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聚乙烯滚塑工艺过程中的关键控制要素

浏览次数: 日期:2016-11-04

聚乙烯滚塑工艺过程中的关键要素控制在滚塑工艺过程的加热阶段,在聚乙烯粉末或熔体与模具内表面的分界面上,由于表面氧化的作用会发生化学或物理粘接。当模具内表面有局部缺陷时,聚乙烯熔体会流进这些缺陷而形成局部嵌入。这将使冷却之后的制品难以从模具中取出。为了避免上述情况的发生,需要在模具内表面涂一层热稳定的材料以防止粘联,这类材料称为脱模剂。工业用脱模剂有很多种,聚乙烯的滚塑工艺对脱模剂有较高的要求,主要是耐热性能的要求。油类、蜡和硅油是常用的脱模剂,但它们需要每次加料前涂一次,故称为一次性脱模剂。这类脱模剂成本较低,脱模效果很好,但易于迁移到制品表面影响其表面性能。聚乙烯的滚塑上艺过程有一个特殊的现象:在粉末熔融过程中,粉末颗粒之间滞留的空气形成了气泡,随着加热过程的持续、这些气泡又消失了。进一步的研究表明,这些气泡的消失并非由于它们在浮力的作用下移向熔体的自由面,而是因为气泡中的空气逐渐融合在熔融的塑料熔体中。实验表明当温度升至150℃时,聚乙烯熔体中形成了不同尺寸的气泡。由于聚乙烯熔体粘度很大,气泡的浮力不足以把气泡推向自由面。当温度升至200℃时,所有的气泡都消失了。因此,对于聚乙烯的滚塑来说,科学地控制加热过程对消除聚乙烯制品中的气泡,提高产品质量有十分重要的意义。由于滚塑的加热时间有时会较长,特别是制品壁较厚时。可能会持续半小时到一小时以上。这时就要求采取措施以防止材料在加热过程个的热氧化和材料性能的降低,通常在聚乙烯塑料中加入抗氧化剂可达到预防的目的。但是,当聚乙烯材料被加热到过高的温度或加热时间过长时,抗氧化剂并不能防止材料的氧化。当制品厚度较大需要加热较长的时间时,必须降低加热温度。如果利用提高温度来缩短加热时间,则有可能因气泡中的空气来不及消失而使气泡保留下来。当聚乙烯塑料被加热到熔融状态时,材料将经历一个从结晶态向熔体转化的过程,这正是聚乙烯颗粒开始熔化变软时所发生的过程。它首先出现在和模具内壁接触的一层材料,形成一个均匀的熔融材料层。然后,逐渐向内层扩展,直到全截面完全变成塑料熔体为止。接下来是继续加热使气泡逐渐消失的过程。这一过程的温度控制和时间控制需要调节。在冷却过程中,聚乙烯熔体的温度将从200℃降至接近室温,聚乙烯的分子将从无序的状态转变为较为有序的晶态。结晶的过程需要一定的时间,结晶的速度和聚乙烯熔体的粘度有关。当聚乙烯熔体被迅速冷却时,聚乙烯熔体的粘度迅速增加,使其晶粒的生长受到阻碍,从而影响聚乙烯的结晶度。当结晶度不同时,聚乙烯制品的密度就不同,物理性能也将有所差别。由此,急速冷却的聚乙烯滚塑制品具有较低的密度,而缓慢冷却的制品则具有较高的密度。

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