一、PVC擠出機各段的溫度設計
擠出機螺筒各段及合流芯、模具各段溫度具體設定大致如下:
1、給料段:185℃—195℃,依據(jù)擠出機剪切性能和擠出量大小而定,確保顯示溫度至少>185℃;擠出量越大的這段要求溫度越高,以便粉料能快速受熱玻璃化而形成小塊狀。
2、壓縮段:一般在180℃,也可根據(jù)實際擠出速度適當提高,穿線管生產(chǎn)在這一段是超過180℃的,達到了190℃—195℃排水管的生產(chǎn),大致差不多180℃。
3、熔融段:一般在180℃,也可根據(jù)實際擠出速度適當提高,穿線管生產(chǎn)在這一段是超過180℃的、達到了190℃—195℃排水管的生產(chǎn),大致差不多180℃。
4、計量段:計量段的溫度在整過擠塑過程中是非常重要的,其重要性在某種意義上甚至超過給料段。溫度一般應設定在170℃-180℃,依據(jù)擠出機剪切性能和擠出量大小而定,確保顯示溫度≤185℃。因計量段內(nèi)部剪切熱很大,容易造成熔體升溫,而過高的熔體溫度會加速PVC分解形成制品發(fā)黃、變色線、發(fā)泡等等影響制品質(zhì)量的情況出現(xiàn)。因此、必要時可采用螺桿溫度、給料速度等方法分別進行調(diào)節(jié)。
5、擠出模具模體段溫度:擠出模具模體溫度設定比較簡單,主要是為防止熔體在模體內(nèi)降溫,一般設定在185℃左右,大部分產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,溫度設置在這區(qū)間都沒問題,個別產(chǎn)品(波紋管)比這要高,達到了190℃。
6、口模段溫度:190℃-210℃,視產(chǎn)品擠出時表面光亮度與擠出壓力大小而定。一般來說,升高口模的溫度,能適當提高產(chǎn)品的表面的光亮度,也能一定程度地降低擠出機的內(nèi)部壓力,擠出機內(nèi)部壓力降低,摩擦剪切力自然就降低了,換句話說,適當增加口模溫度,可以少量降低擠出機的內(nèi)部的摩擦剪切熱的產(chǎn)生(當內(nèi)部摩擦剪切熱過大的時候),反之亦然。
二、PVC擠出機擠出工藝溫度優(yōu)化的基準
要優(yōu)化擠出工藝溫度,首先應當了解與掌握設定工藝溫度的基準。大量生產(chǎn)實踐證明,以下三個條件可作為基準:
1、PVC樹脂的熱穩(wěn)定性
PVC樹脂是熱敏性高聚物,單純的PVC樹脂在100℃條件下開始降解,150℃條件下,降解加速。而反過來PVC在160℃條件下,開始由玻璃化態(tài)經(jīng)高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)化。因此單純的PVC樹脂根本無法直接進行加工,必須通過添加熱穩(wěn)定劑來改善樹脂的熱穩(wěn)定性。而一般PVC樹脂的穩(wěn)定劑試驗是在180℃/30min與200℃/20min條件下進行的。因此PVC樹脂的塑化溫度與時間均不應超過這個范圍。
2、塑化度
塑化度,亦稱凝膠化程度,在PVC塑料中,塑化度是制品結(jié)晶程度與PVC初級粒子熔合程度的標志。大量的研究和測試資料表明,未經(jīng)改性的PVC—U塑化度在60%—65%時,即制品中初級粒子尚未完全塑化,僅大部分熔合時,抗沖性能最強,其中塑化度在60%時,斷裂強度最高,塑化度在65%時斷裂伸長率最大。當熔體的溫度在150℃以下時,塑化度為零;熔體溫度在190℃以下時,制品中初級粒子清晰可見,塑化度在45%以下;熔體溫度在200℃左右時,制品中初級粒子界限大部分消失,僅有少數(shù)初級粒子可見,塑化度為70%;熔體溫度到200℃以上時,制品初級粒子完全塑化,塑化度可達80%以上。
3、與CPE共混體系的加工溫度
所有PVC制品均為加入CPE共混增韌改性的,而CPE抗沖擊改性劑的溫度帶比較狹窄,大量試驗證明,經(jīng)CPE改性的PVC在190℃和200℃條件下形成的制品,其微觀形態(tài)相差很大。190℃時改性劑粒子形成了一個包覆PVC初級粒子的網(wǎng)狀結(jié)構,可以獲得良好的抗沖擊增韌效果;200℃時PVC初級粒子完全熔融,網(wǎng)狀結(jié)構消失轉(zhuǎn)變?yōu)榍蝮w,分散于PVC樹脂基體中,導致抗沖擊性能大幅度下降。從以上論述里可以看出:采用CPE共混改性的PVC加工工藝條件是比較苛刻的。
同時PVC塑料是“不定性”高聚物,PVC降解不僅與溫度有關還和時間相關。溫度越高,降解的時間越短,溫度越低,降解的時間越長。螺筒熔體溫度宜控制在180℃-185℃之間,這里要注意是指的熔體溫度,而不是螺筒顯示溫度,二者是有很大區(qū)別的,以防止因高溫熔體在機內(nèi)停留時間過長,發(fā)生分解。剩余的熔體溫差由口模來完成,口模段熔體溫度則應控制190℃-200℃甚至更高些,以便熔體到達最佳塑化度的一瞬間,即刻從口模擠出,以期實現(xiàn)既能從最佳塑化度狀態(tài)下成型,又不至于因受高溫時間過長而分解。