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熱塑性彈性體常見問題和解答

在強(qiáng)調(diào)環(huán)境適應(yīng)性材料的開發(fā)過程中,不需硫化和混煉工藝的熱塑性彈性體,具有省能,省資源,高生產(chǎn)效率等特點(diǎn),其年增長率高達(dá)6%.在這一背景下,加工制造廠使用新型熱塑性彈性體材料的用途在逐漸擴(kuò)大,但隨之而出現(xiàn)的問題(成型品表面粗糙,變形等)也有所增加.一,與材料有關(guān)的問題及其對策


熱塑性彈性體來自材料的主要的問題 
問題
現(xiàn)象
原因
對策
白化


成型品表面的白化
(a)添加劑過量 (b)聚合物與穩(wěn)定劑 不適宜或不相容
(a)降低用量,最佳化 (b)用相容性良好的穩(wěn)定劑 或用高相對分子質(zhì)量穩(wěn)定劑
發(fā)粘


制品表面發(fā)粘
(a)因熱分解而產(chǎn)生 低分子 (b)增塑劑,穩(wěn)定劑 的遷移
(a)降低成型溫度,低剪切化 (b)不要放置在高溫下,減少 用量,更換種類
老化


機(jī)械強(qiáng)度下降,外觀質(zhì)量變差
(a)熱 (b)紫外線
(a)添加熱穩(wěn)定劑 (b)添加耐候性穩(wěn)定劑或有屏蔽 效果的填料


1.1 白化
白化是指穩(wěn)定劑等配合劑遷移至成型品的表面,其表面像噴上粉一樣呈現(xiàn)出一種白色現(xiàn)象.其原因主要是由于穩(wěn)定劑過量配合或與聚合物不相容而引起的.因此,應(yīng)選擇與聚合物相容性良好的穩(wěn)定劑或?qū)⒎€(wěn)定劑的用量控制在最佳的范圍.其次,更換成相對分子質(zhì)量高的穩(wěn)定劑也是十分有效的. 
另外,也有通過遷移至成型品表面發(fā)揮其功能的穩(wěn)定劑.例如,抗靜電劑,潤滑劑等.對這種穩(wěn)定劑來講,選擇即使遷移也難以出現(xiàn)白化的穩(wěn)定劑是非常必要的.
熱塑性彈性體在一般的環(huán)境下使用時很少會出現(xiàn)白化的問題,但在高溫,潮濕,戶外長期使用的場合,為提高耐久性在配合上追加耐熱穩(wěn)定劑(防老劑),耐侯穩(wěn)定劑是十分必要的.特別是高溫下,因其極易引起遷移,所以穩(wěn)定劑的選擇也是相當(dāng)重要的.


1.2 發(fā)粘 
與樹脂相比,軟質(zhì)熱塑性彈性體表面更容易產(chǎn)生發(fā)粘的現(xiàn)象.其原因主要是因老化而生成低相對分子質(zhì)量聚合物和增塑劑,穩(wěn)定劑遷移至表面而引起的.但無論屬哪種情況,采用紅外光譜法(IR)等分析手段,通過分析發(fā)粘成分便能夠比較容易地確定出與此相關(guān)的物質(zhì). 發(fā)粘主要是成型溫度過高,聚合物因熱分解而形成低相對分子質(zhì)量物質(zhì)的緣故.盡管成型機(jī)的設(shè)定溫度本身未達(dá)到熱分解溫度,但在成型工藝中的剪切生熱有時也會使其暫時達(dá)到高溫.作為其對策,降低成型溫度,低剪切化,用氮?dú)鈨艋尚蜋C(jī)液壓缸體內(nèi)部都是十分有效的.另外,在成型機(jī)暫停時,膠料長時間以熔融狀態(tài)置留在成型機(jī)的模腔內(nèi),有時也會因熱老化而發(fā)粘. 另外,在高溫下使用的制品很容易出現(xiàn)發(fā)粘的現(xiàn)象.因此,穩(wěn)定劑,軟化劑種類的選擇和用量的確定是非常重要的.


1.3 老化 
與無機(jī)材料和金屬材料相比,高分子材料的耐熱,耐紫外線性較差(比較容易老化).多數(shù)制品因老化而使其機(jī)械特性明顯降低,外觀質(zhì)量變差.通過配合耐熱,耐候性等穩(wěn)定劑,在一定程度上可以抑制老化現(xiàn)象的產(chǎn)生.


二,與擠出成型有關(guān)的問題及其對策 
問題
現(xiàn)象
原因
對策
粗糙
表面粗糙
(a)塑化,混煉不良
(b)流動性較差
(c)材料受潮
(a)采用混煉效果好的擠出機(jī),提高設(shè)定溫度,采用細(xì)的濾網(wǎng)
(b)提高設(shè)定溫度
(c)成型前充分地干燥


結(jié)垢
在口型邊緣滯留沉積物
(a)材料受潮
(b)材料本身的特性
(a)成型前充分地干燥
(b)使用潤滑劑,用特氟隆涂敷口型,對材料進(jìn)行改性


擠出量不穩(wěn)定
擠出量不穩(wěn)定
(a)擠出機(jī)內(nèi)的熔融點(diǎn)不 穩(wěn)定
(b)擠出機(jī)的溫度波動大
(c)螺桿與粒料打滑
(a)變更擠出條件和螺桿形狀
(b)提高溫度控制精度
(c)預(yù)熱粒料,提高填料斗下機(jī)筒溫度


變形
制品變形
(a)冷卻不均勻
(b)收縮率不同的雙層擠出
(a)均一冷卻
(b)調(diào)整收縮率


條紋
在同一部位出現(xiàn)條紋
(a)口型損傷,結(jié)垢
(b)出現(xiàn)異種材料
(c)未消除熔接部位
(a)清洗口型
(b)清洗機(jī)筒內(nèi)部,螺桿,機(jī)頭部位
(c)加大從會合(熔接)部位到口型的長度,提高口型端部壓力和樹脂溫度


特別是近年來,在環(huán)境等問題的背景下,加快了烯烴類熱塑性彈性體材料替代軟質(zhì)聚氯乙烯樹脂的步伐.但采用軟質(zhì)聚氯乙烯用擠出機(jī)進(jìn)行烯烴類熱塑性彈性體的擠出成型時,不能夠順利成型的實(shí)例還是比較多.對含結(jié)晶性樹脂的烯烴類熱塑性彈性體的塑化來講,采用長徑比L/D在22以上,螺桿壓縮比在3以上的擠出機(jī)是非常必要的.但由于軟質(zhì)聚氯乙烯用擠出機(jī)一般的L/D是在20以下,壓縮比是在2.5以下,所以不能使烯烴類熱塑性彈性體充分地達(dá)到塑化,這樣在成型品的擠出過程中就經(jīng)常會出現(xiàn)表面粗糙,未熔融樹脂呈異物狀的不良現(xiàn)象.因此,選擇適合于材料的成型機(jī)也是十分必要的.


2.1 成型品表面粗糙
成型品表面不光滑,呈粗糙的狀態(tài),