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發(fā)泡知識(shí):PVC發(fā)泡調(diào)節(jié)劑機(jī)理和作用
????????發(fā)泡機(jī)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(jìn)PVC的塑化;二是為了提高PVC發(fā)泡物料的熔體強(qiáng)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(dòng)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(shè)備、工藝、原料及潤(rùn)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(shuō)是以氣體為填充的復(fù)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(jiàn)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(xué)腐蝕、耐候性、阻燃性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于多個(gè)方面，包括展示面板、標(biāo)記、廣告牌、隔板、建筑用板、家具用板材等。
????????評(píng)價(jià)發(fā)泡片材質(zhì)量的關(guān)鍵因素
????????對(duì)發(fā)泡材料來(lái)說(shuō)，泡孔的大小和均勻程度是影響片材質(zhì)量的關(guān)鍵因素。對(duì)低倍發(fā)泡片材，泡孔小而均勻，發(fā)泡片材韌性好，強(qiáng)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(jìn)一步降低密度的可能性，泡大而散很難進(jìn)一步降低密度。
????????PVC發(fā)泡工藝控制關(guān)鍵點(diǎn)
????????塑料發(fā)泡成型分為三個(gè)過(guò)程：氣泡核的形成、氣泡核的膨脹和泡體的固化。對(duì)于添加化學(xué)發(fā)泡劑的PVC發(fā)泡片材來(lái)說(shuō)，氣泡核的膨脹對(duì)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(qiáng)度低，在氣泡核膨脹成氣泡過(guò)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(guān)鍵因素是提高PVC的熔體強(qiáng)度。從高分子材料加工特性分析，提高PVC熔體強(qiáng)度的方法有多種，但最有效的方式是添加提高熔體強(qiáng)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(qiáng)度降低，反之隨熔體溫度降低熔體強(qiáng)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(qiáng)度的作用，其中發(fā)泡調(diào)節(jié)劑最有效果。熔體強(qiáng)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(duì)提高熔體強(qiáng)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(jìn)PVC熔融，提高表面光潔度，改善熔體的彈性，增強(qiáng)熔體的伸長(zhǎng)率和強(qiáng)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(duì)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(qiáng)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(guān)系，繼續(xù)增加分子量或提高用量，對(duì)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(guān)系，發(fā)泡片的密度與發(fā)泡調(diào)節(jié)劑存在一平衡點(diǎn)，在這一平衡點(diǎn)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(dǎo)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(qiáng)度是有限的，過(guò)量的氣體導(dǎo)致泡孔塌陷或合并。
????????PVC發(fā)泡過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題
????????在PVC發(fā)泡片材擠出過(guò)程中，碰到的問(wèn)題基本可以歸為4類，
????????1.是穩(wěn)定性問(wèn)題;
????????2.是熔體強(qiáng)度問(wèn)題;
????????3.是潤(rùn)滑問(wèn)題;
????????4.是分散問(wèn)題。
????????這四類問(wèn)題特別是前三類問(wèn)題會(huì)相互制約，交叉影響，從表面現(xiàn)象看有時(shí)很難立刻分清楚，要說(shuō)方觀察分析，找到問(wèn)題根源才能根本解決。
????????穩(wěn)定性問(wèn)題：穩(wěn)定性不足，會(huì)影響整個(gè)板面，板面發(fā)黃，發(fā)泡片材脆性大。
????????熔體強(qiáng)度問(wèn)題：熔體強(qiáng)度不足會(huì)導(dǎo)致發(fā)泡片泡孔大，縱切面泡很長(zhǎng)。判斷熔體強(qiáng)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(qiáng)度好按壓時(shí)能感覺(jué)到彈性。若按壓后很難彈起，說(shuō)明熔體強(qiáng)度較差。因?yàn)槁輻U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(lái)說(shuō)，在擠出機(jī)允許的負(fù)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(qiáng)度。
????????潤(rùn)滑問(wèn)題：潤(rùn)滑劑分為外潤(rùn)滑劑和內(nèi)潤(rùn)滑劑，外滑有利于脫模，對(duì)板材表面的光潔性有好處，外滑太少，擠出機(jī)5區(qū)溫度不易控制，易升溫，這會(huì)導(dǎo)致合流芯溫度高，板材中間出大泡、串泡、發(fā)黃等問(wèn)題，板材表面也不光滑 ;外滑多，析出會(huì)變得嚴(yán)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(huì)表現(xiàn)為某些個(gè)別現(xiàn)象在板面上不定期的來(lái)回移動(dòng)。內(nèi)滑有利于塑化和熔體的流動(dòng)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(huì)帶來(lái)板材表面不光滑的現(xiàn)象。
????????工藝溫度控制問(wèn)題：上面提到的四個(gè)問(wèn)題屬于根本性問(wèn)題，是基礎(chǔ)，是深層次問(wèn)題。相對(duì)于上面四個(gè)問(wèn)題，工藝溫度控制則要直觀得多，是表面問(wèn)題，但溫度控制不好，會(huì)誘發(fā)根本問(wèn)題的出現(xiàn)。提高加工工藝溫度，材料穩(wěn)定時(shí)間會(huì)降低，出現(xiàn)穩(wěn)定性問(wèn)題;原有的潤(rùn)滑平衡會(huì)被打破，一般表現(xiàn)為外潤(rùn)滑不足，特別是后期外潤(rùn)滑，需提高外潤(rùn)滑添加量;溫度提高也會(huì)導(dǎo)致熔體強(qiáng)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(qiáng)度也會(huì)降低熔體粘度，粘度降低剪切分散能力降低，對(duì)分散能力不強(qiáng)的螺桿而言，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)分散不均勻。
