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            聚氯乙烯樹脂及各種助劑的選擇

            發布時間:2012-03-13 來源: 環球塑化網 專題: 材料研發 打印

                1、聚氯乙烯樹脂

              樹脂的聚合度對塑料的性能影響很大,一般聚合度愈高,則其物理機械性能及耐熱性愈好。但給成型加工帶來很大的困難,特別是硬質聚氯乙烯塑料,加工的范圍很狹,需特殊的增塑劑、穩定劑和潤滑劑。近年來,由于硬聚氯乙烯塑料管道對于耐熱性及耐腐蝕性的要求日益提高,因此要求配方中盡量不加或少加增塑劑,這樣一來,就提高了對樹脂的要求。為了有利于加工工藝的控制,常選用聚合度較低的IV型樹脂做硬質制品,樹脂粘度1.6~1.7為宜。同時為了改進其塑化情況,特別在注射成型中,常選用棉花球樹脂。因為注射過程是要求熔融塑料在高速度、高壓下注入冷模直接定型,所以對塑料的流動性要求特別高。采用棉花球樹脂后,可以達到這個目的,以避免制品產生裂口。

              在擠壓成型中采用棉花球樹脂,可以增加硬質聚氯乙烯塑料在擠壓過程中的摩擦熱,以達到塑化均勻、提高制品質量的目的。

              在擠壓或注射成型的樹脂中水分及低揮發物含量也要嚴格控制,因為在擠壓或注射過程中基本上是密閉操作,如果有水分及低揮發物存在,就很難排除,勢必使制品中有氣泡存在,嚴重影響產品的質量。

              2、增塑劑

              從提高產品質量的要求來看,硬質聚氯乙烯塑料的配方中最好是不加增塑劑。加了增塑劑后,耐熱性降低,耐腐蝕性能也惡化。一般增加一份增塑劑,其馬丁氏耐熱度降低2~3°C。如果加入10份增塑劑,則馬丁氏耐熱度只有50°C左右,其耐硝酸及耐鹽酸的穩定性也要大大降低。因此,一般擠壓及壓制成型過程中的配方設計都不加增塑劑。在注射成型中,有時僅僅為了操作方便,配方中加人少量增塑劑。

              通過實驗可以知道加10份增塑劑時其沖擊強度顯著降低,加12份時脆性很大,如果再多加增塑劑,則其規律卻又符合一般增塑原理。而加3~5份增塑劑時,其拉伸強度非但不降低,而且有所增加。加5份時其拉伸強度最高,如果再增加增塑劑份數時,則拉伸強度又顯著下降。目前,為了適應各種不同的操作熟練程度,在注射成型的配方中,仍加入少量的增塑劑。但必須注意其性能的變化,以滿足一定的使用要求。

              3、穩定劑

              由于硬聚氯乙烯塑料具有流動性差,加工溫度與分解溫度接近的特點,因此成型配方中,穩定劑的合理添加就顯得很重要。粒料的穩定性能好壞,很大程度上決定于穩定劑的數量及搭配。穩定劑不能加得太多,否則會影響塑化性能及惡化操作條件。但要使粒料具有一定的穩定性能,以保證在嚴格的加工條件下,不致引起聚氯乙烯分解或變質。根據實際經驗證明,如果粒料的分解溫度高于220℃,熱穩定時間(190℃)保持120分鐘以上,就能滿足生產要求了。

              硬質氯乙烯塑料配方中,多采用鉛系穩定劑。但是,加入量有一定限制,過多時要提高操作溫度。因此常采用復合穩定劑系統,以達到相輔相成的作用。

              二鹽基性亞磷酸鉛在注射成型過程中,對改善收縮有一定效果。耐熱性好的二鹽基性苯二甲酸鉛,能在適當范圍內降低加工溫度。

              二鹽基性硬脂酸鉛能在較長的受熱歷程中保持一定的潤滑性,它與硬脂酸鉛等量并用,具有較高的沖擊強度及良好的表面光潔度。但加得過多會使塑化困難,以致惡化操作條件。

              其它,如硬脂酸鈣及硬脂酸鋇等也常在硬質聚氯乙烯的配方中被采用,它們與鉛系穩定劑混合使用,可有較好的熱穩定性。但要注意它們的比例關系,否則,擠壓工藝條件很難掌握。如果需要生產透明的擠壓制品,則在配方中還可以加有機錫類穩定劑,硬質聚氯乙烯擠壓制品要求選用耐熱性高的有機錫類。有時為了改善其表面光沾度及流動性,注射成型時,也加人少量有機錫,但要注意與其它穩定劑,特別是三鹽基性硫酸鉛的搭配,否則會惡化操作條件。

              4、潤滑劑

              在硬質聚氯乙烯塑料的配方中,潤滑劑的加入量會嚴重影響到工藝控制。例如在擠壓成型的配方中,不能多加潤滑劑,一般硬脂酸及石蠟的用量不超過一份(以100份樹脂為準),否則很容易使螺桿與機筒打滑,以致出料速度大大減慢。同時潤滑劑加多了,析出比較厲害,破壞正常操作,并影響制品質量。在注射成型中,潤滑劑的配比也具有特別重要的意義,它不僅影響到工藝操作,而且對制品質量也有很大影響。例如硬脂酸及石蠟等潤滑劑不能加得太多(約0.5~1份),否則,不僅會破壞正常操作,而且制品會產生脫皮現象,特別在制品的澆口附近,會有剝層現象。因此,在直接進料的制品配方中,潤滑劑用量要嚴格控制。要檢定配方中潤滑劑是否過量,只要將制品放在140℃的烘箱中,保持30分鐘,沒有起泡及脫層等現象(制品允許有微小變形),就說明配方中潤滑劑是適量的。

              5、填充劑

              在硬質聚氯乙烯塑料的配方中常加入適當的填充劑,這不僅為了降低成本,同時也為了成型方便。例如在擠壓過程中,填充劑的加入能增加硬度,定型方便,有利于擠壓工藝的掌握。

              注射成型的硬質聚氯乙烯塑料零件,其收縮率的大小嚴重影響著零件的裝配。如果采用收縮率過大的配方,在制品較厚的平面處,就容易產生凹陷,使平面不平,收縮率過大時甚至連嵌件也卸不出。當然,收縮率的大小與工藝控制及冷卻條件有關系,但在最好的工藝條件下,收縮率大小與配方中填充劑多少關系也很密一切,填充劑越多,收縮率越小,流動性也降低。一般用于注射成型的硬質聚氯乙烯塑料配方中,都必須加入一定數量的填充劑(1~10份),以使嵌件能方便地取出。當然如果填充劑的品種及使用量選得不當時,會使物理機械性能變壞,例如使沖擊強度及拉伸強度降低等。

              作為硬質聚氯乙烯塑料的填充劑,常用的有碳酸鈣、鈦白粉及硫酸鋇等。試驗證明,在配方中加入10份時,對制品性能影響不大。用硫酸鋇作填充劑時的韌性及流動性沒有鈦白粉好,但用鈦白粉作填充劑時,容易粘口模,而且價格也較高。因此,一般在擠壓成型時選用硫酸鋇及碳酸鈣作為硬管之填充劑。如果生產白色制品或要求韌性較高的產品時,也可選用鈦白粉作為填充劑。在注射成型時,要求較高的流動性及沖擊強度(以彌補加增塑劑后沖擊強度的降低),常選用充模性能理想的鈦白粉。但鈦白粉價格較高,也可根據原料的來源選用其它填充劑,如碳酸鈣,但表面光潔度稍差一些。

            相關文章:硬質聚氯乙烯塑料的配方設計

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