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發(fā)泡知識:PVC發(fā)泡調(diào)節(jié)劑機理和作用
????????發(fā)泡機理
????????在PVC發(fā)泡制品中，加入超高分子量聚合物的目的：一是為了促進PVC的塑化;二是為了提高PVC發(fā)泡物料的熔體強度，防止氣泡的合并，以得到均勻發(fā)泡的制品;三是為了保證熔體具有良好的流動性，以得到外觀良好的制品。由于不同的發(fā)泡制品生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品不同，所用的設備、工藝、原料及潤滑體系均有差異，因此我們開發(fā)了具有不同性能的發(fā)泡調(diào)節(jié)劑，以滿足用戶的不同需求。
????????發(fā)泡材料的定義
????????發(fā)泡塑料也叫泡沫塑料，是以塑料為基本組分，含有大量氣泡，可以說是以氣體為填充的復合材料。
????????發(fā)泡片材的分類
????????根據(jù)發(fā)泡倍率不同，可以分為高發(fā)泡和低發(fā)泡，根據(jù)泡體質(zhì)地的軟硬程度，可以分為硬質(zhì)、半硬質(zhì)、軟質(zhì)泡沫塑料。根據(jù)泡孔結(jié)構(gòu)可以分為閉孔泡沫塑料和開孔泡沫塑料。一般常見的PVC發(fā)泡片材屬于硬質(zhì)閉孔低發(fā)泡片材。
????????PVC發(fā)泡片材有耐化學腐蝕、耐候性、阻燃性等優(yōu)點，廣泛應用于多個方面，包括展示面板、標記、廣告牌、隔板、建筑用板、家具用板材等。
????????評價發(fā)泡片材質(zhì)量的關鍵因素
????????對發(fā)泡材料來說，泡孔的大小和均勻程度是影響片材質(zhì)量的關鍵因素。對低倍發(fā)泡片材，泡孔小而均勻，發(fā)泡片材韌性好，強度高，表面質(zhì)量好。從降低發(fā)泡片材密度方面考慮，只有泡孔小而均勻才有進一步降低密度的可能性，泡大而散很難進一步降低密度。
????????PVC發(fā)泡工藝控制關鍵點
????????塑料發(fā)泡成型分為三個過程：氣泡核的形成、氣泡核的膨脹和泡體的固化。對于添加化學發(fā)泡劑的PVC發(fā)泡片材來說，氣泡核的膨脹對發(fā)泡片材的質(zhì)量起決定性影響。PVC屬于直鏈分子，分子鏈較短，熔體強度低，在氣泡核膨脹成氣泡過程中，熔體不足以包覆住氣泡，氣體易溢出合并成大泡，降低發(fā)泡片材的產(chǎn)品質(zhì)量。
????????提高PVC發(fā)泡片材質(zhì)量的關鍵因素是提高PVC的熔體強度。從高分子材料加工特性分析，提高PVC熔體強度的方法有多種，但最有效的方式是添加提高熔體強度的助劑和降低加工溫度。PVC屬于非晶材料，隨熔體溫度的提高熔體強度降低，反之隨熔體溫度降低熔體強度提高，但降溫的作用有限僅起到輔助作用。ACR類加工劑都有提高熔體強度的作用，其中發(fā)泡調(diào)節(jié)劑最有效果。熔體強度隨發(fā)泡調(diào)節(jié)劑含量增加而提高。一般而言，只要螺桿有足夠的分散混合能力，添加高黏度的發(fā)泡調(diào)節(jié)劑對提高熔體強度效果更明顯。
????????加工助劑在PVC發(fā)泡片材中的作用
????????ACR類加工助劑有促進PVC熔融，提高表面光潔度，改善熔體的彈性，增強熔體的伸長率和強度的作用。有利于包覆氣泡，防止泡孔塌陷。發(fā)泡調(diào)節(jié)劑的分子量和用量對發(fā)泡片的密度都有很大的影響：隨著分子量的提高，PVC熔體強度提高，發(fā)泡片的密度可以做的更低，與提高調(diào)節(jié)劑的用量有相同的作用。但這一作用不具線性關系，繼續(xù)增加分子量或提高用量，對降低密度的作用不是非常明顯，密度將趨于恒定。
????????發(fā)泡調(diào)節(jié)劑和發(fā)泡劑之間存在重要的關系，發(fā)泡片的密度與發(fā)泡調(diào)節(jié)劑存在一平衡點，在這一平衡點之外，發(fā)泡片密度不受發(fā)泡劑含量的影響，維持恒定，也就是增加發(fā)泡劑用量不能降低密度，導致這一現(xiàn)象的原因是在一定量的發(fā)泡調(diào)節(jié)劑用量下，PVC的熔體強度是有限的，過量的氣體導致泡孔塌陷或合并。
????????PVC發(fā)泡過程中的常見問題
????????在PVC發(fā)泡片材擠出過程中，碰到的問題基本可以歸為4類，
????????1.是穩(wěn)定性問題;
????????2.是熔體強度問題;
????????3.是潤滑問題;
????????4.是分散問題。
????????這四類問題特別是前三類問題會相互制約，交叉影響，從表面現(xiàn)象看有時很難立刻分清楚，要說方觀察分析，找到問題根源才能根本解決。
????????穩(wěn)定性問題：穩(wěn)定性不足，會影響整個板面，板面發(fā)黃，發(fā)泡片材脆性大。
????????熔體強度問題：熔體強度不足會導致發(fā)泡片泡孔大，縱切面泡很長。判斷熔體強度是否不足，最直接的辦法是到三輥后面用手指按壓包在中輥上的片材，熔體強度好按壓時能感覺到彈性。若按壓后很難彈起，說明熔體強度較差。因為螺桿結(jié)構(gòu)和冷卻方式差別較大，很難判斷溫度是否合理，一般來說，在擠出機允許的負荷內(nèi)，3—5區(qū)溫度以低為好。在發(fā)泡管材中要想獲得發(fā)泡均勻制品，也需要保證PVC物料有良好的融體強度。
????????潤滑問題：潤滑劑分為外潤滑劑和內(nèi)潤滑劑，外滑有利于脫模，對板材表面的光潔性有好處，外滑太少，擠出機5區(qū)溫度不易控制，易升溫，這會導致合流芯溫度高，板材中間出大泡、串泡、發(fā)黃等問題，板材表面也不光滑 ;外滑多，析出會變得嚴重，表現(xiàn)在模具內(nèi)的結(jié)構(gòu)和板材表面外滑的析出，也會表現(xiàn)為某些個別現(xiàn)象在板面上不定期的來回移動。內(nèi)滑有利于塑化和熔體的流動性，內(nèi)滑不足板面難以控制厚度，表現(xiàn)為板材中間厚兩邊薄;內(nèi)滑多，易出現(xiàn)合流芯溫度高的現(xiàn)象。分散不好會帶來板材表面不光滑的現(xiàn)象。
????????工藝溫度控制問題：上面提到的四個問題屬于根本性問題，是基礎，是深層次問題。相對于上面四個問題，工藝溫度控制則要直觀得多，是表面問題，但溫度控制不好，會誘發(fā)根本問題的出現(xiàn)。提高加工工藝溫度，材料穩(wěn)定時間會降低，出現(xiàn)穩(wěn)定性問題;原有的潤滑平衡會被打破，一般表現(xiàn)為外潤滑不足，特別是后期外潤滑，需提高外潤滑添加量;溫度提高也會導致熔體強度降低，發(fā)泡片材泡孔增大，泡孔數(shù)量減少，片材發(fā)脆易斷裂;溫度提高降低了熔體強度也會降低熔體粘度，粘度降低剪切分散能力降低，對分散能力不強的螺桿而言，有時會出現(xiàn)分散不均勻。
