在线客服:
       PVC 发泡制品
       PVC 异型材制品
       工程塑料制品
 
               您当前所在位置: > 网站首页 > 技术论坛
PVC异型材冷冲的影响因素
点击:559 日期:2017/8/15 9:04:08

原料方面的影响:
        1、PVC相对分子量的影响。
        PVC树脂是各种不同分子量PVC同系物的混合物,因此每种型号的PVC树脂其相对分子量都只是一个平均值或分布范围。随着PVC树脂分子量增加,PVC分子链间范德华力或缠绕程度相应增加,使其力学性能提高。分子量分布范围窄,表明聚合物中分子量高低相差不大,其加工性能较好,制品性能也稳定。分子量分布范围太广,其中偏低分子量的部分将显著降低熔体加工稳定性和产品力学性能。偏高部分则在同样的挤出工艺条件下不利于加工塑化,导致熔体塑化不均匀甚至在制品表面出现“鱼眼”会直接影响产品的力学性能。PVC异型材选用树脂一般聚合度在980~1100左右树脂较为适宜。
        2、抗冲击改性剂用量的影响
        目前在PVC—U型材配方中常用的抗冲击改性剂主要是氯化聚乙烯(CPE)和抗冲ACR。国内抗冲剂主要以低温冲击强度和光热老化强度都相对较低的CPE为主。CPE是一种与PVC具有一定相容性的高分子弹性体,它可使共混体系既能保持PVC—U的高模量,高刚性,又可以大幅提高常温及低温抗冲击性能,改善抗冲击韧性。通常情况下,抗冲击改性剂用量增加,抗冲击强度,断裂伸长率等韧性指标上升,而拉伸强度,弹性模量等刚性指标下降。但随改性剂用量进一步增加时,冲击强度会在显示一极大值后,增长趋势明显变缓。因而改性剂用量过少,材料中形成的可诱发局部屈服一剪切带的应力集中区域较少,改性效果不明显;用量过大时,常会形成较大的凝胶区,可能导致过大的应力,使PVC链断裂,导致冲击强度不高及其他性能变差。同时在选择PCE为宜,其熔融黏度大于PVC也最为匹配,分散效果最好,抗冲性能也能得到最大程度表现。
        3、稳定剂的选择。
        PVC塑化加工的过程其实就是其分解的过程,稳定剂的使用主要是为了抑制型材成形加工时PVC树脂的降解,保持制品的正常加工及使用过程中的性能。作为一种优异的稳定剂,不光要有持久稳定性,而且要能有效促进PVC凝胶化及熔体的形成且内外润滑平衡保证熔体黏度能易于流动,减少添加量从而保证长时间加工无析出保持生产的稳定性。因此,选择适合的稳定剂能有效提高配方整体的塑化性能有助于型材性能的稳定性提高。
        4、添加ACR的影响。
        加工助剂ACR是甲基丙烯酸甲酯和少量丙烯酸酯的共聚物,从形态上看,其颗粒无明显壳层,它可以改善熔体的流动性和均匀性。在型材配方中加入适量的加工助剂ACR可以加快PVC的塑化速度,提高熔体强度,改善型材表面光洁度,但其用量过多时,不仅增加了材料的成本,而且还会降低型材的冲击韧性。
        5、活化CACO3的使用。
        填充碳酸钙等无机填料会束缚周围PVC分子链的旋转和移动能力,由此那些与分子链段运动有关的材料性质会发生改变,除增容降本外,还可以改善制品的硬度,弹性模量,尺寸稳定剂和热变形温度,但也往往导致冲击强度,拉伸强度等力学性能的下降,加工性能也可能变差。选用高品质偶联剂改性的活化碳酸钙不仅可以改善物料的流变性和加工性,而且也可以改善制品的物理力学性能。同时碳酸钙填充量的多少、粒径分布、表面处理的效果都将影响熔体塑化程度进而影响型材性能。
生产工艺方面的影响
        型材生产过程中,80%-90%都是工艺的行为。工艺参数的设定直接决定物料的塑化程度(即塑化度),塑化度通谷上是指PVC树脂多层粒子结构被破坏的程度,即大颗粒在剪切和热的作用下破碎成150-250UM初级粒子,再到初级粒子破坏成5UM的次级粒子,次级粒子破碎晶体融化粒子间的边界效应消失,自由分子链相互缠绕生成三维网状结构。塑化度较低时,拉伸强度,弹性模量,断裂伸长率都很差,随塑化度提高制品刚性和强度随之增加并达到一个最大值,直到出现屈服现象,韧性也达到最大值后随塑化度升高韧性降低。而塑化程度直接源于主机对熔体温度和压力的影响。
        1、温度的影响
        PVC树脂在100℃开始分解放出氯化氢,180℃时分解加速,因此必须严格控制成型温度。加工温度过高,会造成物料过塑化,还会产生过多的分解气体不能排出,滞留在制品内;加工温度过低,组分中各分子间没有完全熔合,分子结构不牢固,物料塑化不良,制品表面出现麻点,造成表面粗糙,无光泽,可视面与内筋融接不好,使制品抗冲性能降低,材料脆性大,在冷冲实验中易破裂。在挤出机螺筒中,一二区物料塑化主要依靠外热,三四区螺杆剪切增强,剪切热骤增。因此,一般机筒温度设定一区到四区再到合流芯应从高到低,至口模处再次升温,熔体出口模温度在190℃左右为宜。
        2、熔体压力的影响。
        熔压是使物料得到均匀密实的熔体并最终成型的重要条件,熔体压力主要用来克服螺杆、料筒、分流板、多孔板、机头、口模等部位的流动阻力及自身内部的粘性摩擦。型材生产过程中压力小,型材产品就会密度小,力学性能差,就难以达到要求。在生产过程中一般通过调整合流芯温度或者增减多孔板等方法来达到调整熔体压力进而达到调整熔体塑化度及密实度。
        3、挤出速度的影响。
        在生产操作中,加料速度应与主机转速匹配,对于锥形双螺杆机出机应采用强制式喂料法。如果喂料过快,物料受到过分的挤压,除会导致真空排气孔溢料,严重时还会引起物料分解发泡。但如果喂料不足,又会使物料塑化不良、背压低、型材密度小,导致制品料脆,从而导致冷冲效果不好。另外,牵引速度与挤出速度要匹配,在型材挤出过程中,由于口模挤出的熔融坯在牵引力的作用下会产生拉伸取向,如果牵引速度过大,冷却定型后会产生较大的内应力,在冷冲过程中,受落锤冲击能量激发,使内应力爆发,导致型材破裂。
        4、主机真空的影响
        当干混料在加工过程中分解产生的挥发性组分和料潮受热挥发出的水分不能及时排除,而停留在熔融状态的料中时,就会产生气泡使型材发麻,料脆,抗冲击性能下降。因此主机排气段强制排气真空应在0.05~0.08MPa之间
模具及结构设计方面的影响
        1、与可视面熔接的内筋设计不合理的影响
        型材可视面支撑筋距离设计不宜过短。因为型材可视面在受到落锤冲击时,可视面会发生形变,如果支撑筋距离越小,可视面发生形变量就越小,也就是发生形变时间△t越短,根据动量定理F.△t=m.△v=I可知:每次落锤冲击落锤质量和高度是一定的因此,型材可视面每次所受冲量相同,当△t越小时,则冲击力F就越大,即所受破坏力越大。如图所示普通推拉框中,大面排水腔支撑筋距离A明显小于小面支撑筋距离B,在做推拉框冷冲检测时我们常常发现大面往往要比小面更容易出现破裂现象就是这个原因。


        2、内筋与可视面熔接压力不足或与可视面熔接出现尖角的影响
        在模具芯棒内筋与可视面料流汇合处压力不足,导致内筋与可视面熔接不够产生虚接,当可视面受到冲击时支撑筋不能起到很好的吸收和分散冲击能量也会导致可视面破裂。在PVC-U异型材断面设计中除特别要求需要尖角外,其余所有熔接处均应采用圆角过渡,避免出现尖角处应力开裂现象。在实际生产过程中,如果成型段内筋与可视面熔接距离过短,则型材在熔接处也会产生尖角,受到冲击时在尖角处产生应力集中同样容易发生破裂。因此,在模具芯棒内筋与可视面汇流处增加压力和在芯棒成型段让内筋与可视面熔体提前汇合消除虚接及熔接尖角都可以有效提高型材冷冲效果。
        3、清模周期的影响
        长时间不清模,在口模内筋出料处粘有糊料或卡有杂质,导致内筋出料不足甚至虚接,同样影响冷冲效果,同时长时间连续生产也会致析出物粘附定型模,使定型模冷却效率降低,从而导致型材冲击性能下降。
        4、模具压缩比的影响
        模具设计的合笥,直接影响到产生的各方面性能,一定的模具压缩比,加上适当的增加口模压缩板及成型板的厚度,都可以有效提高熔体的塑化均匀,大大增加熔体密实度。进而提高型材的抗冲击性。
结语
        PVC-U异型材的冷冲性能受到大部分型材企业的高度重视。由于型材生产的过程是一个系统性的工艺过程,因而必然会受到原料方面、生产工艺方面、模具方面等多方面的繁锁因素,导致在调整冷冲性能过程中很大程度上依据经验去做出判断。但是彻底改善型材冷冲性能必须要精细化整个生产过程才能系统性的解决冷冲破裂的问题。

[返回上页]
版权所有:绍兴市万维塑业有限公司