘留一小部分在產品里,這樣在產品的使用過程中會影晌到產品表觀如殘留的發泡劑遷移到產品表面產生斑點和影晌產品的耐候性能加速產品的老化擠出發泡成型材料能較好的改善材料的沖擊強度和韌性,因為木塑復合材料發泡形成的氣泡能有效阻止材料中原有裂紋擴展,使裂紋尖端變鈍。另外泡孔的存在使
21、材料密度降低到接近木材。由于發泡,樹脂用量減少,那樣成本降低;此外發泡復合材料更具有木質感,并便于安裝。目前,大約全部WPC制品的20%以上(多為木粉/PVC)是發泡材料。偶氮二甲酰胺(AC)適用范圍極廣,是接近理想發泡劑性能的綜合性能極佳的發泡劑產品。4,4-二磺酰肼二苯醚(OBSH)也是較好的發泡劑。盡管木塑復合材料存在很多優點,也已經工業化生產,目前研究的主要是解決樹脂和木粉的相容性問題,加入相容劑是可以提高復合材料的強度,但這類方法仍不能很好的提高材料的沖擊性能,然而使用擠出發泡成型材料能較好的改善材料的沖擊強度和韌性,因為木塑復合材料發泡形成的氣泡能有效阻止材料中原有裂紋擴展,使裂紋
22、尖端變鈍。另外泡孔的存在使材料密度降低到接近木材。由于發泡,樹脂用量減少,那樣成本降低;此外發泡復合材料更具有木質感,并便于安裝。目前,大約全部WPC制品的20%以上(多為木粉/PVC)是發泡材料。偶氮二甲酰胺(AC)適用范圍極廣,是接近理想發泡劑性能的綜合性能極佳的發泡劑產品。4,4z-二磺酰肼二苯醚(OBSH)也是較好的發泡劑。木塑制品模具基本都是采用賽盧卡式設計這有利于提高發泡倍率和中空制品的生產,建議采用CCR-10發泡劑,其對熱變形,耐候性,環保性等要求較高的片材,型材,管材而開發的一支改性發泡劑,發氣量略小于AC,但分解完全,對提高制品的剛性,維卡均有幫助。其分解速度慢使擠出物離開
23、模頭時表面很快冷卻,有助于形成密實表面的泡孔結構,適用于賽盧卡和結皮發泡。e)發泡劑木塑復合材料具有很多優點,但由于樹脂與木粉的復合,使其延展性和耐沖擊性降低,材料脆,密度也比傳統木制品大近2倍,限制了它的廣泛使用。而經發泡后的木塑復合材料由于存在良好的泡孔結構,可鈍化裂紋尖端并有效阻止裂紋的擴張,從而顯著提高了材料的抗沖擊性能和延展性,且大大降低了制品的密度。發泡劑種類很多,常用的主要有兩種:吸熱型發泡劑(如碳酸氫鈉NaHC03)和放熱型發泡劑(偶氮二甲酰胺AC),其熱分解行為不同,對聚合物熔體的粘彈性和發泡形態有著不同的影響,因而要根據制品的使用要求選擇適當的發泡劑。適用于生態木的色粉一般
24、用黃、紅、黑、鈦白粉等。黃、紅兩種色粉有無機和有機兩種。無機色粉的優點是在耐候性和抗遷移耐高溫等方面優于有機色粉缺點是添加量大,對于較鮮艷的顏色不適用,但價格便宜。有機色粉反之。生態木一般用有機和無機色粉搭配使用。鈦白粉有R鈦型和銳鈦型兩種。R鈦遮蓋力和耐候性優于銳鈦,所以生態木一般用R鈦型鈦白粉種類:5:發泡調節劑作用機理:在PVC發泡制品中,加入超高分子量聚合物的目的:一是為了促進PVC的塑化;二是為了提高PVC發泡物料的熔體強度,防止氣泡的合并,以得到均勻發泡的制品;三是為了保證熔體具有良好的流動性,以得到外觀良好的制品。發泡調節劑有丙烯酸類和甲酯類。丙烯酸類的分子量和粘度較低發泡效果不
25、如甲酯類的但所生產的產品剛性比甲酯類的好。甲酯類的分子量和粘度高有利于發泡但生產的產品剛性比丙烯酸類的要差。所以丙烯酸的發泡調節劑適用于真空定型發泡類得產品如型材而甲酯類的發泡調節劑適用于自由發泡類的產品如發泡板材。木塑制品的密度據不同使用場景密度大小也不一樣一般在0.7-0.8左右,所以一般用DLF-530就可以達到要求,其分子量在500萬左右,如用更高分子量的調節劑對發泡是有幫助但會降低產品的剛性。一般用量為6-8份。PVC發泡工藝控制關鍵點塑料發泡成型分為三個過程:氣泡核的形成、氣泡核的膨脹和泡體的固化。對于添加化學發泡劑的PVC發泡片材來說,氣泡核的膨脹對發泡片材的質量起決定性影響。P
26、VC屬于直鏈分子,分子鏈較短,熔體強度低,在氣泡核膨脹成氣泡過程中,熔體不足以包覆住氣泡,氣體易溢出合并成大泡,降低發泡片材的產品質量。提高PVC發泡片材質量的關鍵因素是提高PVC的熔體強度。從高分子材料加工特性分析,提高PVC熔體強度的方法有多種,但最有效的方式是添加提高熔體強度的助劑和降低加工溫度。PVC屬于非晶材料,隨熔體溫度的提高熔體強度降低,反之隨熔體溫度降低熔體強度提高,但降溫的作用有限僅起到輔助作用。ACR類加工劑都有提高熔體強度的作用,其中發泡調節劑最有效果。熔體強度隨發泡調節劑含量增加而提高。一般而言,只要螺桿有足夠的分散混合能力,添加高黏度的發泡調節劑對提高熔體強度效果更明
27、顯。甲基丙烯酸甲酯樹脂分子式C5H8O2;CH2C(CH3)COOCH促進PVC的塑化在擠出過程中,加入的發泡調節劑首先通過加熱而先軟化,其次,由于發泡調節劑與PVC相容性良好,將周圍的PVC樹脂抱緊而粘接在一起,并把從外部來的剪切力傳遞給樹脂,從而促進了塑化。2、改善熔體的彈性、增強熔體的伸長率和提高熔體的強度,有利于包覆氣泡,防止氣泡合并或破裂PVC發泡材料的擠出工藝對熔體物理力學性能的要求很苛刻,提高發泡制品質量的關鍵因素是提高PVC的熔體強度。機理:PVC屬于直鏈分子,分子鏈較短,熔體強度低,熔體不足以包覆住氣泡,氣體易溢出合并成大泡,降低發泡制品的產品質量。加入發泡調節劑后,由于它的
28、分子量很高,它的長分子鏈纏繞黏附在PVC的分子鏈上,行成一定的網狀結構,使得PVC的熔體強度大大提高,可以保持進入熔體的氣泡達到均勻的蜂窩結構,使產品的泡孔小而多,泡孔結構更合理,從而制得低密度的發泡材料。同時,由于氣體不會從熔體中逸出,材料表面就會特別光滑而且有光澤。要獲得泡孔比較均勻的發泡材料,首先發泡劑的分解溫度與樹脂的熔融溫度接近,其次是發泡劑應在樹脂達到適宜黏度的溫度范圍內均勻放氣;發泡劑AC的分解溫度遠高于PVC的成型溫度,因此,必須把AC的分解溫度降到PVC的成型溫度附近,并有較大的發氣量。鄧輝等使用納米ZnO粒子作為AC的助發泡劑,將AC突發溫度降至130160C的范圍內,且發
29、氣穩定、迅速,用量為AC的10%30%。泡孔調節劑ZB-530和K-400對PVC體系有促進塑化、改善表觀質量、提高熔體強度及延展度的作用。尿素、碳酸鋅、檸檬酸、醋酸鋅、硫酸鉻和甘油等助發泡劑活化后通常能夠增加AC發泡劑的發氣量。1、發泡調節劑選擇的原則:不同聚合度的PVC,女口S-700、S-800、S-1000,具有不同的加工溫度、熔體粘度和熔體流動性,要據此選用合適的發泡調節劑。塑化速度要合適熔體強度要足夠熔體流動性要好不同的產品,如發泡板材、發泡厚板、發泡薄板、木塑發泡板、鋼塑發泡板等,所需工藝條件不同,應根據各型號發泡調節劑的基本特性選用不同的型號。選擇與相應的PVC能夠分散良好的發
30、泡調節劑,以保證熔體的均勻性和良好的板面質量。選擇良好的內外潤滑劑加入足夠的熱穩定劑發泡調節劑和發泡劑之間存在重要的關系,發泡片的密度與發泡調節劑存在一平衡點,在這一平衡點之外,發泡片密度不受發泡劑含量的影響,維持恒定,也就是增加發泡劑用量不能降低密度,導致這一現象的原因是在一定量的發泡調節劑用量下,PVC的熔體強度是有限的,過量的氣體導致泡孔塌陷或合并PVC發泡調節劑實際上也是丙烯酸酯類加工助劑,它具備PVC加工助劑的所有基本特點,與PVC通用加工助劑的唯一不同就在于分子量,PVC發泡調節劑的分子量要遠高于通用型加工助劑。一、發泡機理:在PVC發泡制品中,加入超高分子量聚合物的目的:一是為了
31、促進PVC的塑化;二是為了提高PVC發泡物料的熔體強度,防止氣泡的合并,以得到均勻發泡的制品;三是為了保證熔體具有良好的流動性,以得到外觀良好的制品。發泡材料的定義發泡塑料也叫泡沫塑料,是以塑料為基本組分,含有大量氣泡,可以說是以氣體為填充的復合材料。發泡片材的分類根據發泡倍率不同,可以分為高發泡和低發泡,根據泡體質地的軟硬程度,可以分為硬質、半硬質、軟質泡沫塑料。根據泡孔結構可以分為閉孔泡沫塑料和開孔泡沫塑料。一般常見的PVC發泡片材屬于硬質閉孔低發泡片材。PVC發泡片材的應用PVC發泡片材有耐化學腐蝕、耐候性、阻燃性等優點,廣泛應用于多個方面,包括展示面板、標記、廣告牌、隔板、建筑用板、家
32、具用板材等。評價發泡片材質量的關鍵因素對發泡材料來說,泡孔的大小和均勻程度是影響片材質量的關鍵因素。對低倍發泡片材,泡孔小而均勻,發泡片材韌性好,強度高,表面質量好。從降低發泡片材密度方面考慮,只有泡孔小而均勻才有進一步降低密度的可能性,泡大而散很難進一步降低密度。PVC發泡工藝控制關鍵點塑料發泡成型分為三個過程:氣泡核的形成、氣泡核的膨脹和泡體的固化。對于添加化學發泡劑的PVC發泡片材來說,氣泡核的膨脹對發泡片材的質量起決定性影響。PVC屬于直鏈分子,分子鏈較短,熔體強度低,在氣泡核膨脹成氣泡過程中,熔體不足以包覆住氣泡,氣體易溢出合并成大泡,降低發泡片材的產品質量。提高PVC發泡片材質量的
33、關鍵因素是提高PVC的熔體強度。從高分子材料加工特性分析,提高PVC熔體強度的方法有多種,但最有效的方式是添加提高熔體強度的助劑和降低加工溫度。PVC屬于非晶材料,隨熔體溫度的提高熔體強度降低,反之隨熔體溫度降低熔體強度提高,但降溫的作用有限僅起到輔助作用。ACR類加工劑都有提高熔體強度的作用,其中發泡調節劑最有效果。熔體強度隨發泡調節劑含量增加而提高。一般而言,只要螺桿有足夠的分散混合能力,添加高黏度的發泡調節劑對提高熔體強度效果更明顯。加工助劑在PVC發泡片材中的作用ACR類加工助劑有促進PVC熔融,提高表面光潔度,改善熔體的彈性,增強熔體的伸長率和強度的作用。有利于包覆氣泡,防止泡孔塌陷
34、。發泡調節劑的分子量和用量對發泡片的密度都有很大的影響:隨著分子量的提高,PVC熔體強度提高,發泡片的密度可以做的更低,與提高調節劑的用量有相同的作用。但這一作用不具線性關系,繼續增加分子量或提高用量,對降低密度的作用不是非常明顯,密度將趨于恒定。發泡調節劑和發泡劑之間存在重要的關系,發泡片的密度與發泡調節劑存在一平衡點,在這一平衡點之外,發泡片密度不受發泡劑含量的影響,維持恒定,也就是增加發泡劑用量不能降低密度,導致這一現象的原因是在一定量的發泡調節劑用量下,PVC的熔體強度是有限的,過量的氣體導致泡孔塌陷或合并。常見問題在PVC發泡片材擠出過程中,碰到的問題基本可以歸為4類,一是穩定性問題;二是熔體強度問題;三是潤滑問題;四是分散問題。這四類問題特別是前三類問題會相互制約,交叉影響,從表面現象看有時很難立刻分清楚,要說方觀察分析,找到問題根源才能根本解決。穩定性不足,會影響整個板面,板面發黃,發泡片材脆性大。熔體強度不足會導致發泡片泡孔大,縱切面泡很長。判斷熔體強度是否不足,最直接的辦法是到三輥后面用手指按壓包在中輥上的片材,熔體強度好按壓時能感覺到彈性。若按
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