制定PVC造粒工藝
知識(shí)目標(biāo)：
1.了解PVC配方
2.生產(chǎn)工藝的認(rèn)識(shí)
3.單螺桿擠出機(jī)的工作原理
4.雙螺桿擠出機(jī)的工作原理
能力目標(biāo)：
1.掌握PVC的配方設(shè)計(jì)
2.熟練掌握生產(chǎn)工藝
3.擠出特性利用能力
4.方法能力
5.社會(huì)能力
一、配方
PVC造粒要根據(jù)制品來(lái)配方，配方的原則是：
①根據(jù)制品的使用場(chǎng)合和使用要求；
②根據(jù)原料、輔料的價(jià)格及來(lái)源；
③根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備和可能的條件來(lái)配方。
PVC配方中應(yīng)注意的幾點(diǎn)：
①PVC制品有硬、半硬及軟質(zhì)之分，一般認(rèn)為增塑劑用量在10phr以下的是硬質(zhì)PVC制品；增塑劑含量在10~40phr的制品為半硬質(zhì)制品；增塑劑含量在40phr以上的為軟質(zhì)制品。例如，PVC硬質(zhì)管材、裝飾板是硬質(zhì)制品，而PVC電線(xiàn)電纜、絕緣護(hù)套是軟質(zhì)制品。
②PVC是熱敏性塑料，PVC配方中可以不含增塑劑。例如，硬管、PVC硬質(zhì)薄膜、PVC扭結(jié)膜等。但決不能沒(méi)有熱穩(wěn)定劑：一般的PVC制品中，熱穩(wěn)定劑用量在5~8phr；如果采用透明PVC配方，則使用的有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑同環(huán)氧大豆油配合，有機(jī)錫用量為1.5~2.5phr，而環(huán)氧化物用量為3~5phr。
③如前所述PVC配方中，一是要有加工助劑和增韌劑：沒(méi)有加工助劑的PVC配方中，硬質(zhì)制品是不能成型，而軟質(zhì)制品是很難成型，如加工助劑和增韌劑中最常用的ACR助劑和CPE助劑，總的用量在3~5phr（不要超過(guò)12phr）超過(guò)12phr時(shí)，擠出機(jī)螺桿會(huì)在機(jī)筒內(nèi)打滑，熔融PVC因摩擦系數(shù)太小而擠不出去。
④在PVC配方中，為提高塑料制品加工易成型性和制品表面的光澤性，應(yīng)添加潤(rùn)滑劑：內(nèi)外潤(rùn)滑劑應(yīng)適當(dāng)配合，用量分別在0.5~1.5phr之間，量太大易使制品表面發(fā)潮。
二、造粒方法
PVC造�；旧嫌袃煞N方法：
①二輥造粒法，工藝流程即
PVC樹(shù)脂開(kāi)包檢驗(yàn)→過(guò)篩→稱(chēng)重配方→高速捏合→二輥車(chē)混煉→二輥車(chē)?yán)鋮s→平板切粒機(jī)切粒。
②擠出機(jī)擠出切粒，工藝流程即
PVC樹(shù)脂開(kāi)包檢驗(yàn)→過(guò)篩→配方→高速混合→冷卻混合→擠出機(jī)擠出→切�；驍D條冷卻→切粒。
目前，PVC收縮膜廠(chǎng)家使用過(guò)篩目的是使PVC樹(shù)脂粉的顆粒大小均勻一致，便于操作。顆粒大，則塑化溫度高，時(shí)間要長(zhǎng)，吸收增塑劑所需時(shí)間多；顆粒小，則吸收增塑劑所需時(shí)間短，塑化所需溫度低，塑化時(shí)間短；顆粒粒徑分布過(guò)寬，則塑化溫度和時(shí)間不易控制。所以，PVC樹(shù)脂粉在PVC造粒前應(yīng)過(guò)篩一下，以除去過(guò)大的PVC顆粒。
還應(yīng)當(dāng)指出的是對(duì)于要求高的制品，例如薄膜等，當(dāng)以固體粉末或粒狀添加
劑時(shí)，最好應(yīng)當(dāng)同增塑劑以1:1（質(zhì)量份）在三輥研磨機(jī)上研磨后再加入到PVC
配方中去，避免添加劑顆粒過(guò)大，塑化過(guò)程中不易分散均勻而影響制品的質(zhì)量和正常生產(chǎn)。對(duì)于熔點(diǎn)低于PVC加工溫度且顆粒又細(xì)的固體添加劑，當(dāng)然不會(huì)影響制品質(zhì)量，也就可以不研磨直接加入。
塑料制品生產(chǎn)廠(chǎng)為了使PVC同各種助劑有良好的混合，可使用Z型低速捏合機(jī)和高速捏合機(jī)兩種設(shè)備。Z型捏合機(jī)是由一個(gè)半圓形狀的槽和可開(kāi)關(guān)的蓋子以及槽內(nèi)有Z型的螺旋慢速轉(zhuǎn)動(dòng)的槳葉組成。槽帶夾套可用水蒸氣或電加熱。工作結(jié)束后，可以翻轉(zhuǎn)，將槽內(nèi)混煉的塑料傾倒出來(lái)。高速捏合機(jī)是由兩部分組成：一個(gè)在臺(tái)架上，是由不銹鋼鍋、鍋蓋、帶攪拌槳的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，通過(guò)同電機(jī)直接連接，可以使攪拌槳葉在1408r/min下高速旋轉(zhuǎn)，摩擦力使PVC配方料升溫3~5min
后，即可溫升到90~100℃，然后進(jìn)入低位的攪拌鍋中，在低速下邊攪拌，邊用夾套中的冷卻水冷卻，然后出料。
三、擠出成型原理
1.擠出過(guò)程分析
描寫(xiě)這一過(guò)程的參量有溫度、壓力、流率(或擠出量、產(chǎn)量)和 能量(或功率)。
下面討論擠出過(guò)程中溫度、壓力以及擠出過(guò)程中的物態(tài)變化。
(1) 溫度
溫度輪廓曲線(xiàn)如圖1-1-3所示。由圖可見(jiàn)，該曲線(xiàn)有一定的變化規(guī)律。
熱量的來(lái)源主要有兩個(gè)，一是物料與物料剪切、摩擦產(chǎn)生的熱量，另一個(gè)是料筒外部加熱器提供的熱量。應(yīng)當(dāng)指出，料筒和螺桿的設(shè)計(jì)對(duì)擠出過(guò)程的熱量的產(chǎn)生有很大影響。
MD 方向波動(dòng)情況，有的波動(dòng)達(dá)10℃左右，TD 方向波動(dòng)情況，溫差競(jìng)達(dá)l0 ℃以上。
溫差大的原因及對(duì)制品質(zhì)量的影響原因：
加熱冷卻系統(tǒng)不穩(wěn)定；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)的變化等，但以螺桿設(shè)計(jì)的好壞影響最大。
對(duì)制品質(zhì)量：
會(huì)使制品產(chǎn)生殘余應(yīng)力；各點(diǎn)強(qiáng)度不均勻；表面灰暗無(wú)光澤等。
盡可能減少或消除這種波動(dòng)和溫差。
(2) 壓力
擠出過(guò)程壓力的建立壓力輪廓線(xiàn)，如圖1-1-3 所示
常規(guī)螺桿壓力輪廓線(xiàn)壓力峰值位于計(jì)量段開(kāi)始處(或其前后)。新型螺桿壓力輪廓線(xiàn),料筒加料段內(nèi)壁開(kāi)了縱向溝槽的IKV 擠壓系統(tǒng)的壓力輪廓曲線(xiàn)。壓力峰值在壓縮段。
壓力隨著時(shí)間發(fā)生周期性的波動(dòng)。見(jiàn)圖1-1-4，這種波動(dòng)對(duì)制品的質(zhì)量同樣有不利影響。
螺桿、料筒的設(shè)計(jì)、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)的變化，加熱冷卻系統(tǒng)的不穩(wěn)定性都是產(chǎn)生壓力波動(dòng)的原因。努力的方向應(yīng)當(dāng)是減少、消除這種波動(dòng)。
四、單螺桿擠出機(jī)的工作原理
單螺桿擠出機(jī)作為一種常見(jiàn)的擠出機(jī)設(shè)備，用于塑料加工行業(yè)，原理和構(gòu)造是什么呢？下面從擠出機(jī)的輸送段，壓縮段，計(jì)量段來(lái)對(duì)單螺桿擠出機(jī)原理做一
個(gè)分析。
單螺桿擠出機(jī)一般在有效長(zhǎng)度上分為三段，按螺桿直徑大小、螺距、螺深確定三段有效長(zhǎng)度，一般按各占三分之一劃分。
單螺桿擠出機(jī)原理：料口最后一道螺紋開(kāi)始叫輸送段物料在此處要求不能塑化，但要預(yù)熱、受壓擠實(shí)，過(guò)去老擠出理論認(rèn)為此處物料是松散體，后來(lái)通過(guò)
證明此處物料實(shí)際是固體塞，就是說(shuō)這里物料受擠壓后是一固體象塞子一樣，因此只要完成輸送任務(wù)就是它的功能了。
單螺桿擠出機(jī)原理：第二段叫壓縮段時(shí)螺槽體積由大逐漸變小，并且溫度要達(dá)到物料塑化程度，此處產(chǎn)生壓縮由輸送段三，在這里壓縮到一，這叫螺桿的壓縮比3：1，有的機(jī)器也有變化，完成塑化的物料進(jìn)入到第三段。
單螺桿擠出機(jī)原理：第三段是計(jì)量段此處物料保持塑化溫度，只是象計(jì)量
泵那樣準(zhǔn)確、定量輸送熔體物料，以供給機(jī)頭，此時(shí)溫度不能低于塑化溫度，一般略高點(diǎn)。
五、雙螺桿擠出機(jī)的工作原理
首先雙螺桿擠出機(jī)具有單螺桿擠出機(jī)的擠出機(jī)原理：固體輸送熔融增壓和泵
送混合汽提和脫揮發(fā)分，但又不單純是如此。雙螺桿擠出理論的研究開(kāi)始的晚，再加上它的類(lèi)型多，螺桿幾何形狀復(fù)雜，擠出過(guò)程復(fù)雜，這就給研究帶來(lái)諸多困難。
從整體上說(shuō)雙螺桿擠出理論的研究尚處于初始階段，這就是所說(shuō)的“技藝多于科學(xué)”。從它的擠出過(guò)程的研究，大概分三個(gè)環(huán)節(jié)：
1、聚合物在擠出過(guò)程中物態(tài)變化規(guī)律，輸送原理固體熔體的輸送排氣真相和規(guī)律，建立起數(shù)學(xué)的物理的模型，用來(lái)指導(dǎo)雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計(jì)和擠出過(guò)程的優(yōu)化。
2、要弄清楚兩種以上的聚合物及物料在擠出過(guò)程中物態(tài)變化真實(shí)情況，混
合形態(tài)，結(jié)構(gòu)變化的過(guò)程,以及最后混合物與性能的關(guān)系。
3、做為雙螺桿擠出機(jī)，擠出反應(yīng)成型時(shí)的反應(yīng)過(guò)程、速度、性能與螺桿構(gòu)
型、操作條件之間的內(nèi)在聯(lián)系，建立模型，用來(lái)指導(dǎo)反應(yīng)成型擠出。
雙螺桿擠出機(jī)的發(fā)展：20世紀(jì)30年代首先在意大利研制成功，到60年代末70年代初發(fā)展迅速。合異向雙螺桿是隨著RPVC制品的發(fā)展起來(lái)的，合同向是隨著聚合物改性發(fā)展起來(lái)的，雙螺桿擠出理論的研究不能適應(yīng)應(yīng)用的發(fā)展，在世界范圍內(nèi)形成了共識(shí)，并成為研究熱點(diǎn)。
公司：上海帝潤(rùn)化工有限公司，專(zhuān)業(yè)的 塑料潤(rùn)滑劑 供應(yīng)商。技術(shù)咨詢(xún)熱線(xiàn)：021-52683036
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