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1、V型材配方设计与加工工艺(二)润滑剂 润滑剂的作用是降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力,从而降低熔体的流动阻力,降低熔体粘度,提高熔体的流动性,避免熔体与设备的粘附,提高制品表面的光洁度等。根据不同成型方法,其润滑作用侧重不同:压延成型,防止熔料粘辊;注射成型,提高流动,提高脱模性;挤出成型,提高流动,提高口模分离性;压制及层压成型,利于压板与制品分离。润滑剂的分类:按润滑剂成份分类,主要有饱和烃和卤代烃类、脂肪酸类、脂肪酸酯类、脂肪族酯胺类、金属皂类、脂肪醇和多元醇类等。按润滑剂的作用分类,分为内,外润滑剂。其主要区分是依其与树脂的相容性大小。内润滑剂与树脂亲和力大,其作用是降低分子间
2、的作用力;外润滑剂与树脂的亲和力小,其作用是降低树脂与金属表面之间的摩擦。内外润滑剂之分只是相对而言,并无严格划分标准。在极性不同的树脂中,内、外润滑剂的作用有可能发生变化。例如硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸单甘油酯对极性树脂(如 PV及A)而言,起内润滑作用;但对于非极性树脂(如 PE、P),则显示外润滑作用。相反,高分子石蜡等与极性树脂相容性差,如在极性VC 中用做外润滑剂,而在 PE、PP 等非极性树脂中则为内润滑剂。在不同加工温度下,内、外润滑剂的作用也会发生变化,如硬脂酸和硬脂醇用于V压延成型初期,由于加工温度低,与 PC 相容性差,主要起外润滑作用;当温度升高后,与V相容
3、性增大,则转起内润滑剂作用。按润滑剂的组成可分为:饱和烃类、金属皂类、脂肪族酰胺、脂肪酸类、脂肪酸酯类及脂肪醇类。1、饱和烃类 饱和烃类按极性可分为非极性烃(如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡)、极性烃(如氯化石蜡、氧化聚乙烯等)。饱和烃类按分子量大小可分为;液体石蜡(C1C21)、固体石蜡(C-C32)微晶石蜡(C32C70)及低分子量聚乙烯(分子量 10000)等,主要用于V无毒外润滑剂。(1)液体石蜡:俗称白油,为无色透明液体,可用作 PC 的透明性外润滑剂,用量为0.份左右,用量大会严重影响焊角强度。(2)固体石蜡,又称为天然石蜡,白色固体,可用作 pvc 的外润滑剂,用量为0.110 份,用量太大
4、会影响透明度。(3)微晶石蜡,又称为高熔点石蜡,外观为白色或淡黄色固体,因结晶微细而称为微晶石蜡。润滑效果和热稳定性好于其他石蜡。在 PVC 中用量较小,一般为 0.-.3 份。(4)低分子量聚乙烯,又称聚乙烯蜡,外观为白色或淡黄色固体粉末,透明性差,可用于 P挤出和压延加工外润滑剂,用量一般为5 份以下。(5)氧化聚乙烯蜡,为聚乙烯蜡部分氧化产物,外观为白色粉末。有优良的内、外润滑作用,透明性好,价格低,用量在 02-10 份。(6)氯化石蜡,与VC 相容性好,透明性差,与其他润滑剂并用效果好,用量 05份以下为宜。、金属皂类 既是优良的热稳定剂,又是一种润滑剂,其内、外润滑作用兼有,不同品
5、种侧重稍有不同,润滑性以硬脂酸钙、硬脂酸铅为最好。3、脂肪族酸胺 包括单脂肪酸酰胺和双脂肪酰胺两大类,单脂肪酸胺主要呈内润滑作用,主要品种包括乙基双硬脂酰胺、N,N亚乙基双蓖麻醇酸酰胺等。4、脂肪酸类 如硬脂酸,是仅次于金属皂类而广泛应用的润滑剂,可用于 PVC,用量少时,起内润滑作用;用量大时,起外润滑作用。硬脂酸的加入量低于 0.5 份。5、脂肪酸酯类 ()硬脂酸丁酯,外观为无色或淡黄色油状液体,在 PV中以内润滑为主兼具外润滑作用,用量 0.515 份。(2)单硬脂酸甘油酯,代号 GS,外观为白色蜡状固体,为V优良内润滑剂,对透明性影响小,加入量低于.份,可与硬脂酸并用。(3)酯蜡和皂化
6、蜡,主要指以褐煤蜡为主要原料、经漂白等工序制成的后序产品。漂白蜡有 S 蜡和 L 蜡,皂化蜡有 0 蜡和蜡。主要用于 HPVC,用量 1-0 3份。、脂肪醇类 硬脂醇,外观为白色细珠状物,起内润滑作用,透明好,在 PVC 中用量.-0.5 份。还可用于 PS 中。如季戊四醇,作为 PVC 高温润滑剂,用量2-0.5 份。加工改性助剂 1、加工助剂的作用原理 由于 PVC 熔体延展性差,易导致熔体破碎;PC 熔体松弛慢,易导致制品表面粗糙、无光泽及鲨鱼皮等。因此,PV加工时往往需要加人加工助剂,以改善其熔体上述缺陷。加工助剂为可以改善树脂加工性能的助剂,其主要作用方式有三种:促进树脂熔融、改善熔
7、体流变性能及赋予润滑功能。促进树脂熔融:pvc 树脂在加热的状态下,在一定的剪切力作用下熔化时,加工改性剂首先熔融并粘附在 PC 树脂微粒表面,它与树脂的相容性和它的高分子量,使 PVC 粘度及摩擦增加,从而有效地将剪切应力和热传递给整个 PVC 树脂,加速V熔融。改善熔体流变性能:PV熔体具有强度差、延展性差及熔体破裂等缺点,而加工改性剂可改善熔体上述流变性。其作用机理为:增加 PC 熔体的粘弹性,从而改善离模膨胀和提高熔体强度等。赋予润滑性:加工改性剂与 PC 相容部分首先熔融,起到促进熔融作用;而与V不相容部分则向熔融树脂体系外迁移,从而改善脱模性。2、常用加工改性剂一R A为甲基丙烯酸
8、甲酯和丙烯酸酯、苯乙烯等单体的共聚物。除可用做加工助剂外,还可用做冲击改性剂。我国的CR 可分为CR2、CR30和 ACR0、AR402 几种,国外的牌号有:K12N、K、K175、30、51、P51、P70、PAl等。表 21-3 是国内外 AC加工助剂牌号对照。表国内外 ACR 加工助剂牌号对照。CR 加工改性剂的重要作用是促进VC 的塑化,缩短塑化时间,提高熔体塑化的均匀性,降低塑花温度。表是用 BLANNDE 塑度仪测得的 ACR 对塑化时间、温度等的影响情况。在 PV塑料门窗型材中一般使用201 或 ACR40,用量为 1.5-份。冲击改性剂 高分子材料改性的一个重要内容是改善其耐冲
9、击性能,VC 树脂是一个极性非结晶性高聚物,分子之间有较强的作用力,是一个坚硬而脆的材料;抗冲击强度较低。加人冲击改性剂后,冲击改性剂的弹性体粒子可以降低总的银纹引发应力,并利用粒子自身的变形和剪切带,阻止银纹扩大和增长,吸收掉传人材料体内的冲击能,从而达到抗冲击的目的。改性剂的颗粒很小,以利于增加单位重量或单位体积中改性剂的数量,使其有效体积份数提高,从而增强了分散应力的能力。目前应用比较广泛的为有机抗冲击改性剂。按有机抗冲击改性剂的分子内部结构,可将其分为如下几类。、预定弹性体(E)型冲击改性剂,它属于核一壳结构的聚合物,其核为软状弹性体,赋予制品较高的抗冲击性能,壳为具有高玻璃化温度的聚合物,主要功能是使改性剂微粒子之间相互隔离,形成可以自由流动的组分颗粒,促进其在聚合物中均匀分散,增强改性剂与聚合物之间相互作用和相容性。此类结构的改性剂有:BS、CR、MA和AR 等,这些都是优良的冲击改性剂。、非预定弹性体型(NPD)冲击改性剂,它属于网状聚合物,其改性机理是以溶剂化作用(增塑作用)机理对塑料进行改性。因此,PE 必须形成一个包覆树脂的网状结构,它与树脂不是十分好的相容体。此类结构的改性剂有:PE、VA。3、过度型冲击改性剂,其结构介于两种结构之间,如 AB。用于 PVC 树脂的具体品种有: