制品的生產(chǎn)工藝講座

部分：

PVC加工工藝簡述

PVC的實(shí)際加工分為六部分，這六部分缺一不可，這六部分沒有說那一部分重要那一

部分不重要，對(duì)于PVC產(chǎn)品來說是同等重要的，這六部分主要分為以下：

1、原材料的作用（包括原材料的物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能及在PVC當(dāng)中的作用）；

2、PVC的配方；

1、協(xié)同反應(yīng)的配方：兩種原材料放在一起在配方中能起到三種、四種、五種等作用，效率明顯增高。

2、加合反應(yīng)：兩種原材料放在一起效率沒有增高也沒有降低。

3、對(duì)抗反應(yīng)：兩種原材料放在一起添加到配方中它的效率不但沒增高反而降低，相當(dāng)于一種或者低于一種的效果，所以它的效果明顯降低，實(shí)際上對(duì)抗反應(yīng)就是一種化學(xué)反應(yīng)，按照粗略得講就是化學(xué)中的酸堿反應(yīng)；

3、混料工藝：就是把配方所做成的原材料放到一個(gè)裝置中加溫混合；

4、擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)及擠出工藝；

5、模具；

6、員工的操作技術(shù)及責(zé)任感。

以上六部分是脫離不開的，脫離任何一部分產(chǎn)品都不會(huì)做好，不要忽略任何部分，技術(shù)不懂不會(huì)，好產(chǎn)品照樣做壞，相反的技術(shù)好了，對(duì)于不是很好的配方也可做到極善。責(zé)任感就是人為的部分。這六部分同等重要，在PVC加工中配方占了一個(gè)產(chǎn)品的30~40%，擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)和擠出工藝占25%，混料工藝占20%，員工的操作技術(shù)和職能也占了10~15%。

第二部分：擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)和擠出工藝：

1、擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)

擠出機(jī)是由電動(dòng)機(jī)（即驅(qū)動(dòng)裝置），減速箱（減速器），分配箱，機(jī)筒、螺桿（機(jī)筒螺桿是一部分），加熱冷卻裝置，電控裝置組成。擠出機(jī)結(jié)構(gòu)的核心部分是機(jī)筒和螺桿,其它的都是輔助裝置，但沒有這些裝置也不行，這些裝置屬于固定的易損件。物料及混合好的干粉料，通過喂料機(jī)設(shè)到一定的轉(zhuǎn)速向機(jī)筒的料槽里進(jìn)行推進(jìn)，這個(gè)料就自然推到機(jī)筒螺桿中。

2、擠出機(jī)機(jī)筒螺桿各部的作用：

一區(qū)（預(yù)塑化區(qū)）：在整臺(tái)擠出機(jī)的電控加熱和擠出過程中一區(qū)的作用是相當(dāng)重要的，

它比其它區(qū)都重要，它承擔(dān)的任務(wù)包括：

1、干粉料壓實(shí)，剪切，定量向前輸送

2、提前預(yù)塑化的一個(gè)過程，如果在一區(qū)預(yù)塑化沒有達(dá)到，那么整臺(tái)機(jī)器的塑化度就達(dá)不到，在整臺(tái)擠出機(jī)當(dāng)中（除去模具以為），一區(qū)的溫度是高的，是溫度的高點(diǎn)。若一區(qū)沒有達(dá)到預(yù)塑化會(huì)出現(xiàn)以下情況：

1、主機(jī)排氣孔冒料，

2、電流明顯變大

3、產(chǎn)品非常脆。

二區(qū)（塑化區(qū)）：在這個(gè)區(qū)當(dāng)中，把一區(qū)傳遞過來的干粉料通過一區(qū)的預(yù)塑化已壓成塊

狀，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，把壓實(shí)的塊狀物向前輸送到達(dá)二區(qū)，在這個(gè)區(qū)螺鈴的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，

螺鈴變到4~5mm厚而且產(chǎn)生了9~11圈的螺旋，并且兩端是斷開，所以第二區(qū)就完全達(dá)到

標(biāo)準(zhǔn)塑化度的90%以上。因?yàn)槁葩徖锩孢€有好多小槽，就達(dá)到了攪拌的目的，所以整體來

說二區(qū)達(dá)到了塑化的90%以上。若物料在一區(qū)沒有達(dá)到預(yù)塑化，那么將會(huì)對(duì)二區(qū)產(chǎn)生不良

影響：

1、干粉料不塑化、

2、擠掉螺鈴。二區(qū)的溫度設(shè)置應(yīng)比一區(qū)低1~2℃或和一區(qū)相等，具體要根據(jù)擠出機(jī)的塑化能力來設(shè)置，若擠出機(jī)的塑化能力較好，該區(qū)溫度可以低于一區(qū)1~2℃，若擠出機(jī)的塑化能力不好，該區(qū)溫度應(yīng)和一區(qū)相等。

三區(qū)（均化區(qū)）：該區(qū)的作用是把二區(qū)沒有完全塑化的物料進(jìn)行完全塑化，三區(qū)要保證

塑化達(dá)到。所以擠出機(jī)的三區(qū)也比較重要，三區(qū)的溫度應(yīng)該低于二區(qū)5~6℃，大不

能超過8℃，因機(jī)筒螺桿材料屬于合金鋼，剛材都有熱力傳導(dǎo)性，溫度階梯差太大起不了作

用。

四區(qū)（定量輸送擠出區(qū)）：該區(qū)不承擔(dān)一點(diǎn)塑化任務(wù)，若物料塑化相當(dāng)好，在該區(qū)可以看到，

螺桿漂浮于擠出機(jī)機(jī)筒的中心上旋轉(zhuǎn)。所以擠出機(jī)四區(qū)的任務(wù)是把塑化好的熔體定量的向前輸送，若該區(qū)承擔(dān)塑化能力，對(duì)擠出機(jī)危害作用是非常大的。四區(qū)的溫度應(yīng)該低于三區(qū)，兩區(qū)溫度差別5~6℃，大不超過8℃。從以上來看擠出機(jī)的溫度是由高到低的，一區(qū)溫度是高的，不允許由低向高，也不允許是平的。但總的來說一區(qū)和四區(qū)的溫度差不能超過20℃。

3、合流芯的作用：

1、兩只螺桿擠出的熔體物料達(dá)到合流、熔接。

2、塑化度的微調(diào)裝置。

3、通過合流芯的傳感器測出熔體壓力、熔體溫度可以判斷塑化度。塑化度的微調(diào)裝置的作用：當(dāng)塑化度稍稍有點(diǎn)低或塑化度稍稍有點(diǎn)高時(shí)，就可以不用去考慮擠出機(jī)的其它問題，可以通過降低或升高合流芯的溫度來調(diào)整塑化度。降低合流芯的溫度增加塑化度，提高合流芯的溫度降低塑化度。塑化不良就指塑化還差一點(diǎn)，微調(diào)是有一定的規(guī)律的，若擠出機(jī)四區(qū)的溫度是170℃，合流芯的溫度就可以設(shè)置成160℃或180℃，合流芯的溫度不可以高于或低于四區(qū)10℃以上，因此合流芯的溫度應(yīng)以四區(qū)為標(biāo)準(zhǔn)上下10℃之內(nèi)調(diào)整。

4、模頭的作用就是產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

這里我們在闡述一下降低合流芯的溫度增加塑化度，升高合流芯的溫度反而降低塑化度，我們PVC高分子材料它有一個(gè)特性，溫度越高，流動(dòng)性越快，但是不是度的，例如一個(gè)方管材，有四個(gè)區(qū)加熱，若左面流動(dòng)慢、出料比較少，將這邊加加溫，流動(dòng)性立馬就增加，所以說越是加溫，物體的流動(dòng)性、擠出量就越快，為什么加溫物體的流動(dòng)性就快，是因?yàn)闆]有阻力了，很順暢的擠出了，實(shí)際上我們可以把合流芯看做一個(gè)閥門，當(dāng)我們的水的閥門完全打開的時(shí)候，水很順暢的往下流，當(dāng)閥門打開一半或完全關(guān)閉時(shí)，水就不流或流的很少，我們就把合流芯當(dāng)做水的一個(gè)閥門，溫度低的時(shí)候就等于把閥門關(guān)上一會(huì)，就是這種道理。通過來調(diào)整合流芯的溫度來提高一定的塑化度，但是他不是完全的，用它來提高塑化度微量很小。塑化不良不是代表不塑化，是指有一定的缺陷，所以當(dāng)有塑化不良這種情況時(shí)，我們可以把合流芯的溫度往下調(diào)，下調(diào)以后是不是塑化就良了，物料的流動(dòng)就慢了，產(chǎn)生一個(gè)壓力，產(chǎn)生壓力的結(jié)果就是增加了塑化度。

第三部分：塑化度

1、塑化度對(duì)產(chǎn)品性能的影響：

PVC產(chǎn)品的性能與塑化度息息相關(guān)，塑化度不良，制品發(fā)脆，力學(xué)性能不能達(dá)到要求；塑化度過高，制品會(huì)出現(xiàn)黃線，力學(xué)性能也不合格，塑化度在PVC制品的加工過程中是非常重要的。

1、當(dāng)塑化度60%時(shí)，拉伸強(qiáng)度高；

2、當(dāng)塑化度65%時(shí)，沖擊強(qiáng)度高；

3、當(dāng)塑化度70%，斷裂伸長率高；

對(duì)于生產(chǎn)給水用管材的物料塑化度為60-65%為宜。因?yàn)樵谶@范圍內(nèi)它能體現(xiàn)拉伸強(qiáng)

度和沖擊強(qiáng)度兩個(gè)性能。

2、溫度對(duì)塑化度的影響：

高分子材料在低于80℃時(shí)不能成熔體，呈玻璃態(tài)，處于玻璃態(tài)的物料即硬又脆，在玻璃態(tài)下材料不能加工；隨著溫度的升高到160℃時(shí)物料處于高彈態(tài)，但在該區(qū)域物料還是無法流動(dòng)，只能使物料變軟、粘彈性增加；真正能達(dá)到PVC熔體加工的、而且有流動(dòng)性的，溫度應(yīng)在160-200℃之間，但是對(duì)于任何穩(wěn)定劑，在溫度高于200℃時(shí)，長期受熱，物料又分解了，

所以在控制塑化度時(shí)，溫度只能控制在160-200℃之間。在這40℃的溫差范圍內(nèi)，PVC的溫度設(shè)置在170-180℃之間時(shí)，塑化較好。

3、提高塑化度的方法：

1、通過提高機(jī)身和螺桿的溫度。

2、待螺桿轉(zhuǎn)速正常時(shí)，提高喂料機(jī)的喂料速度來提高塑化度

3、在擠出機(jī)額定轉(zhuǎn)速和滿足喂料的情況下，提高擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速。

4、給干粉料一個(gè)良好的熟化期（12—48h）

熟化期的作用：

1、消除靜電、減少污染

2、增加表觀密度

3、提高塑化度

4、低分子聚合分散均勻，防止擠出不穩(wěn)定。

5、通過降低合流芯的溫度來提高部分塑化度。

4、如何判斷塑化度：

1、通過主機(jī)電流判定塑化度以（65/132生產(chǎn)線為例，主機(jī)電流以46-52A為宜，我公司因?yàn)槭堑外}產(chǎn)品，以45-50A為宜。前提是：螺桿轉(zhuǎn)速16~22r/min，喂料充滿并與螺桿轉(zhuǎn)速相匹配，溫度設(shè)定與螺桿轉(zhuǎn)速及主機(jī)電流相匹配）；

2、通過主機(jī)真空排氣孔觀察物料的塑化度（即物料在螺桿螺棱螺槽中間充滿60%以上，螺棱凹槽中粉料呈豆腐渣狀態(tài)且凹槽底部物料被壓平）；

3、通過模具口模的熔體物料的粘彈性來判定塑化度（該方法較為適用于剛開機(jī)時(shí)）；

4、通過合流芯的熔體壓力及熔體溫度來判定塑化度（其缺點(diǎn)為若儀表失靈或合流芯傳感器被焦料糊死等因素會(huì)影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性）

第四部分：擴(kuò)口工藝選擇

對(duì)于PVC管材擴(kuò)口，一般采用擴(kuò)口溫度為245±5℃，無論管材壁厚多少，擴(kuò)口溫度一般不能超過250℃，因?yàn)閿U(kuò)口加熱需緩慢使管材受熱均勻，以消除應(yīng)力，使產(chǎn)品質(zhì)量良好，故擴(kuò)口加熱時(shí)間根據(jù)壁厚不同而變化，同時(shí)也與環(huán)境溫度有關(guān)，內(nèi)外部加熱溫度相差不能超過10℃。

第五部分：PVC管材擠出模具結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)定（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）

過渡段作用：固定芯棒支架，固定分流錐，壓縮總面積的作用（口模成型面積和過渡段截面積的設(shè)計(jì)作用）；

壓縮段作用：將物料由厚壓縮到薄，增加其密實(shí)度；增加流動(dòng)性及壓力；

平直段的作用：平直段長度不夠會(huì)造成離模膨脹現(xiàn)象，同時(shí)也影響管材爆破壓力實(shí)驗(yàn)、

低溫落錘實(shí)驗(yàn)、扁平實(shí)驗(yàn)、拉伸實(shí)驗(yàn)均不合格；平直段長度=口模壁厚*30-40倍。

擠出模具材料：2Cr13、3Cr13（其硬度一般為30-32），2Cr2W8，45#鋼（其缺點(diǎn)為使用前表面需鍍Cr，易變形）連接段溫度設(shè)定較合流芯高5-10℃；預(yù)成型段較連接段溫度高5℃左右；過渡段溫度設(shè)定一般為175-178℃，不高于180℃；壓縮段溫度較過渡段高2-3℃；口模較壓縮段溫度高5-8℃，口模甚至可高于擠出機(jī)一區(qū)溫度。

第六部分：擠出模具的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)

壓縮比：

口模成型的截面積總和與預(yù)成型段的截面積總和之比就叫做壓縮比。

一般來講，

對(duì)于管材來說，壓縮比取1：2.5-5倍之間，根據(jù)制品的性能要求有所不同。

平直段長度：一般為壁厚的25-40倍，這和原料中鈣粉的添加量有關(guān)系，鈣粉添加量高的平直段長度取低值也就是25-30倍；鈣粉添加量低的，則取高值，即35-40倍。

模具的平直段長度和制品的幾種力學(xué)性能（爆破壓力、拉伸強(qiáng)度、扁平強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度）有直接的關(guān)系。

模具的壓縮比和平直段長度要匹配，

模具的壓縮角也要合適（一般壓縮角為11-12度），一般來說一個(gè)擠出機(jī)多只能配有三套模具。芯棒長度要長于口模5-10mm，這是為了防止制品出現(xiàn)塌腔，芯棒好能通風(fēng)冷卻，這樣可解決內(nèi)腔過熱，防止內(nèi)外溫度不一樣，產(chǎn)生應(yīng)力。

第七部分：原材料

加工助劑的作用：

降低PVC熔體粘度，促進(jìn)塑化，增加流動(dòng)性，增加熔體粘彈性和強(qiáng)度。低鈣螺桿超過6份鈣便不塑化，只能用較好的加工助劑來彌補(bǔ)設(shè)備缺陷。

ACR

加工助劑的分類：（國標(biāo)規(guī)定）

ACR201：甲基丙烯酸甲酯（85%）+丙烯酸乙酯或丁酯（15%）

ACR301：甲基丙烯酸甲酯（80%）+丙烯酸乙酯或丁酯（10%）+乙烯（10%）

ACR401：甲基丙烯酸甲酯（50%）+丙烯酸乙酯或丁酯（10%）+乙烯（25%）+丙烯酸（

15%）

抗沖改性劑：

CPE是氯化聚乙烯的英文縮寫，氯化聚乙烯（CPE），由高密度聚乙烯在水相反應(yīng)中加熱后通入所得，含氯量以35%時(shí)，抗沖擊性能較佳，和PVC相容性好，其添加量一般為

7—8份。

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