1、塑料配混技術(shù)Plastics Compounding Technology 項(xiàng)目二 聚氯乙烯增塑糊制備,廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院輕化系 高分子教研室,2020/8/13,塑料配混技術(shù),2,工作任務(wù),任務(wù)2 聚氯乙烯增塑糊配制 任務(wù)2-1: 聚氯乙烯增塑糊配方制定 任務(wù)2-2: 聚氯乙烯增塑糊配制工藝制定與實(shí)施 任務(wù)2-3: 聚氯乙烯增塑糊配制結(jié)果分析,2020/8/13,塑料配混技術(shù),3,本次任務(wù),任務(wù)2-2： 聚氯乙烯增塑糊配制工藝制定與實(shí)施 擬實(shí)現(xiàn)的能力目標(biāo)： 塑料分散體配混工藝方案的制定能力； 配混基本操作技能； 配混工藝過(guò)程常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題的處理能力； 主要配混設(shè)備日常維護(hù)與保養(yǎng)的能力； 團(tuán)隊(duì)

2、合作與溝通能力； 自主學(xué)習(xí)的能力。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),4,2.2 聚氯乙烯糊的制備,理想的聚氯乙烯糊，其中的聚氯乙烯樹(shù)脂在室溫下在分散劑中不溶解，但經(jīng)加熱后樹(shù)脂必須溶解，且能與其他組分熔化。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),5,2.2.1聚氯乙烯糊成型過(guò)程中的變化,聚氯乙烯糊屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng) 由于分散相粒子的擴(kuò)散及制備時(shí)加入的表面穩(wěn)定劑可以有效地對(duì)抗不穩(wěn)定的相互凝結(jié)作用而使其處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，因而可視為動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定體系。 據(jù)史托克斯定律(stokes law)，樹(shù)脂和固體助劑粒子半徑越大，與液相介質(zhì)的密度差越大，則沉降速度越大，介質(zhì)黏度越大，沉降速度即越小。沉降速度小，表示

3、分散相粒子不會(huì)很快下沉，分散體的動(dòng)力穩(wěn)定性就越好。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),6,聚氯乙烯糊中樹(shù)脂粒子要比液體分散介質(zhì)分子大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，粒子過(guò)大，將成為粗分散粒子而喪失動(dòng)力穩(wěn)定性，粒子過(guò)小就不存在相界面，喪失溶膠的多相特征而變成真溶液。 分散介質(zhì)必須選用在常溫下難以溶解聚氯乙烯樹(shù)脂的液體，如果所用液體易于溶解聚氯乙烯樹(shù)脂，則液體將被樹(shù)脂吸收，無(wú)法得到具有一定流動(dòng)性的聚氯乙烯糊。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),7,在配制、貯存、成型過(guò)程中，聚氯乙烯糊顆粒和增塑劑的界面發(fā)生了一系列物理化學(xué)變化：濕潤(rùn)，溶劑化、凝膠及塑化。 配制分散過(guò)程首先是增塑劑或溶劑等液相介質(zhì)對(duì)顆粒的濕潤(rùn)，顆粒被濕潤(rùn)

4、后，在剪切力、擴(kuò)散力、范德華力的作用下，增塑劑小分子開(kāi)始向顆?？紫秲?nèi)滲透，即開(kāi)始溶劑化，在此過(guò)程中，顆粒膨脹，次級(jí)粒子發(fā)生崩解。溶劑化作用在貯存時(shí)仍繼續(xù)發(fā)生，隨著溶劑化的進(jìn)行，體系中游離增塑劑量減少，黏度上升。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),8,在溫度超過(guò)35 時(shí)，溶劑化進(jìn)程顯著加快。高溫下的深度溶劑化最終導(dǎo)致凝膠和塑化。 聚氯乙烯糊在加工中受加熱的作用，糊黏度降到最低點(diǎn)后便開(kāi)始急驟上升而失去流動(dòng)性呈凝膠狀，即發(fā)生凝膠化，此時(shí)的溫度稱凝膠化溫度。 隨著溫度的繼續(xù)上升，增塑糊黏度變得非常高，呈現(xiàn)脆性干酪狀，此狀態(tài)可認(rèn)為是“熔融”階段，此時(shí)的溫度稱為熔融塑化溫度。凝膠化過(guò)程發(fā)生的溫度和黏度上升

5、的速度，可以統(tǒng)稱為凝膠化性能，主要受糊樹(shù)脂特性（相對(duì)分子質(zhì)量、顆粒形態(tài)）和增塑劑特性和用量的影響。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),9,2020/8/13,塑料配混技術(shù),10,塑化過(guò)程直接影響聚氯乙烯糊制品的力學(xué)強(qiáng)度。 為獲得較高的力學(xué)強(qiáng)度，應(yīng)使聚氯乙烯糊料充分塑化。 依據(jù)配方調(diào)節(jié)塑化溫度、時(shí)間,2020/8/13,塑料配混技術(shù),11,2.2.2 聚氯乙烯糊的流變性,聚氯乙烯糊的黏度總是大于它的液相介質(zhì)的黏度而且隨著固體粒子含量的增加而增大。這首先是以下兩個(gè)原因造成的： 由于糊中固體粒子間的碰撞而導(dǎo)致摩擦力的增加； 通過(guò)固體粒子間的液體發(fā)生了騷擾。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),12,P

6、VC糊的黏度還可因以下幾種原因而上升： 樹(shù)脂的溶劑化； 樹(shù)脂粒子吸附的分散介質(zhì)能增加顆粒的有效體積； 受力時(shí)，樹(shù)脂顆粒會(huì)變形； 表面活化劑對(duì)粒子的作用； 樹(shù)脂顆粒帶有電荷； 樹(shù)脂顆粒容易結(jié)塊等等。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),13,聚氯乙烯糊在低剪切速率下的初始黏度與樹(shù)脂的粒徑及其分布密切相關(guān)，樹(shù)脂的粒徑小、分布窄，糊初始黏度就大。 在溶劑化過(guò)程中聚氯乙烯次級(jí)粒子發(fā)生崩解，崩解情況的不同將影響聚氯乙烯糊的流變性能。 當(dāng)剪切速率很低時(shí)，聚氯乙烯糊的流動(dòng)行為可能與牛頓液體一樣，而在剪切速率較高時(shí)，則表現(xiàn)為假塑性液體；如果剪切速率繼續(xù)增高，則又能出現(xiàn)膨脹性液體的流動(dòng)行為(此現(xiàn)象僅限于樹(shù)脂濃度大

7、的聚氯乙烯糊)。 也有表現(xiàn)為牛頓液體后直接表現(xiàn)為膨脹性液體的(如果所用分散劑的溶劑化能力是優(yōu)良的)。 加有膠凝劑的還具有一定的屈服值。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),14,稀釋增塑糊中的液相介質(zhì)有分散劑與稀釋劑，兩種液體的比率應(yīng)取得平衡：,2020/8/13,塑料配混技術(shù),15,2.2.3 聚氯乙烯糊的配制與貯存,聚氯乙烯糊配制過(guò)程中不能使樹(shù)脂分散劑體系過(guò)分變熱，否則在配制過(guò)程中聚氯乙烯糊即己受熱凝膠或熔化，從而喪失必需的流動(dòng)性能。 聚氯乙烯糊在制備階段中最重要的是控制黏度。相同的材料和配方，由于配制設(shè)備的不同或配制工藝的不同，糊黏度會(huì)有很大的差別。 制備過(guò)程包括：原材料的預(yù)處理、計(jì)量、混

8、合、脫氣等。 著色劑、粉末穩(wěn)定劑、膠凝劑和發(fā)泡劑應(yīng)與適量分散劑混合，在三輥研磨機(jī)研磨成漿。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),16,聚氯乙烯糊配制：將增塑劑、糊樹(shù)脂、色漿、穩(wěn)定劑、填料和發(fā)泡劑漿加入混合機(jī)中，進(jìn)行攪拌。 混合機(jī)中，攪拌器旋轉(zhuǎn)葉片的形式、大小、葉片位置高低均會(huì)影響混合效果，過(guò)高的轉(zhuǎn)速和剪切力將造成糊料升溫過(guò)快，并在液面形成過(guò)大過(guò)深的旋渦使大量空氣混入增塑糊內(nèi)。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),17,糊料在攪拌桶的高度一般不宜超過(guò)桶高的2/3，以免攪動(dòng)時(shí)飛濺和溢出。 混合期間的溫度應(yīng)低于30，否則會(huì)促使樹(shù)脂的溶劑化，從而增大黏度。 剛配制的PVC糊，糊黏度等性能都不夠穩(wěn)定，不利于

9、加工過(guò)程的正常進(jìn)行。靜置一段時(shí)間后，各種性能趨于穩(wěn)定，一般應(yīng)靜置824h后使用，這個(gè)過(guò)程稱為“陳化”。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),18,聚氯乙烯糊在貯存期中，可能由于溶劑化的增加而導(dǎo)致不可逆的黏度升高，貯存溫度不應(yīng)超過(guò)30； 微量的鐵和鋅能加速聚氯乙烯的分解，故不應(yīng)與光以及鐵、鋅等接觸，貯存的容器可以用錫、玻璃、鋁或某些纖維板制成。 增塑糊在長(zhǎng)時(shí)間的存放過(guò)程中，樹(shù)脂、填充劑或顏料有時(shí)會(huì)出現(xiàn)凝聚及沉降現(xiàn)象，從而引起糊料流動(dòng)性能的變化，在低溫下存放時(shí)，也會(huì)引起黏度升高。然而，由以上兩種原因引起的糊料流動(dòng)性變化且可逆的，經(jīng)過(guò)攪拌或恢復(fù)室溫，增塑糊的流動(dòng)性即恢復(fù)正常。,2020/8/13,塑料配混技術(shù),19,聚氯乙烯糊工業(yè)制備流程圖,2020/8/13,塑料配混技術(shù),20,學(xué)習(xí)活動(dòng),1.確定聚氯乙烯增塑糊需要預(yù)處理的原料，制定預(yù)處理工藝及操作過(guò)程中的安全措施。 2.制定聚氯乙烯增塑糊制備操作規(guī)程、安全及防護(hù)規(guī)定。,小組討論：,2020/8/13,塑料配混技術(shù),21,實(shí)操,1.熟悉設(shè)備的結(jié)構(gòu)與操作規(guī)程； 2.完成原料的預(yù)處理，確定投料量，將基本配方換算為實(shí)用配