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淺析PVC膠料的形態與制品的力學性能關系
文章出處:    作者:    發布時間:2018/10/17 14:18:54
 PVC顆粒成型過程中,由于受熱、剪切不同的作用效果,其樹脂顆粒的形態會發生變化,最終引起制品性能的差異。
眾所周知,PVC顆粒的形態與制品的力學性能有很密切的聯系,作為PVC顆粒廠家,現簡單分析下:
PVC顆粒成型過程中,由于受熱、剪切不同的作用效果,其樹脂顆粒的形態會發生變化,最終引起制品性能的差異。顆粒形態的變化可以用塑化度來度量,塑化度(或熔融度)亦稱凝膠化程度。凝膠是指不溶解于溶劑的部分。PVC加工過程中粒子破碎、細化到熔化、熔解,進一步至邊界消失的過程,由于熔體中有網絡形成和伴隨的物理力學性能的變化又被稱為凝膠化作用和塑化作用。PVC的凝膠化程度的深淺可用凝膠化度進行量化。凝膠化度的大小直接影響到PVC制品的性能。凝膠化度的測定方法有:溶劑浸泡法、密度測量法、硬度測量法、毛細管流變儀法和差示掃描量熱法,其中最方便的方法是差示掃描量熱法。
與PVC顆粒的形態變化相對應,所成型制品的力學性能會發生相應改變。在低于160℃時,由于粉粒的存在,主要靠粒子間的粘結,只在鄰近分子鏈間存在界面鍵合力,這時所成型的制品強度低、很脆;在180℃時,由于短支鏈穿過初級粒子界面,相互作用力開始增強,因此,所成型制品的力學性能開始提高。又由于這時分子的纏結主要在粒子內部,可影響流動性,但流動性能卻很好;達到190℃時,由于粒子已經完全破壞,形成相互纏結的鏈團結構,在這種加工工藝條件下所獲得的制品仍有較好的力學性能,但是,分子間的纏繞使其加工流動性能變差。
在助劑配方及加工工藝條件相同的情況下,無論PVC樹脂的相對分子質量如何,150℃以下加工得到的制品,凝膠化度為零。加工溫度在150℃以上、215℃以下的范圍內,制品的凝膠化度隨加工溫度的升高而升高。在同一溫度下,相對分子質量較低的PVC制品比相對分子質量較高的制品的凝膠化度要高些。調整凝膠化度,可以改善PVC產品的后加工性能,優化制品的最終性能。
制品的凝膠化度介于60 %——65 %,制品中初級粒了尚未完全熔化、大部分熔合的時候,制品的沖擊強度最大,即對應于加工溫度大于185℃的時候,此時所成型的制品沖擊強度最大[16]。相對分子質量大的PVC比相對分子質量小的沖擊強度要大。潤滑性較強的體系由于潤滑劑的作用使分子物理連接作用下降,形成的物理交聯網絡弱,沖擊強度較低。制品的屈服性能與凝膠化度關系不大,凝膠化度介于40 %——100 %,制品的屈服強度和屈服伸長率幾乎相同。制品的斷裂性能也與凝膠化度有很密切的關系,凝膠化度在60 %時,制品的斷裂強度最高,凝膠化度在70 %時,制品的斷裂伸長率最高[17]。
分別在150℃、170℃、180℃、190℃的溫度下加工PVC樹脂,并在160℃時用毛細管流變儀擠出,觀察擠出制品的外觀時發現,隨加工溫度的升高,擠出外觀逐漸變為粗糙,甚至發生熔體破裂。這說明PVC顆粒結構發生了變化,凝膠度增大。相同條件下加工的物料隨測試溫度的升高,物料擠出外觀改善,熔體破裂現象減輕。控制凝膠化度,初級粒子結構消失,制品容易得到表面光滑、細膩的效果。
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