PVC內(nèi)、外潤滑平衡的多樣性
事實(shí)上不同類型的加工設(shè)備,如擠出(又分單、雙螺桿) 、注塑、壓延, 均要求有不同的潤滑平衡。嚴(yán)格地講,同類設(shè)備,不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品,甚至同一個(gè)設(shè)備新的與舊的對(duì)潤滑平衡均有不同的要求。不同類型的產(chǎn)品,如管、膜、片以及型材, 也有各自不同的潤滑平衡。例如,生產(chǎn)異型材、擠出片材、注塑制品、中空制品、吹塑膜及高透明制品均要有較高的塑化程度,較高的流動(dòng)性,因而要求較高的塑化速率,所以內(nèi)潤滑劑要多一些;而對(duì)于管材的生產(chǎn)而言,它的塑化程度以60 %~70 %為宜[8 ,9 ] , 因而要求塑化速率低一些, 外潤滑劑應(yīng)相對(duì)多一點(diǎn);對(duì)于壓延工藝,為了熔融的pvc易于剝離壓延輥, 外潤滑劑亦應(yīng)多一些;而注塑工藝則要盡可能少用外潤滑劑,盡可能地減少外潤滑對(duì)熔接痕強(qiáng)度下降的影響。
實(shí)驗(yàn)室中如何評(píng)價(jià)內(nèi)、外潤滑平衡
內(nèi)、外潤滑劑用量均不足
其特點(diǎn)是塑化扭矩較大, 熔體粘附性較嚴(yán)重,有可能提前熱分解。
內(nèi)、外潤滑劑用量均過量
其特點(diǎn)是析出較嚴(yán)重, 制品力學(xué)性能下降(如試樣較脆) ,二次加工性能較差,但其他實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均與內(nèi)、外潤滑平衡時(shí)相似。
內(nèi)潤滑劑較少,外潤滑劑較多
其特點(diǎn)是塑化時(shí)間較長,塑化扭矩較大,有可能出現(xiàn)析出現(xiàn)象(外潤滑劑過量) 。
內(nèi)潤滑劑較多,外潤滑劑較少
其特點(diǎn):塑化時(shí)間較短,有較重的粘附現(xiàn)象,有可能熱穩(wěn)定性變差。總之外潤滑劑用量不足則有粘附現(xiàn)象,塑化時(shí)間短;過量則力學(xué)性能下降,有可能有析出現(xiàn)象。內(nèi)潤滑劑用量不足,則塑化扭矩較大, 塑化時(shí)間較長; 過量則塑化時(shí)間較短,塑化扭矩較小,熱穩(wěn)定性有可能變差。
關(guān)于從流變儀得到數(shù)據(jù)的分析
熔體的流動(dòng)性與粘度成反比,粘度又與扭矩成正比。所以,熔體流動(dòng)性越好,扭矩越低。在扭矩流變儀的結(jié)果中給出三種扭矩值,即最小扭矩,最大扭矩(塑化扭矩)及平衡扭矩。筆者認(rèn)為,塑化扭矩是評(píng)價(jià)潤滑劑改善PVC 樹脂流動(dòng)性的最重要指標(biāo)。當(dāng)然,最小扭矩及平衡扭矩也有一定的參考意義,
但它們均與塑化扭矩有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 一般塑化扭矩大,最小扭矩及平衡扭矩也較大,反之亦然。筆者還認(rèn)為,塑化扭矩對(duì)實(shí)際加工設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)裝置能量消耗的影響遠(yuǎn)大于平衡扭矩的影響。原因有二: ①在一般接近實(shí)用硬PVC配方中均有ACR 加工助劑,在這種情況下,不同的潤滑體系的塑化扭矩值的變化較大,而平衡扭矩值變化卻很不顯著[8 ] ;②由于多種原因(如盡量避免熱分解,提高生產(chǎn)率等),加工者希望熔融物料在平衡扭矩所對(duì)應(yīng)的時(shí)間盡可能地短一些,即達(dá)到預(yù)期塑化程度后,塑料熔體盡早離開加工設(shè)備。雖然塑化扭矩只是一個(gè)峰值,但整個(gè)塑化峰所對(duì)應(yīng)的時(shí)間的積分面積(能量消耗) 卻遠(yuǎn)大于平衡扭矩所對(duì)應(yīng)的時(shí)間的積分面積(能量消耗)。事實(shí)亦證明:塑化扭矩只大百分之幾,因它積分面很大,所以消耗的能量亦很大,加工設(shè)備因不堪重負(fù),而有可能“報(bào)警”[10 ]。
對(duì)于塑化峰的峰值(塑化扭矩, 塑化時(shí)間) 常見于報(bào)道中, 但對(duì)塑化峰的形狀(即半峰寬度及半坡斜率) 卻少見評(píng)論, 事實(shí)上,半峰寬度及后半坡斜率亦是潤滑體系影響樹脂熔化特性一個(gè)重要標(biāo)志。
相對(duì)而言, 能耗較少, 較充分地利用了摩擦熱,進(jìn)一步促進(jìn)了樹脂塑化,減少樹脂在設(shè)備中停留時(shí)間,有利樹脂的熱穩(wěn)定化,并為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率提供了可能性。