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风口型材厂家向您讲述塑料型材发脆的原因

发布时间2011.03.29 新闻来源江阴市瑞迪橡塑有限公司 浏来数

型材发脆基本上在制品的物理力学性能系到充分体现其主要特征为下料时崩口冷冲破裂造成型材制品物理力学性能差的原因有很多这也就得主要表示为以下几种一配方及混料工艺不合理

1填料过多

针对目前市场上型材价格低而原材料价格上涨的格局型材厂家都是降低利息上作文章正规的型材厂家通过配方的优化组合不降低质量的前提下降低了本钱有些厂家却在降低本钱的同时也降低了制品质量由于配方组份的原因最直接有效的方法是增加填料PVC-U塑料异型材中常用的填料为碳酸钙以前的配方体系中多数是填加重钙其目的增加刚性和降低成本但重钙由于自身粒有状不规则而且粒径比较粗与PVC树脂本体的相溶性差所以其添加份数很低而且份数增大时会对型材的色泽和表观造成影响现在随着技术的发展大多采用超细轻质活化碳酸钙甚至是纳米级碳酸钙其不仅起到增加刚性和填充的作用而一具有改性的作用但是其填加量并不是无限度的其比例应该加以控制现在有些厂家为了降低利息将碳酸钙加到20-50质量份这大大降低了型材的物理力学性能造成本章所说的型材发脆现象

2抗冲击改性剂添加种类数量

抗冲击改性剂是应力作用下能够提高聚氯乙烯破裂总能量的一种高分子聚合物目前硬质聚氯乙烯的抗冲击改性剂的主要品种有CPEACRMBSABSEVA 等其中CPEEVA ACR改性剂的分子结构中不含双键耐候性能好适宜做户外建筑资料与PVC共混能有效的提高硬聚氯乙烯的抗冲击性能加工性耐候性及在欢范围内提高焊角强度

PVC/CPE共混体系中其冲击强人CPE用量增加而增加呈S形曲线添加量在8质量份以下时体系的冲击强度增长幅度非常小添加量在8-15质量份时增加幅度最大之后增长幅度又趋于平缓当CPE用量在8质量份以下时缺乏以形成网状结构当CPE用量在8-15质量份时其在共混体系中连续均匀分散形成分相不分离的网状结构构混体系的冲击强度增长幅度最大当CPE用量超越15质量份时就不能形成连续均匀的分散而是有部分CPE形成凝胶状这样在较界面上就不会有适宜分散的CPE颗粒来吸收冲击能量因而冲击强度增长趋于缓慢

而在PVC/A CR共混体系中ACR上著提高共混体系的抗冲击性能同时核一壳粒子可均匀分散在PVC基体中PVC连续相ACR分散相分散在PVC连续相中与PVC相互作用起到加工助剂的作用促进PVC塑化和凝胶化塑化时间短具有很好的加工性能成形温度和塑化时间对缺口冲击强度影响较小弯曲弹性模量下降也小话用量在5-7质量份经ACR改性的硬PVC制品有优良的椅冲击强度或低温冲击强度

而经实验论证ACR与CPE相比抗冲击强度要高30%左右因此在配方中尽可能采用PVC/A CR共混体系而用CPE改性且用量低于8质量份时往往会引起型材发脆

3稳定剂过多或过少

稳定剂的作用是抑制到⣬或与释放出的氯化氢反应以及防止聚氯乙烯加工时变色稳定剂根据种类不同用量也不同但总的一点来说用量过多会推迟物料的塑化时间从而使物料入口模时还欠塑化其配方体系中各分子之间没型全溶合其分子间结构不牢固造成而用量过少时会造成配方体系中相对低分子物到或分解(也可以说成过塑化)对各组份分子间结构的稳固性造成破坏因宋定剂用量多少也会对型材的抗冲击强度造成影响过多或过少都会造成型材强度降低引起型材发脆现象

4外润滑剂用量过多

外润滑剂与树脂相溶性系停能够促进树脂粒子间的滑动从而减少摩擦热量并推迟熔化过程润滑剂的这种作用在加工过程早期(也就是外部加热作用和内部产生的摩擦热使树脂完全熔化和熔体中树脂失去识别特征之前)最大的外润滑剂址前期润滑和后期润滑润滑过度的物料在各种条件下都表示为较差的外形如果润滑剂用量不妥可能造成流痕产量低浑浊冲击性差外表粗糙粘连塑化差等特别是用量过多时就会造成型材的密实度差塑化差而导致冲击性能差引起型材发脆

5热混加料顺序温度设值以及熟化时间对型材的性能也有决定性的因素

PVC-U配方的组分很多所选择加料顺序应有利于发用种助剂的作用并有利于提高分散速度而防止其不良的协同效应助剂的加料顺序应有助于提高助剂的相辅相成效果克服相克相消的作用使应在PVC树脂中分散的助粒充分进入PVC树脂内部

典型的铅盐稳定体系配方加料顺序如下

a低速运转时将PVC树脂加到热混锅中

b在60时高速运转下加入稳定剂及皂类

c在80左右高速运转下加入内润滑剂颜料"target="_blank">颜料抗冲击改性剂加工助粒

d在100左右高转速下加入蜡类等外润滑粒

e在110棬高速运转下加入填料

f在110-120低转速下排出物料至冷混桶中进行降温

g冷混至料温降至40左右时卸料过筛

上面加料顺序较为合理但在实际生产过程中根据自身的设备案种条件也有所不同多数厂家除树脂外其他助剂一同加入还有的轻质活化碳酸钙同主料一起加入等等这就要求企业技术人备据本企业的特点制定出适合自己的加工工艺及投料顺序

话热混温度在120左右温度太低时物料达不到凝胶化和混料均匀高于宋度局课料可能会分解挥发而且干混粉料发黄

混料时间话在7-10min物料才干达到密实均化局部凝胶化而冷混话在40以下而且要求冷词间要短如温却于40且冷却速度又慢则制备的干混料会相对惯例密实度差干混料的熟化时间话在24小时大于这个时间物料易吸收水份或结块小于这个时间物料各分子间的结构还不太稳定造成挤出时型材外形尺寸和壁厚波动较大以上方如不加强控制都会对型材制品的质量造成影响个别情况便会表示为型材发脆二挤出工艺不合理

1物料塑化过度或不足

这与工艺温度设定和喂料比例有关温度设定过高会造成物料过塑化其组分中部址子量系的成份会分解挥发温度过低其组份中各分子间没型全熔合分子结构不牢固而喂料比例太大造成物料受热面积和剪性大压力增大易引起过塑化喂料比例太小造成物料受热面积和剪切减小会造成欠塑化无论是过塑化还是欠塑化都会造成型材切割崩口现象2机头压力缺乏

一方面与模具设计有关(这在下面单独描述)另一方面是与加料比例和温度设定有关压力缺乏时物料的密实度就差就会成组织疏松出现型资料脆现象这时应调整计量加料转速和挤出螺杆转速够头压力控制在25Mpa-35Mpa之间

3制品中的低分子成份未排出

制品中的低分子成分发生话有两个途径一是热混时产生这在热混时通过抽湿和排气系统可以排出二是局部残存的和挤出受热受压时产生的水份和氯化氢气体这话通过主机排气段的强制排气系统来强制排出真空度话在-0.05Mpa-0.08Mpa之间不开或过低都会在制品中残存低分子成份造成型材力学性能下降

4螺杆转矩太低

螺杆的转矩是反应机械在受力状态下的数值工艺温度设值的高低喂料比例的多少都直接在螺杆转矩值系到体现螺杆转矩太低从某种水平上反应出温度偏低或喂料比例小这样物料在挤出水平型样得不到充分塑化也就会降低型材的力学性能根据不同的挤出设备和模具螺杆转矩话掌握在60%-85%之间就能满足要求

5牵引速度与挤出速度不匹配

牵引速度太快会造成型材壁薄力学性能下降而牵引速度太慢型材受到阻力大制品处于高拉伸状态也会对型材的力学性能造成影响三模具设计不合理

1口模截面设计不合理尤其是内筋的分布和交界面角度的处置这样会造成应力集中现象存在需要改进设计和消除交界面处的直角和锐角

2模头压力不足模反压力大小是直邮模具的压缩比特别是模具平直段的长度来决定的模头的压缩比太小或平直段太短都会造成制品不致密影响物理性能模头压力的改变一方面可以通过改变模头平直段长度来调整流料阻力另一方面在模具设平段可选择不同的压缩比来改变挤出压力但必需注意机头压缩比要与挤出机螺杆的压缩比相适应还可以通过改变配方调整挤出工艺参数增加多装来改变熔体压力的大小

3对于因分流筋汇合不良造成的性能下降应适当增加筋与外表面筋与筋汇流处的长度或者增大压缩比来解决

4口模出料不均匀造成型材壁厚薄不一致或者密实度不一致这也就造成了型材两个面之间的力学性能上的差异实验时有时冷冲一面细一面不细也恰恰证明了这一点至于壁薄等非标型材这里就不再多说

5定型模的冷却速率冷却水温往往没有引起足够的重视冷却水的作用是将型材拉伸的大分子链及时冷却定型达到使用目的缓慢的冷却可以使分子链有足够的时间舒展有利于定型而急速冷却水温与挤出型坯的温差太大制品受骤冷有利于制品低温性能的提高从高分子物理学解释PVC大分子链在温度外力的作用下发生卷曲拉伸过程当温度外力撤出后大分子链没有及时恢复自由状态而外于玻璃态大分子链杂椅序排列造成宏观上制品低温冲击性能低从塑料加工工艺学解释PVC异型材在挤出后制品撤去温度外力后有应力松弛过程适宜的冷却水温有利于这个过程冷却水温过低制品中的应力没有来得及消除造成制品性能下降所以异型材冷却采用缓冷方式并可防止成型后的制品翘曲弯曲和收缩现象可以防止由于内应力作用而使制品冲击强度降低话水温度控制在20档为了使型坯柔和地冷却而不致骤冷将连接冷却定型套的水管接在定型的后部让水在定型套中流动方向与型坯运动方向相反而从定型套前排出这样也不致于造成因水温过低造成型坯骤冷发生过大内应力使型材脆化型材的抗冲击性能下降四混料设备和挤出设备在本章中作为一个固化因素不再论述 五值得我商讨的有一种情况型材取样试验时无论是冷冲角强度还是加热后尺寸变化率等都达标GB/T8814-2004但是下料时切口还是有轻微不明显的崩口现象特别是内筋一种说法此种现象属正常现象是受外界因素影响即

门窗制作时加工环境温度低于12档这不仅对下料造成崩口而且对焊角强度等都会造成一系列影响

下料时进锯速度过快通常这时切割锯切割时声音比较急促且尖锐

切割锯片老化或型齿现象

另一种则认为还是型材本身的原因即配方和挤出工艺等收认为这几个方面兼而有之除以上说法外这里面还有一个刚性指标和柔性指标的协调问题粗要找到其最佳平衡点那次题就会迎刃而解

1配方体系对刚性指标和柔性指标的影响配方中要增加或减小刚性指标肯定要增加或减少填料而增加填料种接影响其柔性指标填料过多型材便会出现冷冲不达标焊接强度降低填料过少型材便会出现尺寸变化率大相同的增加或减小柔性指标肯定要增加或减小抗冲改性剂或加工助粒而增加或减小加工助剂种接影响其刚性指标加工助剂过多则型材刚性指标下降加工助剂过少则型材刚性指标上升配方中这两者是一个让盾又统一的相互制约的因素但不能说要提高刚性指标却忠坚持柔性指标便可以在增加填料的同时又无原则增加加工助粒这是不合理的所以在配方体系中要确定一个最佳结系㣬源到其刚性和柔性的平衡

2挤出工艺对型材刚性和柔性指标的影响挤出温度设定的高低是影响物料塑化程度的因素之一物料过塑化物料中的低分子聚合物分解挥发造成分子间结构变化会增大刚性指标和降低柔性指标物料塑化不足物料中各组分的分子之间还没有充分溶合会降低刚性指标同时柔性指标得到充分展现螺杆转矩和挤出压力与型材的刚性指标成正比随转矩和压力升高而增加柔性指标则与其成反比随转矩和压力的升高而降低

需要补充的刚开机挤出时会既发现个别型材没有崩口现象但却发制内筋已有轻微气泡这质一个新问题有三种假设

此段型材挤出时的加工温度要高于惯例工艺温度如果是则得前面我所设定的加工工艺温度偏低型材欠塑化而要提高工艺温度却不要让其内筋发泡则要适当增加稳定剂的用量这比也与物料的挤出速度次料在机材的停留时间有关

螺杆芯温过高如是这种情况则更好解决适当降低螺杆芯课度便可

主机没有开真空或真空度过低如是这样则型材的加热后状态不过关如果加热后状态没有问题则还是要回到前面两个问题中去

虽然型材试验各项指标都细也不能得你配方体系和挤出工站对没有问题说不准在哪个方出现小小的纰漏因此我芯任何问题时家统筹考牵不能枉下结论就是哪一点哪一方面的问题造成无端的争辨应该本着严谨的科学态度逐一排查逐一斟酌


本文共分 1

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