由于PVC型材主要用于室內(nèi)外門窗,不僅對各項性能要求極高,外觀質(zhì)量也非常重要。它們是PVC硬質(zhì)制品的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
PVC配方體系的設(shè)定和各種添加劑的選擇是保證PVC型材質(zhì)量的重要因素。潤滑系統(tǒng)除了穩(wěn)定系統(tǒng)和改性系統(tǒng)外,還具有型材加工性能、產(chǎn)品外觀和各種物理性能。影響很大。由于其數(shù)量少,其重要作用往往被人們所忽視。
PVC型材生產(chǎn)設(shè)備加工和制品的缺陷與潤滑劑的選擇和配比密切相關(guān)。因此,潤滑劑在PVC型材生產(chǎn)設(shè)備的配方中起著重要的作用。
1.潤滑劑的分類和機理
根據(jù)潤滑劑的作用機理,潤滑劑可分為兩種:內(nèi)部潤滑劑和外部潤滑劑。內(nèi)潤滑劑是指聚合物熔融后能減少聚合物分子間摩擦的潤滑劑;外潤滑劑是指聚合物熔融前后,在顆粒和聚合物熔體之間可以獲得的聚合物和金屬。減少表面間摩擦的潤滑劑。
關(guān)于潤滑劑的作用機理,影響潤滑劑作用的因素很多,也很復雜,這里僅根據(jù)一般經(jīng)驗簡單描述一下。
1、內(nèi)部潤滑-塑化或軟化機制
以PVC為例,潤滑劑和增塑劑可視為同一類物質(zhì),只是潤滑劑極性較低,碳鏈較長,所以與增塑劑相比,與PVC相容。明顯減少。由于潤滑劑與PVC不相容(且有一定的相容性),只有少量的潤滑劑分子能像增塑劑一樣滲透到聚合物的分子鏈中,減弱了分子鏈之間的相互吸引。當聚合物變形時,分子鏈更可能彼此滑動和旋轉(zhuǎn),而不會過度降低聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。
2.潤滑劑附著在熔融樹脂表面或加工機械或模具表面,形成潤滑劑分子層。潤滑劑分子層形成的潤滑界面導致樹脂與加工機器之間的摩擦減少。潤滑界面膜的粘度及其潤滑效率取決于潤滑劑的熔點和加工溫度。一般分子碳鏈長的潤滑劑潤滑效果更大,因為它能進一步分離兩個摩擦面。
二。潤滑劑對塑料性能的影響
1、流變學
潤滑劑對PVC流變性能的影響是顯著的。潤滑劑對熔化有非常重要的影響。完全擴散的外潤滑劑覆蓋在樹脂顆粒上,減少了摩擦產(chǎn)生的熱量,物理上延緩了顆粒的聚結(jié)熔化,阻礙了聚合物大分子鏈的短鏈段。相互擴散。相反,完全分散的內(nèi)部潤滑劑使用假增塑劑來促進熔化過程。典型的潤滑劑具有內(nèi)潤滑劑和外潤滑劑的性質(zhì),它們的大小因物種而異。潤滑劑選擇的基本原則是試圖獲得可控的熔化速度。
合理的潤滑系統(tǒng)是PVC-U控制塑化速率Z的有效而常用的方法,也是PVC-U必須使用潤滑劑的主要原因之一。外部潤滑劑可以通過減少對金屬表面的粘附和摩擦來延長塑化時間。高溫下內(nèi)潤滑劑與PVC的相容性減弱了聚合物分子間的內(nèi)聚力,促進了熔融過程,降低了熔體粘度,增加了流動性。
無論哪種類型的潤滑劑,熔化溫度都會降低。潤滑劑的作用是通過外部滑動降低所施加剪切力的有效性;內(nèi)部潤滑劑的作用是降低熔體粘度,這當然會減少摩擦產(chǎn)生的熱量。
熔體破裂通常被認為是彈性聚合物熔體湍流的結(jié)果,也可以通過潤滑劑的平衡來控制。
2.耐熱性
一般來說,潤滑劑對熱穩(wěn)定性有很好的作用,因為它可以降低材料在加工過程中的溫度。此外,
3.干混物理性能
在高速混合時,潤滑劑會影響PVC的密實度、Z最終表觀密度和凝膠化。當使用雙螺桿擠出時尤其如此。因為擠出量與干混合物的表觀密度成比例,并且部分膠凝的粒料在擠出過程中需要較少的能量來熔化,所以擠出量較高。
4.機械性能
潤滑劑會影響機械性能,如拉伸強度、伸長率和沖擊強度。潤滑劑對型材力學性能的影響主要體現(xiàn)在型材的焊角強度和低溫抗沖擊性能上。潤滑劑對產(chǎn)品低溫沖擊的影響主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的塑化效果上。塑化程度越好,低溫沖擊強度越高。在充分保證材料塑化的前提下,隨著潤滑劑用量的增加,焊點強度有降低的趨勢。大量實驗表明,外用焊接潤滑劑焊接角強度差,低溫沖擊強度好。另一方面,當外部潤滑劑不足時,焊接角強度好,低溫落錘沖擊強度差。
5.熱變形溫度
由于潤滑劑一般熔點較低,而且有些潤滑劑還是液體,當加入這些物質(zhì)時,會與硬質(zhì)PVC等成分結(jié)合,影響玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。聚氯乙烯。降低熱變形溫度。
6.電氣性能
一般來說,潤滑劑的極性或離子性越強,性能越差,溫度越高,差別越大。除了體積電阻率和相關(guān)的導線絕緣電阻,表面電阻率也受潤滑劑的影響。極性較大的潤滑劑會降低表面電阻率,并產(chǎn)生一些抗靜電效果。
7.表面特征
由于與PVC的相容性較低,潤滑劑會遷移到表面,從而影響PVC塑料的表面性能。在一個有利的方面,某些潤滑劑為軟PVC提供了滑動和抗粘連性能。然而,當過量使用時,過度滲色可能導致層壓、粘合、壓花和印刷困難。此外,潤滑劑也可能影響輔助增塑劑的相容性和滲出性。為了合理選擇PVC型材的潤滑系統(tǒng),材料的塑化程度會得到充分的保證,型材的表面質(zhì)量也會更好。過多的潤滑劑會影響焊縫的質(zhì)量和強度。
8.出現(xiàn)
潤滑劑也會影響Z最終產(chǎn)品的外觀,如顏色、光澤和透明度。不同的潤滑系統(tǒng)可能對同一種顏料產(chǎn)生不同的顏色效果。對于PVC型材,在塑化條件下,適當?shù)耐獠繚櫥瑫黾颖砻婀鉂嵍取_^多的潤滑劑會造成產(chǎn)品的許多缺陷,例如材料上的痕跡和燒傷,以及模具中過多的沉積物。表面劃痕等。