1、P VC的結(jié)構(gòu)和性能
1.1 結(jié)構(gòu)
PVC分子結(jié)構(gòu):
H H
C C
H Cln
PVC是使用較廣泛的塑料之一,PVC材料是一種非結(jié)晶性材,樹脂分子鏈中大多數(shù)是頭-尾結(jié)構(gòu),只有少數(shù)的頭-頭結(jié)構(gòu)和尾-尾結(jié)構(gòu)。工業(yè)生產(chǎn)的PVC的聚合度在500-2000之間。
1.2 性能
PVC是無毒無臭的白色粉末。PVC塑料的密度為1.40g/cm3,加入增塑劑和填料的PVC塑料的密度通常為1.15-2.00g/cm3,玻璃化溫度87℃,熔點(diǎn)160-212℃。
PVC塑料的力學(xué)性能取決于聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量、增塑劑及填料的含量。一般情況下,填料含量增加,其拉伸強(qiáng)度降低。未加增塑劑的PVC是硬質(zhì)塑料,填加增塑劑后,柔軟性、伸長(zhǎng)率、耐寒性增加,玻璃化溫度、脆性、硬度、拉伸強(qiáng)度等均降低。
PVC在65-85℃開始軟化,170℃以上成黏流狀態(tài),140℃即開始少量分解,隨溫度升高分解速度增加,190℃以上大量放出HCL氣體。PVC的含氯量高達(dá)56%,因而具有阻燃性和自熄性;而且具有良好的介電性能,是優(yōu)良的電絕緣材料。此外,PVC是一種熱穩(wěn)定性較差的聚合物,在光和熱的作用下能逐漸分解放出HCl,同時(shí)在力、氧、臭氧、氯化氰以及某些活性金屬(如銅、鋅等)離子存在下,使降解速度大大加快。
PVC脫除HCl后在主鏈上形成共軛雙鍵,樹脂的顏色發(fā)生變化。由于PVC熱分解時(shí)放出HCl,而放出的HCl又對(duì)PVC的降解起催化作用,進(jìn)一步加快其降解速度,因此,往往要加入某些堿性物質(zhì)作為穩(wěn)定劑,以防止PVC熱降解。
盡管如此,RPVC的熔體流動(dòng)性仍然較差,需要較大的注射壓力,同時(shí)為避免出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象,在成型中宜選用低速注射。
PVC吸水性較小,通常在0.1%以下,對(duì)要求不高的制品,成型前可不干燥。
為減少PVC加工過程中分解出的HCl氣體對(duì)設(shè)備和模具的腐蝕,設(shè)備和模具必須選擇防腐的金屬材料,并做好相應(yīng)的防腐工作。
2 PVC材料改性
PVC具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,它對(duì)大多數(shù)的無機(jī)酸和堿是穩(wěn)定的,但在濃的硫酸、硝酸和鉻酸的作用下發(fā)生降解。
在硬質(zhì)PVC(PVC-U)中,為了改善PVC的熱穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性、增韌性及外觀質(zhì)量等,應(yīng)加入各種助劑。提高PVC塑料性能的主要途徑是尋找合適的穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑等助劑進(jìn)行合理配置,通過共聚和共混對(duì)PVC進(jìn)行改性是一種有效的方法。
3 注塑工藝特性和工藝參數(shù)的設(shè)定
3.1影響制件特性的因素
(1)成型料溫。
(2)流道的大小而產(chǎn)生磨察熱的大小。
(3)澆口的位置及大小。
(4)添加劑的選擇及添加量。
(5)冷料穴的位置及大小。
(6)排氣槽的位置及大小。
(7)產(chǎn)品的壁厚。
3.2 PVC-U的工藝特性
(1)沒有明顯的熔點(diǎn),60℃以上會(huì)變軟,100-150℃呈黏彈態(tài),150℃以上呈黏流態(tài),PVC-U 混合料的分解溫度很少超過200℃。
(2)熱穩(wěn)定性差,無論是時(shí)間還是溫度,都能導(dǎo)致PVC-U的分解,所以要嚴(yán)格控制成型溫度和物料在料筒中的停留時(shí)間。
(3)在PVC-U中,盡管加入了添加劑,但其流動(dòng)性仍然較差,因此,在極短的時(shí)間內(nèi)要使熔料充滿模腔是困難的,因此,要用較高的注射壓力和較低的注射速率。
(4)由于加工過程中不可避免地要產(chǎn)生分解,放出HCl氣體,因此,做好設(shè)備的防腐工作。
(5)制品的脆性大。
(6)PVC在加工時(shí)熔化溫度是一個(gè)非常重要的工藝參數(shù),如果此參數(shù)不當(dāng)將導(dǎo)致材料分解的問題。
(7)PVC的流動(dòng)特性相當(dāng)差,其工藝范圍很窄,特別是大分子量的PVC材料更難以加工(這種材料通常要加入潤(rùn)滑劑改善流動(dòng)特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。
(8)PVC的收縮率相當(dāng)?shù)?一般在0.6-1.0% 。
(9)在成型時(shí)溫度過高易分解出氯氣,氯氣與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成鹽酸,易腐蝕模具型腔表面。
3.3選用注塑機(jī)時(shí)的要求
(1)只能選用螺桿式注塑機(jī),不能選用柱塞式注塑機(jī).
(2)所有與PVC塑料接觸的部分,不允許對(duì)塑化熔體產(chǎn)生任何黏附或滯留;由于HC l的作用,要求這些部位耐磨、耐腐蝕。較好選用耐磨耐腐蝕材質(zhì)制造的設(shè)備,或選用對(duì)這些部件進(jìn)行鍍鉻或氮化處理的設(shè)備。
(3)設(shè)備的溫度控制系統(tǒng)應(yīng)指標(biāo)明確,反映靈敏。
(4)螺桿的長(zhǎng)徑比可小,螺桿頭部呈尖頭;螺桿的壓縮比為2-2.5,螺桿的三段長(zhǎng)度可分別設(shè)置為40%,40%和20%。
(5)選用孔徑較大的通用噴嘴,并配有加熱控溫裝置。
(6)電熱系統(tǒng)采用閉回路控制,嚴(yán)格控制料溫的上下偏差,建議料溫控制在±15℃,射嘴
有獨(dú)立溫控系統(tǒng)。
(7)料管組應(yīng)具有一定的冷卻裝置,建議在料管組增加風(fēng)扇均衡料管組的溫度。
(8)料管盡可能避免在加料及射出時(shí)產(chǎn)生摩擦熱,如尖角,突變等現(xiàn)象(圖1-1)
(9)料管盡可能避免積料死角,每次射出成型須控制積料盡可能少(圖1-1)
(10)射嘴采用敞開式,不建議采用止逆閥。(圖1-1)
(11)每次射出應(yīng)盡可能將射嘴處的余料帶出,建議采用如圖示射嘴(圖1-1)
(12)桿的規(guī)格應(yīng)選用:硬質(zhì)PVC 屬熱敏性塑料,其細(xì)長(zhǎng)比建議選擇17~18,螺桿,射嘴,需選用防腐蝕材料進(jìn)行相關(guān)的處理
加料管
分流梭(無止逆環(huán))與螺 3.4 制品與模具設(shè)計(jì)要求
1.制品的壁厚盡可能均勻,壁厚不太薄,一般不低于1.2mm ,大約在1.5-5mm 之間。
2. PVC-U 的成型收縮率為0.6%-1.5%之間,要求制品有一定的脫模斜度,一般為1。-1.4。,對(duì)于多孔制品或脫模阻力較大的制品脫模斜度還要再大些。
3.所有常規(guī)的澆口都可以使用,宜取大,以防止死角滯料,一般不小于∮1MM 或厚度1MM 。
4.流道宜取大,流道的反向應(yīng)留足夠的冷料穴,每個(gè)轉(zhuǎn)折位置一般應(yīng)圓滑過度,盡可能避
免尖角。
5..由于成型溫度較低,為防止冷料堵塞澆口或流入模腔,在主流道末端應(yīng)開設(shè)足夠的冷料穴,對(duì)于較長(zhǎng)的分流道也應(yīng)開設(shè)冷料穴。
6.成型中,大部分模具是通水冷卻控制模溫的,但同時(shí)為了改善制品表觀,有時(shí)也采用加熱/冷卻的方法控制模溫。模溫控制的范圍為30-60℃之間。
7.為了防止HC l氣體的腐蝕作用,對(duì)模具的流道、型腔等部位應(yīng)鍍鉻,做好防腐處理或采用耐磨耐腐蝕材料制成。

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