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述说PVC颗粒的性能和作用
文章出处:    作者:    发布时间:2016/10/5 8:53:51

    PVC颗粒加工过程中粒子破碎、细化到熔化、熔解,进一步至边界消失的过程,由于熔体中有网络形成和伴随的物理力学性能的变化又被称为凝胶化作用和塑化作用。PVC颗粒的凝胶化程度的深浅可用凝胶化度进行量化。凝胶化度的大小直接影响到PVC颗粒制品的性能。凝胶化度的测定方法有:溶剂浸泡法、密度测S法、硬度测量法、毛细管流变仪法和差示扫描量热法(DSC),其中最方便的方法是差示扫描量热法(DSC)o

    与颗粒的形态变化相对应,所成型制品的力学性能会发生相应改变。在低于160℃时,由于粉粒的存在,主要靠粒子间的粘结,只是在邻近分子链间存在界而键合力,这时所成型的制品强度低、很脆;在180℃时,由于短支链穿过初级粒子界面,相互作用力开始增强,因此所成型制品的力学性能开始提高。又由于这时分子的缠结主要在粒子内部,可影响流动性,但流动性能却很好;达到190℃时,由于粒子已经完全破坏,形成相互缠结的链团结构,在这种加工工艺条件下所获得的制品仍有较好的力学性能,但是,分子间的缠绕使其加工流动性能变差。

    在助剂配方及加工工艺条件相同的情况下,无论PVC颗粒树脂的相对分子量如何,15CTC以下加工得到的制品,凝胶化度为零。加工温度在150℃以上、215℃以下的范围内,制品的凝胶化度随加工温度的升高而升高。在同一温度下,相对分子质S较低的PVC颗粒制品比相对分子质量较高的制品的凝胶化度要高些。调整凝胶化度,可以改善PVC颗粒产品的后加工性能,优化制品的最终性能。

    制品的凝胶化度介于60%〜65%,即制品在加工过程中初级粒子尚未完全熔化、大部分熔合的时候,制品的冲击强度最大,即对应于加工温度大于185℃的时候,此时所成型的制品冲击强度要最大。相对分子质量大比相对分子质量小的PVC颗粒的冲击强度要大。润滑性较强的体系由于润滑剂的作用使分子物理连接作用下降,形成的物理交联网络弱,抗冲击强度较低。

    制品的屈服性能与凝胶化度关系不大,凝胶化度介于40%〜100%,制品的屈服强度和屈服伸长率几乎相同。制品的断裂性能也与凝胶化度有很密切的关系,凝胶化度在60%时候,制品的断裂强度最高,凝胶化度在70%的时候,制品的断裂伸长率最高。

    分别在150℃、170℃、180℃、190℃的温度下加工PVC颗粒树脂,并在160℃时用毛细管流变仪挤出,观察挤出制品的外观时发现,随加工温度的升高,挤出外观逐渐变的粗糙,甚至发生熔体破裂。这说明PVC颗粒树脂结构发生了变化,凝胶度增大。相同条件下加工的物料随测试温度的升高,物料挤出外观改善,熔体破裂现象减轻。控制凝胶化度,初级粒子结构消失,制品容易得到表而光滑、细腻的效果。

    PVC胶粒制品是我们日常生活中最为常见的生活用品,不同用途的PVC胶粒,有着不同的特性,那么这些特性又是根据哪些属性来区分的呢?

    1.比重(density)

    比重是指物质密度与水密度的比值,所谓密度是指单位体积的重量。比重的测定可依ASTMD792水中置换法得。

    2.吸水率

    吸水率是测定PVC胶粒吸水份的程度,测法是先将样品烘干后称重,浸入水中24或48小时后,取出再称重,计算重量增加的百分比,即为吸水率,一般吸水性太大的PVC胶粒材料,易影响机械强度与尺寸稳定性,如Nylon或PET即是典型之例子。

    3.透气率(Permeability)

    透气率是测定PVC胶粒气体穿透难易的程度,可依ASTMD1434的方法测定得。

    (图示为常见的PVC胶粒)

    4.机械性质

    4.1抗张强度及伸长率(Tensilestrength;Elongation)

    抗张强度(又称抗拉强度)是指将PVC胶粒材料拉伸到某一程度(如降伏或断裂点)所需力的大小,通常以每单位面积多少力来表示,而其拉伸的长度百分比即为伸长率。此项测定可依ASTMD638之方法测试之。

    4.2弯曲强度(YieldStrength)

    弯曲强度又称折曲强度,主要为测试PVC胶粒抗弯曲的能力,可依ASTMD790的方法测得,而常以每单位面积多少力来表示,如kg/cm2。其测法如下图所示,将一ASTM标准试片,两端支撑起来,中间逐渐增加外力,可测得其最大承受之弯曲强度。

    4.3弯曲弹性率

    将塑试片弯曲时(测法如弯曲强度),在其弹性范围内,单位变形量所产生之弯曲应力称为试片之弯曲弹性率,一般弹性率越大,表示该PVC胶粒材料之刚性越好。

    4.4冲击强度(ImpactStrength)

    冲击强度是指PVC胶粒受外力冲击时,所能承受的最大能量。ASTMD256中是lzod及Charrpy冲击强度测试法为常见之测试方法,其中又以lzod最为普遍。

    4.5硬度(Hardness)

    一般而言,PVC胶粒的硬度最常用ROCKWELL(洛式硬度)及SHORE(萧式硬度)两种测试法来表示。其中SHORED则用来测定较硬之PVC胶粒,如一般之泛用PVC胶粒及部份工程PVC胶粒,而多数之高性能工程PVC胶粒或较硬之工程PVC胶粒,则需用ROCKWELL来测定之。

    信息来源:PVC颗粒

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