1、塑料配混技术 Plastics Compounding Technology 项目二 聚氯乙烯增塑糊制备,广东轻工职业技术学院轻化系 高分子教研室,2019/1/6,塑料挤出成型,2,工作任务,任务2 聚氯乙烯增塑糊配制 任务2-1: 聚氯乙烯增塑糊配方制定 任务2-2: 聚氯乙烯增塑糊配制工艺制定与实施 任务2-3: 聚氯乙烯增塑糊配制结果分析,2019/1/6,塑料挤出成型,3,本次任务,任务2-2： 聚氯乙烯增塑糊配制工艺制定与实施 拟实现的能力目标： 塑料分散体配混工艺方案的制定能力； 配混基本操作技能； 配混工艺过程常见质量问题的处理能力； 主要配混设备日常维护与保养的能力； 团队合
2、作与沟通能力； 自主学习的能力。,2019/1/6,塑料挤出成型,4,2.2 聚氯乙烯糊的制备,理想的聚氯乙烯糊，其中的聚氯乙烯树脂在室温下在分散剂中不溶解，但经加热后树脂必须溶解，且能与其他组分熔化。,2019/1/6,塑料挤出成型,5,2.2.1聚氯乙烯糊成型过程中的变化,聚氯乙烯糊属于热力学不稳定系统 由于分散相粒子的扩散及制备时加入的表面稳定剂可以有效地对抗不稳定的相互凝结作用而使其处于相对稳定状态，因而可视为动力学稳定体系。 据史托克斯定律(stokes law)，树脂和固体助剂粒子半径越大，与液相介质的密度差越大，则沉降速度越大，介质黏度越大，沉降速度即越小。沉降速度小，表示分散相
3、粒子不会很快下沉，分散体的动力稳定性就越好。,2019/1/6,塑料挤出成型,6,聚氯乙烯糊中树脂粒子要比液体分散介质分子大几个数量级，粒子过大，将成为粗分散粒子而丧失动力稳定性，粒子过小就不存在相界面，丧失溶胶的多相特征而变成真溶液。 分散介质必须选用在常温下难以溶解聚氯乙烯树脂的液体，如果所用液体易于溶解聚氯乙烯树脂，则液体将被树脂吸收，无法得到具有一定流动性的聚氯乙烯糊。,2019/1/6,塑料挤出成型,7,在配制、贮存、成型过程中，聚氯乙烯糊颗粒和增塑剂的界面发生了一系列物理化学变化：湿润，溶剂化、凝胶及塑化。 配制分散过程首先是增塑剂或溶剂等液相介质对颗粒的湿润，颗粒被湿润后，在剪切
4、力、扩散力、范德华力的作用下，增塑剂小分子开始向颗粒孔隙内渗透，即开始溶剂化，在此过程中，颗粒膨胀，次级粒子发生崩解。溶剂化作用在贮存时仍继续发生，随着溶剂化的进行，体系中游离增塑剂量减少，黏度上升。,2019/1/6,塑料挤出成型,8,在温度超过35 时，溶剂化进程显著加快。高温下的深度溶剂化最终导致凝胶和塑化。 聚氯乙烯糊在加工中受加热的作用，糊黏度降到最低点后便开始急骤上升而失去流动性呈凝胶状，即发生凝胶化，此时的温度称凝胶化温度。 随着温度的继续上升，增塑糊黏度变得非常高，呈现脆性干酪状，此状态可认为是“熔融”阶段，此时的温度称为熔融塑化温度。凝胶化过程发生的温度和黏度上升的速度，可以
5、统称为凝胶化性能，主要受糊树脂特性（相对分子质量、颗粒形态）和增塑剂特性和用量的影响。,2019/1/6,塑料挤出成型,9,2019/1/6,塑料挤出成型,10,塑化过程直接影响聚氯乙烯糊制品的力学强度。 为获得较高的力学强度，应使聚氯乙烯糊料充分塑化。 依据配方调节塑化温度、时间,2019/1/6,塑料挤出成型,11,2.2.2 聚氯乙烯糊的流变性,聚氯乙烯糊的黏度总是大于它的液相介质的黏度而且随着固体粒子含量的增加而增大。这首先是以下两个原因造成的： 由于糊中固体粒子间的碰撞而导致摩擦力的增加； 通过固体粒子间的液体发生了骚扰。,2019/1/6,塑料挤出成型,12,PVC糊的黏度还可因以
6、下几种原因而上升： 树脂的溶剂化； 树脂粒子吸附的分散介质能增加颗粒的有效体积； 受力时，树脂颗粒会变形； 表面活化剂对粒子的作用； 树脂颗粒带有电荷； 树脂颗粒容易结块等等。,2019/1/6,塑料挤出成型,13,聚氯乙烯糊在低剪切速率下的初始黏度与树脂的粒径及其分布密切相关，树脂的粒径小、分布窄，糊初始黏度就大。 在溶剂化过程中聚氯乙烯次级粒子发生崩解，崩解情况的不同将影响聚氯乙烯糊的流变性能。 当剪切速率很低时，聚氯乙烯糊的流动行为可能与牛顿液体一样，而在剪切速率较高时，则表现为假塑性液体；如果剪切速率继续增高，则又能出现膨胀性液体的流动行为(此现象仅限于树脂浓度大的聚氯乙烯糊)。 也有
7、表现为牛顿液体后直接表现为膨胀性液体的(如果所用分散剂的溶剂化能力是优良的)。 加有胶凝剂的还具有一定的屈服值。,2019/1/6,塑料挤出成型,14,稀释增塑糊中的液相介质有分散剂与稀释剂，两种液体的比率应取得平衡：,2019/1/6,塑料挤出成型,15,2.2.3 聚氯乙烯糊的配制与贮存,聚氯乙烯糊配制过程中不能使树脂分散剂体系过分变热，否则在配制过程中聚氯乙烯糊即己受热凝胶或熔化，从而丧失必需的流动性能。 聚氯乙烯糊在制备阶段中最重要的是控制黏度。相同的材料和配方，由于配制设备的不同或配制工艺的不同，糊黏度会有很大的差别。 制备过程包括：原材料的预处理、计量、混合、脱气等。 着色剂、粉末
8、稳定剂、胶凝剂和发泡剂应与适量分散剂混合，在三辊研磨机研磨成浆。,2019/1/6,塑料挤出成型,16,聚氯乙烯糊配制：将增塑剂、糊树脂、色浆、稳定剂、填料和发泡剂浆加入混合机中，进行搅拌。 混合机中，搅拌器旋转叶片的形式、大小、叶片位置高低均会影响混合效果，过高的转速和剪切力将造成糊料升温过快，并在液面形成过大过深的旋涡使大量空气混入增塑糊内。,2019/1/6,塑料挤出成型,17,糊料在搅拌桶的高度一般不宜超过桶高的2/3，以免搅动时飞溅和溢出。 混合期间的温度应低于30，否则会促使树脂的溶剂化，从而增大黏度。 刚配制的PVC糊，糊黏度等性能都不够稳定，不利于加工过程的正常进行。静置一段时
9、间后，各种性能趋于稳定，一般应静置824h后使用，这个过程称为“陈化”。,2019/1/6,塑料挤出成型,18,聚氯乙烯糊在贮存期中，可能由于溶剂化的增加而导致不可逆的黏度升高，贮存温度不应超过30； 微量的铁和锌能加速聚氯乙烯的分解，故不应与光以及铁、锌等接触，贮存的容器可以用锡、玻璃、铝或某些纤维板制成。 增塑糊在长时间的存放过程中，树脂、填充剂或颜料有时会出现凝聚及沉降现象，从而引起糊料流动性能的变化，在低温下存放时，也会引起黏度升高。然而，由以上两种原因引起的糊料流动性变化且可逆的，经过搅拌或恢复室温，增塑糊的流动性即恢复正常。,2019/1/6,塑料挤出成型,19,聚氯乙烯糊工业制备
10、流程图,2019/1/6,塑料挤出成型,20,学习活动,1.确定聚氯乙烯增塑糊需要预处理的原料，制定预处理工艺及操作过程中的安全措施。 2.制定聚氯乙烯增塑糊制备操作规程、安全及防护规定。,小组讨论：,2019/1/6,塑料挤出成型,21,实操,1.熟悉设备的结构与操作规程； 2.完成原料的预处理，确定投料量，将基本配方换算为实用配方； 3.据实用配方中的原料用量，选择合适的计量器，称料； 4.遵守安全及防护规定，按所定的操作规程完成制糊，记录数据与现象。,2019/1/6,塑料挤出成型,22,拓展与提高：,在聚氯乙烯糊中添加有机过氧化物，能否交联？可能会出现什么问题？,2019/1/6,塑料挤出成型,23,任务22完成！,
