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VC-U塑料管材的加工工艺和应用范围

2014-11-19 00:32| 评论: 0|来自: 机电百科|下载文档

温度对PVC-U塑料管材的影响体现在PVC-U塑料管材的整个生命周期中,从生产加工,产品贮存到使用,温度的不同直接决定了管材的使用寿命和使用强度。下面从塑料受温度的影响原理来说明温度对塑料管材的影响。
塑料制品是高分子聚合物,随温度的不同会呈现出玻璃态、高弹态和粘流态三种状态(这三种状态是不同于低分子物质的,低分子物质三态是固、液、气三态分明),由于高分子物质的分子量分布和分散,所以三态之间相互转化时不是一个非常明确的温度值,而是一个比较宽温度范围(低分子物质三态转化有比较精确的熔点、沸点)。玻璃态下的塑料具有一定的强度,在常温下多数塑料处于玻璃态,我们通常是在这个温度下应用各种塑料;高弹态下,高聚物分子可以相对容易的伸展,塑料具有很好的弹性,可以进行一些简单的后成形加工(如扩口、弯曲);在粘流态时,高聚物分子具有相对良好的流动性,可以进行复杂的加工如:挤出,注塑等等。
在我们的PVC-U管材挤出生产中,由于温度的不同,物料三态的变化为:在挤出机中,物料在螺杆末端(计量段)应达到粘流态,在机头中呈粘流态;离开口模后渐呈高弹态,接触定径套后,在表层迅速降温,温度降至玻璃化温度以下,冷却的部分表现出玻璃态,保持一定的形状,然后逐渐冷却,直至管材整体呈玻璃态;扩口工序,对管材加热,使扩口部分处于高弹态,利用它的弹性可以使模具轻松进入,并且管材不受损伤,然后加压冷却至玻璃态定型。
在整个生产过程中,只有熔温是直接测量物料温度,所以熔温反映的是物料的真实温度,而其它工序的各个温度只是通过设备温度间接的反映物料温度(挤出机机身、机头、加热炉),温度显示值和物料温度存在一定的偏差。
1、混料
混料过程分为热混和冷混,热混主要是使配方中各组分充分的进行物理混合,使其分散均匀,并排出其中的水蒸气。热混终止温度设置一般在110摄氏度以上,热量来源是靠高速混合机的高速旋转带动物料高速运动,物料与锅壁和搅拌桨摩擦生热,物料之间的摩擦生热,使温度上升。这个过程的温度设置主要考虑不要使用树脂分解,水分充分气化挥发,润滑剂类物质能够熔化并分散均匀。热混结束后,将物料排入冷混机中降温,当温度降到40摄氏度左右时将物料排出,如果没有这个冷却过程,热的物料堆积在一起,热量散发不出去,会造成物料过热分解。
2、挤出
挤出过程中涉及到温度的地方主要有机身和机头,在机身和机头部位,主要是吸热,具体的热量来源是,机身部位的摩擦热和外加热,机头部位的外加热。在挤出过程中,吸热过程与温度高低和受热时间有很大关系。
机身主要包括螺杆和机筒。螺杆通常分为三段,加料段、塑化段和计量段。
加料段:在喂料口位置,防止物料架桥通有冷却水;根据固体输送理论,为了实现大挤出量,要求螺杆有较大的输送能力,螺杆温度不宜高,现在的设备多数没有螺杆温度控制,螺杆只能靠不同部位之间的热传导和摩擦热来调节温度;即使机筒温度设的高,也只是反映机筒温度,而不是物料的实际温度。
  塑化段:通过吸收各种热量物料温度上升,温度达到润滑剂熔点以上,润滑剂熔化后会有一定的粘连作用,物料形成一种非常疏松的块状物,在物料经过真空抽吸孔时,靠负压脱出其中的水分、挥发分,如果温度高(确切的应当是吸热量太多),物料将变成一种坚实的块状物,则水分、挥发分将被包覆在块状物内部,不能靠负压脱出。若温度低(确切的说应当是吸热量不足),其中的水分、挥发分不能充分气化排出,粉状的物料也将从真空孔被吸出,堵塞抽真空管道。
计量段:物料将逐渐压实,并建立压力,以克服机头阻力,摩擦热将成为主要的热量来源,在此阶段物料已不需要大量吸热,物料常常需要向外散热。机筒可以借助外设风机散热,所以机筒散热是最简单且有效的;而螺杆的散热问题则不易解决,因为无论是控温外循环油散热还是利用热管技术的内冷散热,都因螺杆的内部散热面积小,而制约了其散热功效,尤其在高速生产时,摩擦热大,产生的热量散不出去,会造成料温太高,影响管材内壁成形和物理性能。
熔温是一个非常重要的工艺参数,熔温在挤出机与机头的连接体处测量,熔温受挤出机

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