四、聚氯乙烯在塑木复合材料的应用
聚氯乙烯的型号和性能在上文已有详尽论述。此处仅做在塑木复合低发泡产品选用聚氯乙烯树脂部分介绍。 由于聚氯乙烯分子结构中不含双键,大分子链含有极性的氯原子,分子间的作用力比PE大，故其强度和硬度都比PE大。PVC结构中含有氯，具有耐燃、自熄、耐老化、耐臭氧、耐化学腐蚀等优异的综合性能,另外还可以在PVC树脂中加入其他成分来进一步增强其耐热性、韧性、延展性等，使得PVC成为世界上颇受喜欢,被广泛应用的一种合成树脂。由于PVC塑木复合低发泡产品在挤出过程中熔体的塑化温度必须略低于发泡剂的分解温度,同时鉴于木粉的加入,塑化温度也不宜过高,否则混合料中的木粉易“焦化”。聚氯乙烯树脂平均聚合度越低,熔体塑化所需要的加工温度也就越低。要得到发泡充分的塑木复合低发泡制品采用的树脂黏度不宜过高。且塑木复合低发泡产品与其他塑料制品相比,因板材成型横截面积较宽,从挤出机头进入口模要分布到一个0.9米左右的宽度,为了有利于气泡的分散与膨胀,板材整个横截面压力协调一致,对熔体流动性要求高,其选用的树脂一般分子量较小,K值在58-62之间的低黏度,如SC-7或SC-8型悬浮法疏松型树脂比较适宜。
五、聚氯乙烯树脂在塑木复合发泡制品生产中的四个基本特征
选用聚氯乙烯树脂做主原料,生产塑木复合低发泡板产品,首先应了解聚氯乙烯树脂在生产加工过程中有哪些基本特征。
概括起来,聚氯乙烯树脂和加工有关的主要有以下四个基本特征:
(1)聚氯乙烯树脂和其他非结晶态聚合物一样,在加工过程中存在三种形态的转化。当树脂温度在0-85℃范围内,分子与分子之间作用力较大,除少数链节有某些自由外,长链分子的运动基本被冻结,整个集合物具有一定的刚性和硬度但不发脆,呈现为玻璃态;当树脂温度上升至85-175℃时,热运动能量不断增加,聚合物的体积膨胀达到一定程度后,虽然整合大分子链不能移动,但分子中的链都有足够的活动空间,能发生位移,因而分子的形态可以拉直或弯曲等变化,但它们分子结构的总排列依然不变,呈现为柔软而富有弹性的高弹态;若温度继续上升至175-190℃时整个大分子链都能移动,即开始塑性流动,呈现为熔融态,又称粘流态。鉴于聚合物所具备的以上三种状态是可逆的。因此,通过加热和冷却可加工各种各样塑料产品。结合挤出生产实践来讲,混合料未进入挤出机前,属于粉状物质,称之为玻璃态;进入挤出机,经过加热、剪切作用至排气孔时,称之为高弹态;从口模挤出后,称之为熔融态。处于熔融态的原料称为熔体;经过第一道定型板处于高弹态的熔体称之为板坯,从第四道定型板牵引出来属于玻璃态的制品称之为产品。概括起来:玻璃态物料经加热逐渐由高弹态,最终转化为熔融态。再经过冷却由熔融态,经历高弹态,最终转化为玻璃态,生产为加工所需要的产品。
(2)聚氯乙烯树脂是无定型高聚物,熔体的塑化温度与降解温度比较接近,塑化带温度相对狭窄。由于分子结构对热的不稳定,在成型加工、使用以及储存过程中,受光、热、氧。重金属离子等作用而影响其加工和力学性能。通常纯PVC大分子大约在100℃左右即开始分解,在90-130℃时,PVC树脂开始出现变黄现象,随着温度升高至140-150℃时,PVC分子链中原有的不稳定结构处和初期新生成的不稳定结构处脱HC的降解反应加速,树脂形成多烯结构,颜色由微黄进一步加深,进入降解中期,此时一闻到HCI的酸味。当温度升高到160℃以上时,分子链各处迅速脱HC,形成长键链,物料颜色加深,甚至变成黑色。制品的物理力学性能也急剧下降。尽管在生产配方中添加有稳定剂,可以提高树脂热稳定性,但提高的幅度毕竟是有限的。因此在挤出生产中,在确保物料塑化的同时,一定要密切关注和防范物料降解问题。
(3)聚氯乙烯树脂的降解不仅和温度相关,也与受热时间有关。温度过高,发生降解的时间越短;温度较低时,发生降解的时间会延长。在一定温度下停留时间过长也会发生降解。在塑木复合低发泡产品挤出生产中一定要注意到这一点。这也是生产中挤出机设定温度不高,口模设定温度相对较高的原因所在。
(4)聚氯乙烯树脂具有隔热性能优异的特点,其导热系数仅仅是铝合金的1/1250,是钢材的1/357。塑木复合低发泡材料是国家大力发展的节能和环保材料。但作为制品又具有难以加工的缺陷。鉴于PVC塑料热传导率低,在挤出机加热过程中不同部位的物料温度具有明显温度差,很难均衡。若使物料均匀塑化需要一定时间,但物料在机筒内停留时间过长,也会使物料产生降解。这些都是相互矛盾的影响因素。挤出机设置螺筒风冷和油冷和螺杆油冷,以及螺杆设计采取多段设计,每段存在断纹都是为解决物料在机内均匀塑化为目标设计的。为获得质量较好外观质量和力学性能的产品,以及减少熔体离模膨胀,降低生产能耗,在混料和挤出生产中有必要充分重视物料均衡分散和恒温操作的必要性。挤出温度控制上要确保物料在挤出机内均匀塑化,良好流动性前提下尽量降低挤出温度,减少停留时间,严防超温、超时操作。
赛诺新材，15年积淀，聚乙烯蜡品牌生产商，蓝海股权机构挂牌上市企业。专注从事润滑分散体系的研发生产，包含聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、EBS、硬脂酸锌等助剂的研发、生产、应用工作。咨询热线： 400-8788532。
手机网站二维码 
微信公众号二维码