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【科普贴】PVC塑料加工技术培训资料(一)

                       
发布时间:2018-07-20 16:02:30 星期五
主要内容:

1.PVC树脂的结构和性能

2.PVC树脂的改性和应用

 

1.PVC树脂的结构和性能

物理性能

硬质PVC它的密度通常在1.38~1.46g/cm3,吸水率小于0.5%,浸泡于水中,24小时,吸水率小于0.05%;

力学性能

硬质PVC主要有拉伸强度、拉伸摸量、伸长率、冲击强度、硬度、蠕变性能等等;

1.拉伸性能

1.1应力—应变曲线的影响因素:

a.随测试速度的快慢有关:拉伸速度增加,屈服应力增加、断裂应力增加;

b.与测试温度有关:具有对温度有敏感性,温度降低时,拉伸强度、拉伸摸量、屈服伸长率、硬度增加,断裂伸长率和冲击强度降低;反之则相反。

1.2对拉伸强度及伸长率的影响:

a.PVC分子量的影响:分子量增加,则增加;

b.增韧剂的影响:使用增韧剂时,会增加制品的韧性,伸长率会增加,但其他性能如拉伸强度会降低;

c.增塑剂的影响:通常可以改善配混料的加工流动性能,但是拉伸强度会明显降低;

d.填充料的影响:通常填料的使用都会降低制品的拉伸强度和冲击强度,个别填料除外(如玻璃纤维等)。

2.冲击性能

对冲击性能的影响因素主要有以下几点:

2.1试验加载速度:

2.2缺口的敏感性:

2.3温度的影响:强烈的依赖温度的变化

2.4配料的影响:配方的各组份和用量都会影响制品的冲击强度

a.分子量的影响:分子量增加,则冲击强度增加

b.改性剂的影响:一般情况下改性剂用量的增加,制品的冲击强度增加,但是在增加用量到达一个临界值后,改性剂用量再增加,冲击强度增加的幅度就明显减少,效果不是很明显,而且改性剂也必须增加到一定的量后才有明显的改性效果;

c.增塑剂的影响:存在反增塑效应,在增塑剂用量过了反增塑效应以后,随着用量的增加冲击强度也随之增加;

d.填料的影响:通常填料的使用都会使制品的冲击性能降低。但也有在使用少量的超细填料和补强填料时可以增加制品的冲击强度;

e.加工条件的影响:主要是要求达到塑化均匀,控制熟塑化程度在55%~65%之间。

3.硬度

4.耐热性能

加工流变性能

主要是指PVC配混料在加工过程中熔体粘度的变化及其影响因素。

PVC的流变性能——典型假塑性流体-剪切变稀的现象,即剪切速度加快,熔体粘度变小。

1.影响剪切粘度和流动曲线的因素:

a.PVC分子量的大小:分子量高,熔体粘度高,不利于加工

b.PVC树脂颗粒形态:树脂表面的形态结构疏松型,有利于增塑剂、润滑剂和助剂的吸收,从而有利于塑化,加工性能良好

c.增塑剂:降低熔体粘度,改善熔体流动加工加工性能

d.润滑剂:降低熔体的粘度

e.加工助剂:不同类型的加工助剂可以起到不同的作用,(详细见加工助剂的作用)

f.剪切速度:剪切速度增加,粘度降低

2.熔体的弹性效应:高分子聚合物的熔体在流动过程中伴随着可以逆转的高弹性形变,包括法向应力效应(包轴现象),巴拉斯效应(出口膨胀)及熔体破裂现象。

a.挤出膨胀现象:指熔体挤出口模后,挤出物的截面积大于口模截面积的现象。

通常分子量高,熔体粘度大,链段运动松驰需要的时间长,弹性松弛变慢,弹性效应明显,出口膨胀程度比较小,膨胀比小:反之则相反。

b.不稳定流动——熔体破裂现象。

2.PVC树脂的改性加工

改性目的

PVC材料的一些缺陷:如热稳定性差、硬质PVC制品呈脆性、耐热性差、熔体粘度高,流动性差,加工困难、增塑作用不稳定易析出、属于极性聚合物属于亲水性与生物相容性差。

改性方法

通过不同的改性原理可以分为化学改性和物理改性

通常我们在生产过程中应用的最多的就是物理改性,包括复合改性和共混改性及其他物理改性,其中复合改性主要有填充改性和纤维增强改性,共混改性则主要是指将PVC与其他高聚物混合在一起,从而取得综合性能良好的共混物。

共混改性的要点

1.如果是作为改善韧性和加工性能的聚合物,则要求与PVC部分相容性;

2.如是作为永久增塑和改善热变形温度的聚合物则要求有与PVC完全相容性。

共混改性的目的

提高韧性、耐热性、加工成型性能、阻燃性能等

1.提高韧性:通常用CPE、MBS、ABS、NBR、EVA及部分刚性聚合物等等

a.CPE改性剂;

b.EVA;

c.MBS;

d.ABS;

e.NBR;

f.其他抗冲改性剂。

2.耐热性:使用耐热改性剂

3.加工成型性能:所谓的加工助剂就是指少量加入就能够明显改善PVC的加工性能的特殊配合剂,大致可以分为可以促进PVC的塑化并赋予其橡胶弹性和赋予润滑性两大类。

3.1赋予橡胶弹性型的高分子加工助剂的主要作用有

a.促进塑化,提高制品的光泽度;

b.提高熔体破裂时的熔体强度;

c.防止吹塑成型及真空成型时的收缩;

d.改善压延加工时的储料性,包辊性及熔体的均一性;

e.可以使挤出发泡的泡孔均一;

f.提高制品的外观;

g.防止注塑时产生旋纹;

h.可以改善填料和颜料的分散性。

3.2赋予润滑性型的高分子加工助剂的主要作用有

a.延迟塑化,降低成型负荷;

b.改善熔体的金属剥离性能;

c.防止表面粘料而降低其他的性能。

3.3主要原理

a.促进塑化和延长塑化;

b.橡胶弹性的赋予;

c.改善成型时的熔体强度;

d.改善发泡成型;

e.改善注塑性能;

f.改善压延加工性能;

g.润滑性的赋予。

4.其他改性:如阻燃性能、抗静电性能等

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