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pvc-u与CPVC加工特点阐述

2025/11/19 9:06:16      点击:27

首先讲PVC。

       PVC中氯引入,使得分子链结构不仅具有范德华作用,而且有路易斯酸碱性,最后使得PVC形成多层次颗粒态的聚集体结构。PVC在熔融流变过程的黏弹性,是其可以采用热挤出加工的基础。

       pvc-u整个塑化过程,围绕颗粒的剪切破碎和表层熔融展开,其流变单元具有多重性、结构复杂性和不均匀性等特征。其次是塑化过程呈初期较慢,而后期急速加快的非匀速过程。由于加工流变与工况依赖,俗称制品性能具有严重的加工依赖性,加工流变与制品性能相关,并且制品应用性能也与加工流变相关。

      因而pvc-u加工需要添加加工助剂、润滑剂等加工类助剂使得加工过程稳定而可控。

      加工助剂属于超高分子链的助剂,与PVC相容性好,通过在熔体中插入超高分子链段,将熔体的复杂流变结构进行约束。类似PE材料中引入超高分子链UM-PE,在熔体中形成系带分子链相似的作用。因而分子链越大,用量越少,熔体均匀性越高。但缺点是黏弹性也越大,离模膨胀也越大。没有加工助剂,也能加工,但熔体不均匀,呈干酪式:参考面包切面。加工稳定性差,很容易将熔体拉断或局部形成拥料、堵料等。配方中不一定加工助剂就是ACR类加工助剂,国外型材配方中大多不添加丙烯酸加工助剂,而采用抗冲ACR助剂与CPE共混。核壳结构的表层也是无定型ACR,具有与加工助剂相似的效果,而且采用较小粒径的核壳结构抗冲ACR,有利于制品裂纹的引发。

        润滑的作用,并不是促进塑化。通常讲的内外润滑,都是延迟塑化,包括硬脂酸。这点可以从流变仪中模拟出来。pvc-u塑化的特点是前期塑化太慢,而后期塑化太快,而且整个塑化的流变结构不均匀。因而我们希望初期促进塑化,而后期延缓塑化,让塑化过程可控。内外润滑的区别在于其有限的极性或相容性,内润滑剂在高温下渗透进熔融颗粒表层,降低熔体黏度,进而降低挤出电流。而外润滑剂起效温度更高,提供熔体表层之间或表层与金属之间的界面润滑,因而会增加挤出电流。润滑剂适量即可,过犹不足。因而需要选择高效而少量的润滑剂。内润滑剂也不能太多,否则在制品高温热氧老化中会渗析。不加润滑剂也可以加工,但加工中制品表面容易出现黄线等烧料痕迹。润滑剂按聚氯乙烯手册中划分,还有一类熔融促进剂,包括常见的硬脂酸钙和AC316类等。这些助剂也属于润滑剂,但其在常温高挤压状态下,具有极高的黏度,能粘附在树脂颗粒表层,更好的传导剪切动能,促进树脂破碎,以及粘附熔融层,树脂熔融层的扩散,起到初期促进塑化的作用。而高温高剪切下,快速稀化,变回润滑剂。但所有润滑剂都要注意界面吸附层之间的作用力问题。

         无机粉体的作用,并不简单的是降本。无论是钛白粉,还是碳酸钙,或者其它类无机填料,少量添加,都有加工中促进塑化和使得熔体均中的温度和剪切,都伴随热量传递和动量传递,无机颗粒具有较高的传热性,以及较强的动量传递能力。当然不仅仅是由于刚性结构本身,表面活化后的无机粉体,其表面黏度类似束状结晶区域。

        热稳定剂配方,与工况相关。就像pvc-u制品老化分变色和粉化两种机制一样,pvc-u热降解也分剪切断链生成自由基和熔融脱氯化氢两种机制。

        前面讲pvc-u加工的复杂性,所幸pvc树脂属于单一塑料。而CPVC在PVC基础上进行氯化,即使氯有高浸透性,树脂颗粒采用高孔隙率的品种,但这种反应在高化上属于取代反应,而PVC采用VCM单体聚合属于均聚。取代反应在塑料相基础上必然引入局部高氯结构。参考CPE结构可以知道,表层过氯而深层欠氯。使得整个加工相从塑料相变成普通塑料相、高粘度塑料相与高弹态橡胶相的混合结构。加工难度极大的提升。
            今年夏天回天津休假,听原先手下的技术讲,管材采用CPVC加工,性能很难控制。所有的加工成型难题,都需要从高物的角度,将其结构研究清楚,借用PVC和CPE的加工特征,进行抛析。如果在CPVC基础上重新获得经验,整个过程可能需要时间和金钱成本。

         基础不扎实,遇到事情想当然化,等环境或条件发生改变,就悔之晚矣。很多技术在其本行都有丰富的经验,固然可贵,但是经验需要用理论去解释和压缩精炼,用理论去锤炼经验,去伪存真,剩下大多是精华。