淺談PVC潤滑劑的選用和配方技術(shù)(一)
一、潤滑劑的基礎(chǔ)概念
如何才能選用到好的、合適的潤滑劑,首先要對潤滑劑的基礎(chǔ)概念和理論有個大致和正確的認識和了解。如果對基本概念和理論有大的認識偏差,要想選用到好的、對的潤滑劑可能會比較難,或者會花出更多的時間去試驗驗證和實踐。在此,先簡單的介紹下潤滑劑的基本概念和理論:
1、外滑劑
潤滑劑熔融后,在螺筒、模具、螺桿等表面 與PVC熔體表面之間形成一層膜,起到潤滑作用的物質(zhì)我們稱之為外滑劑。外滑劑在PVC加工生產(chǎn)中中有以下的表現(xiàn)和特征:
一、提高制品表面光澤度,防止物料粘附在熱的金屬表面。
二、調(diào)整物料塑化點。通過增加外滑劑,可以延遲物料塑化點,推后塑化時間。
三、用的劑量太高,會導(dǎo)致析出現(xiàn)象。外滑劑添加量太大,會造成加工過程中模頭析出、定性槽、制品等析出。
四、如果劑量太高,會降低抗沖等機械物理性能。因為外滑劑添加量太高(塑稱過滑),將影響物料塑化效果,同時也影響了物料混煉的均勻程度,所以生產(chǎn)的制品將不能得到良好的抗沖等物理機械性能。
五、不影響或降低維卡軟化點。外滑劑總的來說基本不影響制品維卡軟化溫度,這點與內(nèi)滑劑不同。
六、過高的添加量,對型材焊接強度有消極的影響,會造成管件烘箱起皮,影響制品透明性等。

2、內(nèi)滑劑
潤滑劑熔融后, 融進PVC熔體的內(nèi)部,在熔體內(nèi)分子間起到潤滑、減少摩擦的物質(zhì)我們稱之為內(nèi)滑劑。內(nèi)滑劑在PVC加工生產(chǎn)中中有以下的表現(xiàn)和特征:
一、降低熔融后樹脂中的摩擦。如上面定義,內(nèi)滑劑有降低摩擦,避免螺筒內(nèi)熔體內(nèi)焦料現(xiàn)象。
二、降低熔體粘度和減少離模膨脹。 加工中熔體粘度過大,會造成熔壓太大。熔壓過大,扭矩升高,剪切力變大,產(chǎn)品同樣容易焦料。同時,螺筒內(nèi)熔壓過大,容易造成離模膨脹,離模膨脹太大,則容易有析出現(xiàn)象。所以添加內(nèi)滑劑,可以避免焦料和減少析出。
三、降低維卡軟化點。 添加1PHR固體內(nèi)滑劑大概會降低1~2度的維卡軟化溫度,液體的內(nèi)滑劑對維卡軟化點影響更大些。
四、減少熔體破裂。內(nèi)潤滑能幫助物料更加均勻更好塑化, 提高物流的流動性,可以較好的減少或消除熔體破裂現(xiàn)象,尤其高速擠出的情況下。
五、在制品中需要較高添加量起效果
六、有利于提高沖擊強度/有利于通過二氯甲烷浸泡實驗。
3、內(nèi)/外滑劑
同時具有內(nèi)滑劑和外滑劑表現(xiàn)和特征的單體滑劑,我們稱之為內(nèi)/外滑劑。這在酯類潤滑劑中較多。有的表現(xiàn)為外滑和內(nèi)滑相對均衡些,有的表現(xiàn)為外滑較強,內(nèi)滑弱些。而氧化聚乙烯蠟是蠟類的一種外滑較強,稍微有內(nèi)滑的內(nèi)/外滑劑。
對內(nèi)滑劑、外滑劑基本概念和表現(xiàn)特征的了解與明晰,有利于我們在做配方設(shè)計做正確方向性的調(diào)整。
二、潤滑劑的基本理論
1、相似相溶原理
結(jié)構(gòu)或者極性相似相近的兩種物質(zhì)(可以互看為溶質(zhì)與溶劑)能夠彼此互溶,這就是化學(xué)中重要的相似相溶原理。在指導(dǎo)潤滑劑使用的理論中,應(yīng)用最廣泛的就是相似相溶原理。把PVC熔體看做是一個溶劑體系,潤滑劑熔體就是溶質(zhì)。
相似相溶從而也引出了溶解度及飽和度的概念。任何物質(zhì)在另外一種物質(zhì)里都是有一定的溶解度,超過了溶解的飽和度就會不相溶,就會析出。同樣,任何同一類物質(zhì)的總量在另外一種物質(zhì)里也是有一定的溶解度,總量超出了飽和度,也會析出。
我們在設(shè)計配方時圍繞這一指導(dǎo)性的理論,只要滿足生產(chǎn)和制品性能,盡量減少所有潤滑劑的添加總量,包括盡量減少同一類潤滑劑的添加總量,這樣就可以有效的減少或避免析出現(xiàn)象。
2、界面化學(xué)理論
把PVC熔體看做是一個相體系,把外滑劑或 內(nèi)/外滑劑看作一種表面活性劑,潤滑劑在生產(chǎn)中表現(xiàn)及特征就用界面化學(xué)理論來解釋.
把非極性的PE蠟\石蠟等的純外滑劑看成兩端都是非極性的物質(zhì).
把像酯類外潤滑劑,氧化聚乙烯蠟等有一端有極性,另一端非極性的產(chǎn)品看做是表面活性劑.
3、層流滑移模型
假定不同類型的外潤滑劑,在熔體表面和金屬表面之間形成的膜的運動行為,符合流體層流和表面滑移的模型理論。
由此實踐而得出:不同種類的外潤滑劑協(xié)同使用,比單獨使用同一種類的潤滑劑,效果更佳。
酯、蠟復(fù)合潤滑劑,要比單獨蠟類潤滑體系或單獨酯類潤滑體系效果佳!
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