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          PVC-U塑料管材发脆的原因(三)

          作者:洁尔康建材编辑 发布时间:2021-11-09 10:41:53

          PVC-U塑料管材发脆的原因(三)


          PVC-U塑料管材发脆的主要特征为:下料时崩口、冷冲破裂。造成管材制品物理、力学性能差的原因有很多,其中包括:1、 配方及混料工艺不合理。2. 挤出工艺不合理。3.模具设计不合理。

          在前2篇文章,我们和大家探讨了配方及混料工艺不合理和挤出工艺不合理这2个方面,下面这篇文章,我们洁尔康建材主要来和大家聊聊模具设计不合理这个方面。

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          模具设计不合理

          (1)口模截面设计不合理。

          尤其是内筋的分布和交界面角度的处理。这样会造成应力集中现象存在。需要改进设计和消除交界面处的直角和锐角。

          (2)模头压力不足。

          模头处压力大小是直接受模具的压缩比,特别是模具平直段的长度来决定的。模头的压缩比太小或平直段太短都会造成制品不致密,影响物理性能。模头压力的改变一方面可以通过改变模头平直段长度来调整流料阻力;另一方面在模具设计阶段可选择不同的压缩比来改变挤出压力,但必须注意机头压缩比要与挤出机螺杆的压缩比相适应;还可以通过改变配方,调整挤出工艺参数,增加多孔板来改变熔体压力的大小。

          (3)对于因分流筋汇合不良造成的性能下降应适当增加筋与外表面、筋与筋汇流处的长度,或者增大压缩比来解决。

          (4)口模出料不均匀,造成管材壁厚薄不一致,或者密实度不一致。

          这也就造成了管材两个面之间的力学性能上的差别,我们在实验时有时冷冲一面合格一面不合格,也恰恰证明了这一点。至于壁薄等非标管材这里就不再多说。

          (5)定型模的冷却速率。

          冷却水温往往没有引起足够的重视,冷却水的作用是将管材拉伸的大分子链及时冷却定型,达到使用目的。缓慢的冷却可以使分子链有足够的时间舒展,有利于定型。而急速冷却,水温与挤出管坯的温差太大,制品受骤冷不利于制品低温性能的提高。从高分子物理学解释,PVC大分子链在温度、外力的作用下,发生卷曲、拉伸过程,当温度、外力撤出后,大分子链没有及时恢复自由状态而处于玻璃态,大分子链杂乱无序排列,造成宏观上制品低温冲击性能低。从塑料加工工艺学解释PVC管材在挤出后,制品撤去温度、外力后有应力松弛过程。适宜的冷却水温有利于这个过程。冷却水温过低,制品中的应力没有来得及消除,造成制品性能下降。所以管材冷却采用缓冷方式,并可防止成型后的制品翘曲,弯曲和收缩现象,可以防止由于内应力作用而使制品冲击强度降低。一般水温控制在20℃。

          (6)为了使型坯柔和地冷却而不致骤冷。

          将连接冷却定型套的水管接在定型的后部,让水在定型套中流动方向与型坯运动方向相反而从定型套前排出。这样也不致于造成因水温过低造成型坯骤冷、产生过大内应力,使管材脆化,型材的抗冲击性能下降。加或减少填料,而增加填料又直接影响其柔性指标。填料过多,管材便会出现冷冲不达标。填料过少,管材便会出现尺寸变化率大。相同的是增加或减小柔性指标,必然要增加或减小抗冲改性剂或加工助剂,而增加或减小加工助剂又直接影响其刚性指标。加工助剂过多,则管材刚性指标下降;加工助剂过少,则型材刚性指标上升,在配方中这两者是一个既矛盾又统一的相互制约的因素,但不能说要提高刚性指标却又要保持柔性指标便可以在增加填料的同时又无原则增加加工助剂,这是不合理的。所以在配方体系中要确定一个更佳结合点,以达到其刚性和柔性的平衡。

          (7)挤出工艺对管材刚性和柔性指标的影响。

          挤出温度设定的高低是影响物料塑化程度的因素之一,物料过塑化物料中的低分子聚合物分解,挥发,造成分子间结构变化会增大刚性指标和降低柔性指标。物料塑化不足,物料中各组分的分子之间还没有充分溶合会降低刚性指标,同时柔性指标得不到充分展现。螺杆转矩和挤出压力与型材的刚性指标成正比,随转矩和压力升高而增加。柔性指标则与其成反比,随转矩和压力的升高而降低。需要补充的是,在刚开机挤出时偶然会发现个别型材没有崩口现象,但却发现其内筋已有轻微气泡,这又是一个新问题。


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