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PVC结皮发泡板破泡典型原因分析与应对

发布日期:2015-7-14     浏览次数:1294

  发泡塑料板材截面产生破泡或穿泡从理论上讲主要有两方面的因素:一是因熔体本身局部强度过低,破泡是由外向里形成的;二是因熔体周边压力偏小,局部泡孔发生膨胀,强度减弱,破泡是由里向外形成的。在生产实践中,两种作用没有明显区别,有可能同时存在,大部分破孔都是局部泡孔不均匀膨胀后,熔体强度降低所致。熔体本身强度过低与熔体周边压力偏小的因素很多,概括起来,主要有以下几个方面。

  分子量或聚合度过低PVC树脂一般根据其聚合方法可分为乳液法PVC和悬浮法PVC及本体PVC三种。生产硬质PVC发泡产品时,如采用乳液法PVC树脂可得到泡孔均匀,表面光滑的制品,但制品的尺寸稳定性难以控制;且乳液法PVC树脂生产的成本较高;若采用悬浮法PVC树脂,产品的外观质量和泡孔均匀度稍差。

  综合工艺、价格及性能等方面,宜将两者按一定比例混用,比例可以为80/20-20/80之间。板材成型横截面积较宽,从挤出机头进入口模要分布到一个相当于1.3米左右的宽度,要得到充分发泡的低密度塑料制品,采用的树脂粘度不宜过高,为了有利于气泡的分散与膨胀,板材整个横截面压力协调一致,对熔体流动性要求高。若PVC树脂粘度过高,熔体流动性差,板面平整度难以保证,泡孔不易扩张,导致发泡倍率低;反之,若PVC树脂粘度过低,又会致使熔体强度低,容易引发破泡。

  生产实践证明:生产结皮发泡塑料板材宜选用SC-7性树脂,尽量不要选用SC-8型树脂,或采用SC-8型树脂与SC-5型或SC-6型树脂混用。

  熔体热稳定性差,挤出温度设定或控制不当熔体良好的塑化是发泡塑料板材制品的前提条件。如果热稳定剂存在问题,挤出温度过高,容易发生熔体局部降解且会因熔体强度降低,气泡过大而被撕裂;挤出温度过低、熔体欠塑化、强度很低,同样会出现破泡。发泡塑料板材生产时,一定要定期对稳定剂进行180~200度的稳定性能检验,不符合稳定性能要求的原料不得使用或经调整剂量,检验合格后再用。

  除保证熔体在挤出过程中不发生降解外,稳定剂还有一个重要的职能,即调节发泡剂分解温度。如果稳定剂加量过多或过少致使发泡剂分解温度过低或过高,都不利于发泡。稳定剂应根据采用树脂的牌号进行调整,比如采用8型树脂,塑化温度较低,稳定剂应适当增加,以便物料塑化温度与发泡剂分解温度相吻合。但若稳定剂添加过多或熔体温度过高,又会致使发泡剂在挤出机内提前分解,致使发泡气体从加料孔与真空孔逸出,若稳定剂添加过少或操作温度过低,又会使发泡不完全。

  挤出操作时,除保证熔体良好塑化外,挤出机内的熔体温度一定要低于发泡剂分解温度,防止发泡剂在机内过早分解;出口模的熔体温度一定要达到发泡剂的分解温度区域,以利于充分发泡。挤出温度的设定和控制,还应根据真空孔物料和开机时熔体成型形态,及时进行对应调整。确保物料在通过排气孔时基本呈橘皮状态,螺杆底部不应有粉料流动;熔体从口模挤出时表面应光滑,有一定的弹性,不得一出口模就下垂或截面结晶粗糙。

  发泡剂添加不当发泡塑料板材生产一般采用发热型、吸热型或吸热、放热复合平衡型三种不同发泡剂。偶氮二甲酸铵,亦称AC,属于偶氮基化活化物。AC发泡剂分解温度高,达232℃,远远超出PVC加工温度,使用时需降低分解温度。

  放热型发泡剂发泡率高,约190-260ml/g,分解速度快、放热极大,但发泡时间短,突发性也强。因此当AC发泡剂用量过多时,发气量过大,会使气泡内压力增长快,泡孔尺寸生长过大,急剧释放气体,使泡孔结构破坏,泡孔大小分布不均,乃至形成开孔结构,会在局部产生较大的气泡和空穴。生产发泡塑料制品时,放热型发泡剂AC不得单独使用,应和吸热型发泡剂配合使用或采用发热与放热平衡复合型化学发泡剂。无机发泡剂-碳酸氢钠(NaHCO3)属吸热型发泡剂,虽发泡率较低,但发泡时间长,和AC型发泡剂混用,可以起到互补和平衡的作用。放热型发泡剂提高了吸热型发泡剂的发气能力,吸热型发泡剂又使前者冷却、稳定其分解和均衡释放气体,抑制厚板内部过热降解,减少残留物析出,有增白作用。

  在不影响发泡率前提下,可适当多添加吸热型发泡剂,取代部分放热型发泡剂,以抑制多添加放热型发泡剂引发的破泡。1232或BLA-616发泡剂属放热与吸热平衡型发泡剂,分解无诱导期,分解速率快,10分钟左右即可达到最大发气量,放气缓、无突发,最大发气量达156mL。其分解温度介于PVC加工温度范围内,可用于尺寸较厚,形状复杂的制品动态成型过程,以利消除破泡,保证发泡性能的稳定。

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