在PVC-U加工過程中,無論是pvc一U板、管(包括電線套管),還是型材(包括電線槽)的生產過程中,都發(fā)現(xiàn)一種特殊現(xiàn)象:有時加工一個加工性能優(yōu)良的配方,開車迅速穩(wěn)定下來,然后換成加工性能較差的配方(如填料增加、加工改性劑減少或PVC樹脂分子量增大等),加工也可平穩(wěn)進行。反之,如一開始就用難于加工的配方開車,開車都難于成功。如欲使之成功,則需采取苛刻手段,如提高加工溫度和(或)提高螺桿的剪切和(或)降低擠出速度,方能使加工正常。但一旦加工正常后,加工溫度又可適當降低螺桿轉速可減少擠出速度可以提高,甚至可以恢復到正常工藝水平……這是為子什么?顯然,在PVC-U加工過程中存在著“誘導塑化”作用。本文對“誘導塑化”存在的實驗根據(jù)、產生原因和“誘導塑化”作用的利用進行敘述。
根據(jù)單螺桿“熔池理論”,在螺桿的推動下,塑料復合物在輸送段形成料塞。此料塞在進入熔化段(壓縮段)后,在前進過程中同己加熱的料筒表面接觸,熔化即從接觸表面開始且在熔化時在料筒表面留下一層熔體膜。若熔體膜厚度超過螺棱與料筒間隙時,就會被旋轉的螺棱刮落,并將其強制積存在螺棱的前列,形成“熔體池”,而在螺棱的后側為固體床。這樣,在沿螺槽向前移動的過程中,固體床的寬度就會逐漸減小,直到全部消失,即全部熔化。
根據(jù)熔體輸送理論,熔體在螺桿計量段的流動有正流、逆流、橫流和漏流四種。
正流,是塑料熔體在料筒和螺桿之間沿著Z軸即沿著螺槽成螺旋形向口模方向流動。
逆流,是料流壓力梯度所引起的流動。由于料流壓力是隨著料流前進而逐漸增大的,所以逆流的方向與正流相反,沿著Z軸向加料口方向流動。
橫流,是塑料熔體沿著x軸方向的流動,即熔體在兩螺棱之間的流動。
漏流,是壓力梯度造成的.或者說是機頭壓(表4中No.13-No.15的機頭壓力(即熔體壓力)均為15MPa,有時高達25MPa)造成的。它所指的是熔體從螺棱與料筒之間的間隙δ沿著螺桿軸線向加料口方向流出的料量。如果計量段溫度偏高,熔體粘度小,而模頭溫度偏低,機頭壓力增大,漏流量增大有時會從排氣孔冒出熔體來。
用單螺桿加工高聚物時,熔池理論較為準確地描述了塑化過程。但對于雙螺桿擠出加工PVC-U來說,情況并不那么簡龜其塑化過程就不能僅用熔池理論來解釋。在熔化段后部和整個計量段都存在漏流,不僅僅是計量段才存在漏流。對熔化段的每個螺槽來說,螺槽后部有熔體池的熔體,螺槽前部有漏流來的熔體,螺槽前后兩部分熔體和中部的生料,在雙螺桿的頻繁剪切作用下,熔體與生料互相摻混,傳熱傳質,最后達到全部熔化。在計量段,漏流占統(tǒng)治地位,從前一螺槽漏流來的、塑煉程度較好的熔體與后一螺槽自生的、塑煉程度較差的熔體,在雙螺桿的頻繁剪切作用下相互摻混,傳熱傳質,提高塑煉效果。每前進一個螺槽,塑煉效果提高一級。對于設計優(yōu)良的擠出機,在計量段完了時物料己全部均化.每一微體積的熔體都具有相同的組成。
漏流的存在,無疑對塑化過程起促進作用。加工過程之初,即剛開車時,熔化段和計量段無熔體漏流,所以加工較為困難,要么提高加工溫度,要么提高剪切速率。待加工進行一段時間以后,計量段塑化完全,熔體粘度降低,漏流增大,這便產生了“誘導塑化”作用。