目前，國內(nèi)塑料機械制造廠提供的都是“交鑰匙式” 的技術(shù)服務(wù)，. 即整個試機過程中，由機械制造廠負(fù)責(zé)提出工藝方案，并且負(fù)責(zé)對用戶的技術(shù)培訓(xùn)。但是在制品廠方面，即設(shè)備購買方面，工藝問題畢竟是非常重要的技術(shù)問題。
1.配方的點評
(1)適用范圍 表4-2中所列的配方，適用于錐形雙螺桿擠出生產(chǎn)線。
(2)配方原則U-PVC 制品的配方有成千上萬種，但是配方的設(shè)計基本原則只有一個，即混配料是由基本樹脂(PVC) 、抗沖擊性能改性劑、加工性能改性劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充劑和顏料等組成。
(3)PVC樹脂PVC 樹脂有許多不同的牌號以滿足不同制品的需要。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3042.1-2005《塑料 氯乙烯均聚和共聚樹脂 第1 部分：命名體系和規(guī)范基礎(chǔ)》規(guī)定了PVC 樹脂的類型、聚合方法和主要性能，以供用戶選擇。PVC 樹脂的不同牌號可用4 個特征單元來表示：
(單元)(第二單元)(第三單元)*(第四單元)
單元表示樹脂的類型和聚合方法，以PVC表示均聚物，以VC***表共聚物。共聚物中，前二位“**”表示共聚樹脂，后二位“* * ” 表示共聚樹脂含量。以S 表示懸浮法，E 表示乳液法，以M 表示本體法，以只表示其他方法。
第二單元表示樹脂用途，以G 表示通用型樹脂，以P 表示糊用樹脂。
第三單表示樹脂的主要性能。通用型樹脂的主要性能是粘數(shù)類別，糊用樹脂的主要性能是粘數(shù)類別和糊粘度。表4-3是通用型樹脂的類別區(qū)分指標(biāo)。表4-4是糊用樹脂的類別區(qū)分指標(biāo)。
第四單元表示選擇性能，由四個類別數(shù)字組成： 個數(shù)字表示表觀密度類
別號，第二個數(shù)字表示0.25mm篩孔上篩余物類別號，第三個數(shù)字表示0.063mm篩孔上篩余物類別號，第四個數(shù)字表示增塑劑吸收量類別號。
例如：PVC-SG-5表示懸浮法的PVC 均聚物，第5 類別的通用型樹脂。
PVC-SG-5-4262 表示懸浮怯的PVC 均聚物，第5 類別的通用型樹脂，表觀密度0.42 ~0.52g/mL 的類別號，0.25mm篩孔上篩余物為0.5%~5.0%類別0. 063mm 篩孔上篩余物為60.0%~80.0%的類別號，增塑劑吸收量(g/100g樹脂) 為10.0~20.0的類別號。
擠出PVC 硬制品，包括管材、型材，一般選擇中等相對分子質(zhì)量的PVC 樹脂，PVC-SG-5 是比較常用的。
(4) 抗沖擊性能改性劑 PVC 樹脂盡管有許多優(yōu)點，但是也有一些明顯的缺點。其中脆性，特別是低溫脆性的缺點就非常突出。因此，擠出PVC硬制品通常要加入一些含有彈性體成分的物質(zhì)，來提高制品的抗沖擊性能。
可以用作抗沖擊性能改性劑的物質(zhì)很多，主要有：MBS ( 甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、乙烯的接枝共聚物) 、CPE (氯化聚乙烯) 、ACR 或者PAE( 甲基丙烯酸甲酯接枝于烷基丙烯酸酯彈性體的丙烯酸抗沖擊性能改性劑) 、ABS(丙烯腈、丁二烯、乙烯的接枝共聚物)、EVA ( 乙烯-醋酸乙烯共聚物) 等。在國外，MBS用量大。我國CPE的產(chǎn)量居首位，技術(shù)也處于地位，價格又比較低，因此CPE 占據(jù)了我國抗沖擊性能改性劑的主要市場。其他種類的抗沖擊性能改性劑主要依靠進(jìn)口。在表4-2 1#~4#配方中，CPE 是作為抗沖擊性能改性劑使用的，根據(jù)不同產(chǎn)品的不同要求，加入了不同的份數(shù)；基本的比率為8~10份。
由于用ACR 作抗沖擊性能改性劑，產(chǎn)品具有色澤好、低溫抗沖擊性能和耐候性能優(yōu)良等優(yōu)點，因此以ACR 替代CPE 生產(chǎn)高性能硬制品，是抗沖擊性能改性劑市場的主要發(fā)展趨勢。納米技術(shù)的發(fā)展，提出了以剛性粒子增韌PVC的思路。用剛性粒子增韌PVC，不僅可以提高PVC 的韌性，還可以提高強度、模量、熱變形溫度，改善加工流動性。其中熱變形溫度和加工流動性的改善是非常明顯的，并且由于增韌的過程是在樹脂廠合成中完成的，因此可以有效地控制產(chǎn)品的質(zhì)量。目前國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)在生產(chǎn)納米改性的PVC 樹脂。使用這種樹脂可以不加或者少加抗沖擊性能改性劑。此外國外已經(jīng)開始研究能夠提高PVC 熱變形溫度的改性劑。
(5) 加工性能改性劑 加工性能改性劑可以改善和加速樹脂的加工過程，主要分為潤滑劑和加工助劑兩大類。潤滑劑通?？梢苑譃橥鉂櫥瑒┖蛢?nèi)潤滑劑。外潤滑劑的作用是防止熔體與金屬表面粘接。外潤滑劑與PVC樹脂相容性比較差，只能涂布在顆粒表面，使之與金屬分離。常用的外潤滑劑有石蠟、硬脂酸、聚乙烯蠟等。內(nèi)潤滑劑的作用主要是減少樹脂分子鏈之間的聚合力，增加流動性。常用的內(nèi)潤滑劑是金屬皂類，比如硬脂酸鉛、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅等。金屬皂類不潤滑作用，也起一定的穩(wěn)定劑作用。
同時使用兩種以上的潤滑劑，是配方設(shè)計中經(jīng)常采用的方法，主要是希望同時使用不同熔點的潤滑劑，有利于在整個加工過程中得到比較均衡的潤滑效果。潤滑劑的用量要適中，特別是在擠出型材時，過多的外潤滑劑，會使型材斷面中一些比較小的肋不能成型。除給水管之外，使用硬脂酸鉛作內(nèi)潤滑劑，還可以提高制品的熱穩(wěn)定性。高分子加工助劑，能夠降低樹脂的熔化溫度，增加熔體強度和均勻性，減少熔體破裂。國內(nèi)常用的加工助劑是丙烯酸樹脂類-ACR。稀土化合物則是目前比較新型的加工助劑，稀土化合物同時還可以起穩(wěn)定劑的作用。
(6) 穩(wěn)定劑 穩(wěn)定劑的作用是阻止、延緩樹脂的分解、變色和降解。常用的穩(wěn)定劑是鉛穩(wěn)定劑，常用的有三鹽基性 (三堿式) 鉛、二鹽基性 (二堿式)硬脂酸鉛、二鹽基性(二堿式) 硬脂酸鉛、硬脂酸鉛等。鉛穩(wěn)定劑價格低，性能好，有些還有潤滑劑的功能，而且鉛穩(wěn)定劑的加工性能也好。因此，除了生產(chǎn)給水管或者透明制品，鉛穩(wěn)定劑是PVC 制品生產(chǎn)中用得多的穩(wěn)定劑，并且經(jīng)常是復(fù)合使用。
三鹽基性(三堿式) 鉛是白色粉末，不透明，熱穩(wěn)定性好，制品呈現(xiàn)瓷白色，電絕緣性能好；和二鹽基性(二堿式) 亞磷酸鉛一起使用，能夠改善制品的低溫性能，是型材和護(hù)套管、穿線管的穩(wěn)定劑。二鹽基性 (二堿式)亞磷酸鉛是白色粉末，制品呈現(xiàn)乳白色；耐熱性比三堿式鉛稍差，但其耐光老化性能比三堿式鉛好，價格較高，因此除去在型材中用量較大，在其他硬制品中經(jīng)常作為輔助穩(wěn)定劑使用。三堿式鉛和二堿式亞磷酸鉛都沒有潤滑功能，使用時要添加潤滑劑。
硬脂酸鈣、硬脂酸鉛。硬脂酸鋇和硬脂酸鋅都屬于金屬皂類穩(wěn)定劑，在例舉的配方中是作為潤滑劑使用的。但是，它們同時又兼有穩(wěn)定劑的功能。硬脂酸鈣價格較低，穩(wěn)定和潤滑效果不如硬脂酸鉛。硬脂酸鉛在配方中一般不能超過1.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，否則制品表面容易起霜。硬脂酸鋇的熱穩(wěn)定性能不如硬脂酸鉛，但是可以和硬脂酸鎘一起用于透明制品。
一些生產(chǎn)助劑的企業(yè)和搞配方的公司都有復(fù)合穩(wěn)定劑作為商品出售，一般已經(jīng)配好潤滑劑，并且有許多種類適合于不同制品的生產(chǎn)需要。制品生產(chǎn)企業(yè)可直接應(yīng)用，非常方便。這種形式適合小型企業(yè)使用。
近年來，由于環(huán)境和飲水安全的原因，各國都在開發(fā)無鉛穩(wěn)定劑。在美國，用得多的無鉛穩(wěn)定劑是有機錫類 (月桂酸二丁基錫) 穩(wěn)定劑；在歐洲，主要是復(fù)合鈣鋅穩(wěn)定劑；我國則是利用豐富的稀土資源，主要在開發(fā)稀土穩(wěn)定劑。稀土穩(wěn)定劑主要是鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、銣(Rb) 等輕稀土元素的羧酸鹽或者氧化物。但是，目前在PVC 無鉛配方中，用得多的還是有機錫類穩(wěn)定劑。無論是復(fù)合鈣鋅穩(wěn)定劑還是稀土穩(wěn)定劑，單獨使用時效果還不十分理想，常常還要加人適量有機錫類穩(wěn)定劑。
(7) 填料 填料在塑料加工中應(yīng)用得非常廣泛。填料有兩個作用： 其一是作為增容劑。填料能夠增加物料的重量和體積。由于填料的價格遠(yuǎn)低于樹脂的價格，因此有降低生產(chǎn)成本的作用。其二是作為改性劑。適量的填料，能夠提高制品的強度、剛度和表面硬度。某些填料的加人，還可以生產(chǎn)出特殊性能的復(fù)合材料。比如，一般聚丙烯的拉伸強度不到30MPa，加入玻璃纖維做成增強聚丙(GF-PP) 后，拉伸強度可以達(dá)到70~80MPa，熱變形溫度可以提高60℃左右。
近年來，由于環(huán)保的要求，在一些塑料包裝物中被要求加人一定比例 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在40%~50%) 的無機填料，以利于使用以后的焚燒處理。因此在塑料加工中加入填料是正常的。現(xiàn)代納米技術(shù)的出現(xiàn) 將對聚合物改性技術(shù)產(chǎn)生革命性的影響。但是應(yīng)該知道，納米級填料在聚合物中均勻的分散，是一項相當(dāng)難的技術(shù)，建議一般企業(yè)不要輕易去嘗試。
在我國塑料加工企業(yè)中，在對填料的使用過程中，往往只強調(diào)其降低成本和作為增容劑的作用。提高填料加人的比例，已經(jīng)成為一些企業(yè)降低生產(chǎn)成本。獲取利潤的主要手段。研究高填充的配方，成為這些企業(yè)技術(shù)人員的主要工作任務(wù)。必須強調(diào)，填料過多地加人，會嚴(yán)重影響制品強度、抗沖擊性能以及表觀質(zhì)量，更為致命的是會嚴(yán)重影響制品的使用壽命。我國20世紀(jì)80年代的塑料型材，就是由于為壓低生產(chǎn)成本，盲目提高填料比率，造成塑料門窗質(zhì)量下降，終被市場淘汰，幾乎導(dǎo)致塑料型材、門窗行業(yè)全軍覆沒。目前的塑料型材、門窗行業(yè)是20 世紀(jì)90 年代以后重新建立起來的，能夠發(fā)展到今天成為塑料制品中的一個大品種，其中一個重要原因就是重視了產(chǎn)品質(zhì)量, 控制力填料加入的比例。這個歷的教訓(xùn)應(yīng)該牢牢記住。1#~4#配方所介紹的都是比較合理的填料比例。
填料的種類很多。由于碳酸鈣的來源廣，價格低，因此是用得多的。
填料需要預(yù)先經(jīng)過活化處理?？梢灾苯淤徺I已經(jīng)活化的碳酸鈣，也可以用偶聯(lián)劑自己處理。未經(jīng)活化處理的填料，不能很好地在聚合物中分散，也不能和樹脂很好地結(jié)合，會嚴(yán)重影響制品的性能，因此不能直接使用。
2.U-PVC型材擠出工藝
以使用異向錐形雙螺桿擠出機（65/132）擠出U-PVC型材為例，說明擠出工藝。擠出溫度設(shè)定見表4-5。
生產(chǎn)設(shè)備：上海申威達(dá)機械有限公司的異向錐形雙螺桿（65/132）擠出機。
螺桿轉(zhuǎn)速：15r/min。
產(chǎn)量：100kg/h。
熔體壓力：25MPa。
熔體溫度：175℃。
定型真空度：0.06~0.08MPa。
冷卻水溫度：＜15℃。
溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)速是重要的三個工藝參數(shù)，并且不是一個固定的參數(shù)。隨著制品改變，或者是設(shè)備、口模、原輔料的變化，工藝參數(shù)都要作相應(yīng)的調(diào)整。比如U-PVC管材，由于填料加入的比例比型材大，因此溫度還要高一些。
3.U-PVC型材擠出的不正常現(xiàn)象、分析及排除
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