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聊城瑞捷化學(xué)有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品: 單甘酯,PETS,脂肪酸鋅,橡膠增塑劑A |
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2015-8-22 閱讀(1349)
于加工,提高加工速度和制品表面光潔度,配料時(shí)通常都加入1~5份的潤(rùn)滑劑。實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),潤(rùn)滑劑對(duì)物料的塑化甚至管件的耐液壓等力學(xué)性能起著至關(guān)重要的作用。
1 PVC—U管配料中潤(rùn)滑劑的種類 根據(jù)與聚氯乙烯的相容性,PVC—U管生產(chǎn)中的潤(rùn)滑劑分為兩類。 一類與聚氯乙烯有一定的相容性,其作用是降低各組份的內(nèi)摩擦,增強(qiáng)物料的流動(dòng)性,這一類為內(nèi)潤(rùn)滑劑。如硬脂酸、甘油單硬脂酸酯和硬酯酸*酯等。 另一類是與聚氯乙烯相容性較差,在加工過程中會(huì)析出至物料與設(shè)備接觸的表面上,從而降低接觸面上的黏附作用和摩擦力,即外潤(rùn)滑劑如石蠟、聚乙烯蠟、礦物油和硅油等。 實(shí)際生產(chǎn)中兩類潤(rùn)滑劑只是相對(duì)而言,并無嚴(yán)格劃分標(biāo)準(zhǔn)。在不同加工溫度下,內(nèi)、外潤(rùn)滑劑的作用會(huì)發(fā)生變化,有時(shí)常兼具內(nèi)外潤(rùn)滑兩種作用。
2 PVC-U管配料中潤(rùn)滑劑的存在方式 1)作為PVC-U管配料中的組份,為保持內(nèi)外潤(rùn)滑性的平衡,通常均加入一定量的內(nèi)潤(rùn)滑劑和外潤(rùn)滑劑。 2)大多數(shù)穩(wěn)定劑都有一定程度的潤(rùn)滑性,PVC-U管材生產(chǎn)所使用的穩(wěn)定劑zui初采用三鹽、二鹽、硬鉛、硬鋇,近年已向復(fù)合多功能方面發(fā)展,普遍采用復(fù)合穩(wěn)定劑。 2.1 金屬皂類穩(wěn)定劑內(nèi)潤(rùn)滑性好 如硬脂酸鈣,硬脂酸鋇等本身就具有潤(rùn)滑作用。 2.2 各種復(fù)合穩(wěn)定潤(rùn)滑劑應(yīng)運(yùn)而生 ,將鉛鹽、稀土及潤(rùn)滑劑結(jié)為一體;
3 潤(rùn)滑劑的作用機(jī)理 PVC—U在加工過程中,它的粒子結(jié)構(gòu)將發(fā)生重要變化。在較低的加工溫度下,由于熱和剪切力的作用,顆粒崩解成初級(jí)粒子,隨著溫度的升高,初級(jí)粒子會(huì)部分粉碎。當(dāng)加工溫度更高時(shí),初級(jí)粒子可全部粉碎,晶體熔化,邊界消失,形成二維網(wǎng)絡(luò),這一過程稱為熔融或凝膠化,一般稱為塑化[1]。與橡膠不同的是PVC塑化后其分子結(jié)構(gòu)不變,也不形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),但在制品中形成了貫穿的結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)。在室溫下,溶劑不能滲人結(jié)晶網(wǎng)的分子鏈段之間,結(jié)晶網(wǎng)束縛非結(jié)晶部分,使制品難于溶脹,表現(xiàn)出用丙酮或二氯乙烷浸泡時(shí)可被溶解的部分很少。塑化度正是制品結(jié)晶程度與PVC初級(jí)粒子熔化程度的反映。PVC塑化后,結(jié)晶度的改變一般不超過10% ,但是網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)晶對(duì)制品的力學(xué)性能起到明顯的增強(qiáng)作用。塑化度與樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量和加工過程剪切作用有著密切關(guān)系,也即與原料配方、加工溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、模頭阻力等有關(guān)。 內(nèi)潤(rùn)滑劑比如我廠生產(chǎn)的單甘酯融化后可滲入PVC微觀粒子內(nèi)分子鏈之間及表面,減少PVC樹脂初級(jí)粒子、分子及分子內(nèi)部鏈段間相互作用力,促進(jìn)PVC樹脂塑化亦使熔體黏度降低,流動(dòng)性增加 。其作用機(jī)理是由于內(nèi)潤(rùn)滑劑單甘酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有極性基團(tuán)和長(zhǎng)鏈烷基的非極性基團(tuán)。在PVC塑化前,內(nèi)潤(rùn)滑劑單甘酯的極性基團(tuán)與PVC樹脂極性節(jié)點(diǎn)有一定的親合力,形成鍵能較強(qiáng)的絡(luò)合物,從而減弱或消除了PVC各層粒子間的吸引力,使PVC相互纏繞的鏈段易于擴(kuò)散,分子基團(tuán)之間的界限易于消失,促進(jìn)PVC樹脂塑化。在PVC塑化之后潤(rùn)滑劑的極性基團(tuán)減弱了熔體內(nèi)分子間及分子內(nèi)鏈段之間的相互吸引力,使PVC樹脂易于流動(dòng),降低熔體黏度,從而起到內(nèi)潤(rùn)滑作用。另外,內(nèi)潤(rùn)滑劑單甘酯的長(zhǎng)鏈(碳原子數(shù)在12個(gè)以上)烷基部分與PVC樹脂相容性相差較大,相互親合力較小,以“屏蔽"方式把PVC粒子、分子彼此隔開,使之易于滑動(dòng),起到純物理的類似潤(rùn)滑油的作用。但是,過量的潤(rùn)滑劑單甘酯則會(huì)使聚合物發(fā)生形變時(shí),分子鏈之間更易滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn),消弱內(nèi)摩擦力,延緩PVC粒子的破碎和熔融塑化。 外潤(rùn)滑劑由于與PVC相容性較差,熔化后只能分布于PVC宏觀粒子之間和PVC熔體與加工設(shè)備的金屬壁之間,熔料與螺桿摩擦系數(shù)降低,熔料得不到足夠的剪切熱量,物料亦不易塑化,起到延遲PVC樹脂塑化作用。外潤(rùn)滑劑所起的潤(rùn)滑作用與一般潤(rùn)滑油的作用沒有太大的區(qū)別,以物理作用為主。在PVC塑化前,它均勻地包裹在PVC粒子表面,使粒子相互滑動(dòng),阻礙粒子鏈段相互擴(kuò)散、粘連,使粒子的特征消失減慢,延遲塑化。在PVC塑化后它被排斥在PVC熔體表面,并形成液體潤(rùn)滑薄膜,減少PVC熔體與加工設(shè)備的金屬表面的黏附力及摩擦力,從而減少了局部過熱現(xiàn)象,提高了PVC的熱穩(wěn)定性。
4 潤(rùn)滑劑對(duì)PVC—U管材管件生產(chǎn)產(chǎn)生的影響 PVC—U管生產(chǎn)廠家經(jīng)常要考慮原料的變化,由于原料的差異,雖然經(jīng)過調(diào)整溫度、螺桿轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù),有時(shí)仍不能獲得良好的塑化度。 目前主要采用復(fù)合穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、PVC樹脂粉、碳酸鈣等進(jìn)行配制。
4.4 結(jié)果表明:(1)不同穩(wěn)定劑的潤(rùn)滑體系匹配性有很大差異,適量的潤(rùn)滑劑配合有利于良好塑化度的獲得;(2)聚合度高PVC樹脂粉要求增加內(nèi)潤(rùn)滑劑用量以降低熔體粘度;熱穩(wěn)定性差的樹脂粉要求增加穩(wěn)定劑份數(shù),若使用滑潤(rùn)成份高的穩(wěn)定劑,則宜適量減少潤(rùn)滑劑用量;(3)采用活化度低的填料時(shí),潤(rùn)滑劑宜少用。
5 潤(rùn)滑劑用量遵循的原則 成熟的潤(rùn)滑體系,一方面應(yīng)有利于降低高溫聚氯乙烯熔體的粘度,改善物料的流動(dòng)性,以及減小物料與設(shè)備接觸面的摩擦,便于管件管材加工;另一方面,應(yīng)避免過量的潤(rùn)滑劑造成物料塑化延遲,塑化度低。PVC—U管件管材生產(chǎn)廠采用的PVC樹脂粉,填料及穩(wěn)定劑,潤(rùn)滑劑大都有很大的變化,另外管材規(guī)格的不同,擠出機(jī)和擠出模頭的差異亦要求潤(rùn)滑劑做適量的調(diào)整。 潤(rùn)滑劑用量應(yīng)遵循以下原則: (1)聚合度高的樹脂粉,內(nèi)潤(rùn)滑劑應(yīng)適當(dāng)增加; (2)使用內(nèi)含潤(rùn)滑成份的復(fù)合穩(wěn)定劑時(shí),潤(rùn)滑劑應(yīng)適當(dāng)減?。?/span> (3)配方中內(nèi)外潤(rùn)滑應(yīng)平衡,避免造成加工困難: (4)穩(wěn)定性差的樹脂粉,穩(wěn)定劑份數(shù)增加,潤(rùn)滑劑應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少; (5)當(dāng)加入填料多時(shí),潤(rùn)滑劑應(yīng)適當(dāng)增加; (6)當(dāng)加工溫度高時(shí),聚合物易與加工設(shè)備粘合,潤(rùn)滑劑應(yīng)適當(dāng)增加; (7)當(dāng)使用較大的加工設(shè)備時(shí),聚合物粘接的表面會(huì)增大,潤(rùn)滑劑應(yīng)當(dāng)增加; (8)過量的潤(rùn)滑劑會(huì)降低物料塑化程度,消弱管材的力學(xué)性。