pvc木塑擠出技術(shù)

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1、PVC木塑擠出技術(shù)由于全球森林資源口益緊缺，國(guó)內(nèi)外木塑制品的技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用發(fā)展迅速。木塑復(fù)合材料具有堅(jiān)硬、強(qiáng)韌、持久、耐磨、尺、r穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，木塑復(fù)合材料的硬度較未處理的木材高出2?8倍，耐磨性高出4?5倍，各種添加劑的應(yīng)用還賦予其許多特殊的性能。它還是一種環(huán)保材料，可回收重復(fù)使用，II原料廉價(jià)豐富，在減少環(huán)境污染、保護(hù)森林資源、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面都行良好的效益，受到了眾多研究者關(guān)注。此外，木塑復(fù)合材料還具行二次加工性，制作的各種產(chǎn)品外形美觀。是木材理想的替代品之一。國(guó)外對(duì)木塑復(fù)合材料早已開(kāi)始研究，但高含量的術(shù)粉填充近兒年才有較大發(fā)展。如在円本有著名的“愛(ài)因木”；奧

2、地利辛辛那提公司及PPT模具公司開(kāi)發(fā)出了各種木塑板材制品；美國(guó)一些公司也正在積極開(kāi)發(fā)和推廣這類產(chǎn)品。在國(guó)內(nèi)，唐山塑料研究所、國(guó)防科技大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)等曾在低含ft木粉改性填充樹(shù)脂體系中進(jìn)行過(guò)一些研究。北京化工大學(xué)也在進(jìn)行木塑產(chǎn)品專用設(shè)備的開(kāi)發(fā)。木塑復(fù)合材料擠出技術(shù)是在傳統(tǒng)塑料異型材配方的基礎(chǔ)上，加人木屑、刨花、邊角廢料及農(nóng)作物纖維等填料，得到低成本的綠色材料，并設(shè)計(jì)出和該種配方相適應(yīng)的模具，應(yīng)用先進(jìn)獨(dú)特的擠出加工方法制成木塑制品。在此筆者探討了聚氯乙烯（PVC）/木粉復(fù)合材料的擠出技術(shù)。1實(shí)驗(yàn)部分1.1原料選擇木粉主要是使用木制品加工行業(yè)的邊角余料和木屑，經(jīng)機(jī)械粉碎、研磨

3、制得。PVC選擇K值為57?60（平均分子量650?750）的原料。另外還應(yīng)加人發(fā)泡劑、偶聯(lián)劑、助發(fā)泡劑、增塑劑、成核劑、潤(rùn)滑劑、著色劑、紫外線穩(wěn)定劑等助劑。1.2試樣制備試樣制備流程見(jiàn)圖1。擠出機(jī)各段溫度設(shè)賈見(jiàn)表1。2配方及工藝參數(shù)確定2.1配方確定配方設(shè)計(jì)的依據(jù)是制品的性能、原輔材料、成型工藝及某設(shè)備。這是一種復(fù)雜而繁瑣的工作，為了穩(wěn)妥起見(jiàn)，通常只是在原有成熟配A的基礎(chǔ)上根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作些小改革，然后再通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定其屮符合要求的最優(yōu)方案。筆者是以普通pvc門(mén)窗異型材的配方為基礎(chǔ)，加人木粉、發(fā)泡劑、助發(fā)泡劑、著色劑等，再根據(jù)正交試驗(yàn)確定不同原輔材料的用量。木粉的加人一般會(huì)使材

4、料的流動(dòng)性能變差。隨著木粉含S的提髙，塑化時(shí)間延長(zhǎng)，流動(dòng)性也會(huì)越來(lái)越低。若材料的流動(dòng)性太差，木粉將受到較大的剪切作用力，增加在擠出機(jī)中的停留時(shí)間，使木粉容易燒焦，不利于擠出；反之，如果流動(dòng)性過(guò)大，不能形成足夠的擠出壓力，也會(huì)造成制品的強(qiáng)度缺陷和表面缺陷。所以，在擠出過(guò)程中，體系的流變特性對(duì)加工過(guò)程和最終制品的各種性能都有較人的影響。表2示出不同木粉含從時(shí)復(fù)合材料的加:1:性由于試驗(yàn)所使用的木粉粒徑較大、密度小，隨著填充量的增加，木粉填料在體系中所占體積比增人，對(duì)潤(rùn)滑劑、增幫劑、加1:助劑等吸附:W:人。加I:過(guò)程屮雖能產(chǎn)生較人的摩擦熱使塑化速度加快，似不足以抵消由于增塑劑、

5、加工助劑等被吸附而使塑化速度減慢致使塑化時(shí)間增加的影響，從而使PVC的塑化延遲。而木粉含W:越大，吸收的加工助劑越多，這樣會(huì)使塑化時(shí)間增長(zhǎng)，加工性能變差。最終確定選擇木粉含量為30份。其它原料用量為PVC100份、三鹽基性硫酸鉛3份、二鹽基性硫酸鉛1.5份、硬脂酸鉛0.5份、硬脂酸鈣0.4份、硬脂酸0.8份、聚乙烯蠟。.3份、W烯酸酷類共聚物5份、氯化聚乙烯6份、CaC030份、AC發(fā)泡劑0.9份、ACR-5305份、鐵黃0.31份、鐵棕0.15份。2.2螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)擠出成型的影響從固體輸送理論公式和粘性流體輸送理論公式可知生產(chǎn)能力與轉(zhuǎn)速成正比。提高轉(zhuǎn)速可以有效地增加擠出產(chǎn)量

6、、降低成本和提高生產(chǎn)效率，是工業(yè)化生產(chǎn)的需要。但轉(zhuǎn)速的提高受到功率、塑化質(zhì)量和擠出溫度的限制。從粘性流體輸送理論屮的功率計(jì)算公式可知，隨著轉(zhuǎn)速的提高，功率消耗增加。試驗(yàn)屮還發(fā)現(xiàn)當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速逐漸提高的過(guò)程屮有如下現(xiàn)象：①螺桿轉(zhuǎn)速很小時(shí)，物料以層流向前推進(jìn)，擠出物出口模后制品表面光滑，只是產(chǎn)量很低；②螺桿轉(zhuǎn)速增加，物料在口模屮逐漸向滑流過(guò)渡，如果滑流不順利或受阻就會(huì)出現(xiàn)制品質(zhì)呈問(wèn)題。所以隨著螺桿轉(zhuǎn)速的不斷提高，物料的受熱歷程縮短及其在口模中的融合效果變差而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，出口模后造成制品表面粗糙甚至破裂；其次，螺桿轉(zhuǎn)速的升高會(huì)使物料仵擠出機(jī)內(nèi)停留時(shí)間縮短，物料的混合質(zhì)量有所降低，影響

7、最終產(chǎn)品的強(qiáng)度；再次，PVC和木粉都是熱敏性材料，過(guò)高的螺桿轉(zhuǎn)速容易導(dǎo)致物料的降解和糊化；最后，針對(duì)木塑擠出模具，在口模的出口段設(shè)計(jì)一段冷卻板，若用較高的螺桿轉(zhuǎn)速時(shí)，物料來(lái)不及冷卻就被頂出來(lái)，這樣會(huì)使制品冷卻不均勻造成制品表面出現(xiàn)波紋，影響制品外觀和擠出成徹的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)造成制品不成型，使生產(chǎn)間斷，不能連續(xù)生產(chǎn)。因此，只有在滿足物料的擠出溫度、混合質(zhì)量及生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)指細(xì)的前提下，才能最人限度地提高轉(zhuǎn)速以提高生產(chǎn)率。最終確定加料轉(zhuǎn)速為8.2r/min;主機(jī)轉(zhuǎn)速為8.8r/min<>2.3擠出溫度對(duì)擠出成型的影響由