PVC软硬双层共挤发泡板材配方及工艺研究

PVC软硬双层共挤发泡板材配方及工艺研究摘要1.5 PVC发泡材料的成型方法PVC发泡材料的成型方法【l8，19】多种多样，但主要有注射成型、挤出成型和模压成型。1.5.1 注射成型塑料注射发泡成型是发泡塑料制品的主要成型方法之一。它的成型工艺【20】及设备和不发泡塑料的注射成型很相似，但机理比较复杂，控制难度比较大。用注射成型法能一次性成型出形状复杂，表面具有精细花纹的泡沫塑料制品，大大简化了制造工序。注射成型的生产过程虽然是间歇式生产，但自动化程度高，可用计算机控制，对成型工艺的控制可以不依赖操作人员的经验，不仅产量高，而且产品的重复性好，质量比较有保证。由于普通注塑机存在注射速度慢、背压小和模具缺少排气系统等缺陷，因此发泡注射成型一般需要专用的发泡注塑机。随着注塑发泡材料的发展，发泡注塑机的品种逐渐增多。注射发泡成型机的品种虽多，但它们的基本成型原理和过程相似。微孔塑料【21，22，23，24，25】均的注射成型过程虽然和普通泡沫塑料相似，但由于其泡孔尺寸非常小、泡孔密度非常大，因而对注射过程的各个阶段要求非常高。微孔注射成型技术(MucellTM)是TrexelInc公司开发的一种新工艺。聚合物物料由料斗加入机筒，通过螺杆的剪切摩擦和加热器的加热使物料熔融为聚合物熔体。高压气瓶中的发泡剂(CO2或N2)通过计量阀的控制以一定的流率注入机筒内的聚合物熔体中，然后通过螺杆头部的混合元件及静态混合器将气体一聚合物两相混合为气体一聚合物均相体系。随后，通过加热器快速加热，使温度快速升高，从而使气体在聚合物熔体中的溶解度急剧下降，诱导出极大的热力学不稳定性，气体从熔体中析出形成大量的微细气泡核。为了防止机筒内已形成的气泡核长大，机筒内必须保持高压。当型腔充满压缩空气后，螺杆前移，使含有大量微细气泡核的聚合物熔体注入型腔内。由压缩空气所提供的背压可以尽量减少气泡在充模过程中的膨胀。当充模过程结束后，型腔内压力的下降使气泡膨胀，同时模具的冷却作用使泡体固化定型。该技术可用于几乎所有的材料成型。1.5.2 模压成型泡沫塑料模压成型是成型高发泡塑料制品的主要成型方法之一，广泛应用于日用品、包装和建筑等方面。泡沫塑料的模压成型工艺过程比较简单，比较容易控制，可分为一步法和两步法两类。一步法是指:将含有发泡剂的塑料直接放入模腔加热加压，进行发泡成型过程，一次性成型出发泡的塑料模压制品。二步法是指：将含有发泡剂的塑料经过预发泡处理，称之为预发泡塑料，然后放入模腔进行加热加压发泡成型过程。由于一步法模压成型操作方便、生产效率高，现在模压成型基本采用一步法成型。PVC泡沫塑料的一步法模压成型主要用于软质PVC泡沫塑料鞋底。虽然现在有被效率更高、质量更好的注塑法代替的趋势。但是、由于我国大量的中小型企业设备更新较快，聚氯乙烯泡沫塑料一步法模压成型仍得到相当多的应用，并得到不断的改进提高。1.5.3 挤出成型挤出成型属于连续性生产方法，所以具有很高的生产率，并且易于实现自动化。高速、高效的泡沫塑料挤出成型制品不仅应用日益广泛，而且价格上也占优势，成为发泡沫塑料成型加的主要方法之一。PVC挤出发泡成型工艺【26】有自由发泡工艺、向内发泡工艺(又称celuka法)、受限自由发泡工艺和共挤出工艺。前三种工艺生产的成品都或多或少存在一些缺点，表层强度和光洁度都不高，其原因是芯层和表层的物料都是采用含有发泡剂的同一配方，通过控制冷却速度方法，使表层不发泡，效果不是太好。而共挤出工艺采用两台挤出机共挤，表层挤出为PVC树脂，芯层采用低发泡配方，这样生产出来的制品表面具有PVC的强度和光洁度，又可减少物料的用量和原料成本，使这种工艺更具有竞争力。PVC微泡塑料克服了普通PVC泡沫塑料力学性能劣化的缺点，又能保持泡沫塑料的优点。由此，PVC微泡成型方法得到了不断发展。第一代微孔塑料的连续挤出工艺及设备是由CB.Park等人于1995年开发出来。随后Trexel公司经过十年的努力，开发出比较完善的微孔塑料连续挤出成型设备及工艺。聚合物粒料或粉料从料斗口进入单螺杆挤出机进行塑化，将发泡剂(CO2或N2)从单螺杆挤出机熔融段中部注入，通过混合和扩散使其溶解得到聚合物熔体一气体均相体系，然后通过改变体系的压力或温度使其在特殊机头内成核、膨胀、冷却固化成型。瞿金平将电磁振动力场引入到微孔发泡过程为PVC微孔塑料连续挤出成型提供了新的思路和新的研究方向，研究发现:振动力场可以加强聚合物和气体的混合，可以降低泡孔尺寸、提高泡孔密度、改善制品性能。1.6 PVC低发泡挤出成型工艺原理硬质聚氯乙烯(PVC)低发泡挤出制品主要采用化学发泡剂生产。聚合物熔体挤出口模前，发泡剂及其分解气体以溶于熔体的形态存在：挤出口模后，熔体压力下降，温度降低，使溶入熔体的气体处于过饱和状态，发生相分离，形成大量微泡孔而发泡。根据上述机理，共有四种不同的低发泡挤出成型工艺一自由发泡工艺、向内发泡工艺(又称Celuka法)，受限自由发泡工艺和共挤出工艺【27，28】。1.6.1 自由发泡((free-foaming)它是把含有发泡剂的配合混料，经螺杆塑化后从口模挤出，挤出物自由发泡膨胀，而后经冷却、定型获得制品，如图，泡孔均布在制品整个横截面内。这种方法的优点是工艺简便，适合于生产厚度为2~6mm、几何形状简单、表面无光泽的制品。图1自由发泡法示意图a一口模;b一真空冷却定型模fig.l-1 Sketehoffree一foamingonPVCfoamedsheets1.6.2 向内发泡(inward-foaming)或塞卢卡法(Celuka)它是采用一个特殊的、内有型芯的口模，使塑化的料束分流。挤出物离开口模后直接进入定型模，并立即在制品表面强制冷却形成皮层，以控制制品表面不发泡，如下图，此发泡过程发生在挤出物芯部。利用向内发泡工艺可以获得表面坚硬的发泡制品，通过控制冷却强度，可生产皮层厚度在0.1～10mm，壁厚大于6mm的制品。用这种方法生产的形状复杂的型材具有密度低硬度高和表面光滑的特点。1.6.3 受限自由发泡它是结合前两种发泡工艺的优点而发展起来的新工艺，如下图。含气熔体从口模挤出后先自由发泡(与自由发泡工艺相同)，而后，膨胀的熔体很快被导入尺寸与口模相近的定型模中(与向内发泡工艺相同)，强制冷却定型。这一过程既允许熔体自由发泡，又限制泡孔无约束地自由涨大。限制发泡的结果使制品不发泡皮层厚度加大，芯部泡孔尺寸减小，泡孔结构均匀细密，制品表面质量优良，力学性能提高。1.6.4 共挤出工艺(co--extrusion)它是采用两台挤出机分别挤出不发泡表层和发泡芯层的物料，经共挤出成型。可根据需要调整两层物料的品种和配方，使制品达到 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 所要求的密度和尺寸。共挤出工艺[29，301的优点是结皮层和发泡倍率容易控制，制品的外观和内在质量都较前三种方法要高。1.7 PVC发泡材料的成型机理PVC发泡材料成型机理lall同其他泡沫材料一样，也要经过三个阶段，即形成气泡核、气泡的膨胀和泡体的固化定型。即在发泡成型过程中，首先应在聚合物熔体或液体中形成大量均匀细密的气泡核，然后使气泡核膨胀到所要求的程度，最后，通过固化定型将泡体结构固定，并在固化过程中尽量使气泡不发生破裂和塌陷，最终得到泡沫塑料成品。1.7.1 气泡核的形成过程所谓气泡核是指高聚物泡体中的大量原始微泡，即气体在高聚物中最初以气相聚集的地方。对不同的高聚物，其聚集的过程也不同，根据形成机理把发泡成核过程归纳为以下三种类型。第一，气液相混合直接形成气泡核。此类气泡核的形成过程是通过气液相直接混合而成。气体和树脂溶液在经过充分混合后，除部分气体溶解入树脂溶液，其余部分气体以气相分散聚集在液体中即形成气泡核。热固性泡沫塑料大多采用此法进行发泡成型过程。第二，利用高聚物分子中的自由体积为成核点。Fox和Rory认为高聚物分子中存在自由体积，不同的高聚物具有不同的自由体积。将发泡剂(物理发泡剂)压送入高聚物的自由体积中，再通过升温降压的方法，使自由体积中的发泡剂气化膨胀形成气泡核。聚苯乙烯(Ps)常采用此法制成EPS，EPS是PS高发泡模制品的原材料。此外，八十年代中期出现的微孔塑料也是采用此类成核机理形成气泡核的第三，利用高聚物熔体中的低势能点为气泡成核点。R.H.Hansen，W.M.Martin，C.J.Benning等学者提出热点成核理论，其要点是在塑料熔体中必须同时存在大量均布的热点和过饱和气体，才能在熔体中形成大量气泡核。目前在发泡成型中常采用的成核方法是加入成核剂，此类成核机理与热点成核机理实质是一样的。热点能成核，是因为聚合物分子中热点处的势能低，因此不稳定的过饱和气体容易由此处析出，而加成核剂是改变了成核剂与聚合物熔体界面间的能量，使过饱和气体容易由此离析而形成气泡核。总的讲，在聚合物熔体中要形成大量气泡核必须有两个条件:一个是足够量的过饱和气体，另一个是在熔体中存在大量的低势能点。熔体中的低势能点是可以通过各种途径来得到的，而常用的是加入成核剂。以上三种成核机理都有各自运用的范围，第一种适用于热固性塑料;第二种适用于分子中具有较大自由体积，并有相应发泡剂能渗入的高聚物，采用此法较多的是PS、PE，其它如PC、PVC、PET均己用此法制成微孔泡沫塑料;第三种适用范围很广，因为人们可以通过各种途径改变气体在溶体中的过饱和能量和溶体中各点的势能，因此很有发展前景。1.7.2 气泡的膨胀过程气泡的膨胀阶段紧接在气泡核的形成之后，很难断然分开，气泡膨胀的后期，聚合物熔体的温度逐渐下降，粘性逐渐上升，随后固化。所以膨胀阶段与固化阶段也是很难断然分隔的，它们都是相互关联的。气泡的膨胀程度主要受泡体的粘弹性和膨胀力控制，粘弹性取决于原材料的性能和所处的工艺条件。而膨胀力主要受气泡内压和高聚物中的气体分子向气泡内扩散速度的控制，扩散速度快，泡体膨胀的速度也快。另一方面，高的扩散速度并不一定能得到高发泡倍数的泡体，因为泡体的发泡倍数除了受气体扩散速度控制外，还受泡体材料的物性参数和流变性能的影响。因此要得到高发泡倍数的泡体，材料要有适宜的粘弹性，足够的拉伸强度，膨胀速度要与材料的松驰速度相适应。有些学者提出一些描述气泡膨胀行为的数学模型，其假设的条件太多，太复杂，但作为定性 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 的依据还剥反有价值的，如田森平等提出气泡长大的细胞模型，能比较真实地反映聚合物熔体中群集气泡同时膨胀中的相互关系，在工程中有一定的指导作用。1.7.3 泡体的固化定型塑料泡体的固化过程主要由基体树脂的粘弹性控制，树脂的粘弹性逐渐上升使泡体逐渐失去流动性而固化定型。任何一个气液相共存的体系，多数是不稳定。已经形成的气泡，可以继续膨胀，也可能合并、塌陷、破裂的。为了使己达到膨胀倍数的泡体结构固化定型，选择合适的固化时机和提高固化速度是非常重要的。过早或过迟开始固化，固化速度太慢都不利于提高膨胀的效果。热固性塑料的固化机理与热塑性是不同的，热固性塑料的发泡过程是与树脂的反应过程同时并进的，树脂溶液的粘弹性由树脂的反应程度控制，反应结束，泡体的固化过程也就结束，因此要控制固化速度就必须控制树脂的反应速度，而反应速度与材料配方有关，与所处工艺条件有关。热塑性泡沫塑料的固化过程是纯物理的过程，主要由树脂温度控制其粘弹性。一般都采用冷却的方法使塑料熔体的粘度上升，直到固化定型。为了加快热塑性泡体的固化速度必须提高冷却速率，而热固性塑料为加速固化反应，有时还要加热。塑料发泡成型一般都要经过以上三个阶段，每个阶段的成型机理不同，主要影响作用也不同。气泡核的形成阶段对泡体中泡孔密度和分布情况起着决定性的作用，因此是控制泡体性能和质t的关键阶段。泡体的几何形状和结构，如泡孔的大小、开闭孔、泡孔的形状和分布是由膨胀阶段的条件决定的。膨胀连能否达到预期的要求，与泡体的固化过程密切相关联。由于发泡成型各个阶段存在不同的机理和要求，因此在研究分析发泡成型机理和影响因素时必须分段进行，进行综合考虑，才能制定成型定型的最佳 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。1.8 本课魔的创新之处要研制开发的这种板材，将采用世界前沿的三大技术一塑料材料的共混改性技术、塑料发泡技术和多层复合共挤技术一次性成型，以“安全、环保”为宗旨，生产表层为软面热塑性弹性体、内面层为硬支撑体的新型发泡板材。软硬共挤是其特色，它具有技术的先进性、加工的节能性、产品的环保安全性和市场的广泛适用性。目前在国内外相关网站也没有查询到此种板材，也没有见到任何国外进口的同类产品或加工设备，在国内市场也未见该种产品。在市场上所见到的类似的软面板材，也都是通过二次加工用胶薪附上去的，相比之下，该项目板材产品在性能、价格上更具市场竞争力，属于自主创新型高科技产品。1.9本课题要研究的主要 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 本课题将采用世界前沿的三大技术一塑料材料的共混改性技术、塑料发泡技术和多层复合共挤技术，以“安全、环保”为宗旨，生产表层为软面热塑性弹性体、内面层为硬支撑体的新型发泡板材，对配方及成型工艺进行研究【32，33，34，35】。