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摘 要: 国内从事PVC压延膜生产的企业较多,但是在生产过程中因生产工艺的因素造成生产故障又较为普遍,本文就根据作者本人多年的生产经验,对PVC压延膜生产工艺中常见的收缩过大和析出的具体原因进行剖析,以供大家参考。
关键词: PVC;压延膜;生产工艺;常见故障
PVC压延膜具有透明度高、保温性好、拉伸强度高等多种优良性能,其被广泛的应用于农业、包装和工程建设等各种行业中。PVC压延膜由于用途多产量大,国内从事PVC压延膜生产的企业较多,但是在生产过程中因生产工艺的因素造成生产故障又较为普遍,本文就根据作者本人多年的生产经验,对PVC压延膜生产工艺中常见故障进行剖析,以供大家参考。
1 PVC压延膜生产工艺
1.1 PVC压延膜生产使用的原料
PVC压延膜生产选用的PVC树脂,一般为悬浮法生产的组织比较疏松的分子量和聚合度都较大的SG3 SG5 SG7型树脂,绝对黏度1.5—1.8mPas之间,这种树脂由于组织疏松表面多孔,能够吸收塑化剂,塑化速度快,但其分子量较大热熔融流动性较差。
增塑剂,为增加PVC压延膜的柔韧性在生产过程中添加增塑剂,目前在压延膜生产中主要使用邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)两种。
稳定剂,为确保PVC树脂原材料在加热过程中发生降解或由于高温产生化学变化,向原材料中添加稳定剂,目前在压延膜生产中常采用铅盐类、钡盐类、金属皂类、有机锡类、环氧脂类和稀土类四大种类。
润滑剂,由于PVC树脂原料在压延过程中的压延工艺辊筒具有一定的温度,为防止黏附,在加工时添加润滑剂。目前压延膜生产中采用的润滑剂有单甘油脂,高级脂肪酸两种。
填充剂,为降低压延膜的生产成本或改善压延膜的某种特性常添加一些填充剂,目前常用的有CaCO3、滑石粉等改性剂,为改善压延膜在加工过程中可塑性、热稳定性、抗拉性和耐热性所加入的特殊添加剂,其具体成分,根据不同的特性,所加物质也不尽相同。
1.2 PVC压延膜的生产工艺流程
首先PVC树脂原料通过过筛将相同大小颗粒物料加入储罐,同时生产所需的添加剂也经过计量,之后两条物流链通过自动称重系统按照一定的比例混合进入高速混合机,经过混合的物料经过管道进入密炼机,进行初步的塑炼,得到具有一定柔韧性的团装固体,通过管道进入第一步开炼机,将团装固体通过开练机加热、机械挤压和剪切加工成一定宽度的片材,这些片材随后进入第二步开炼机进行进一布均匀加热,这些条状物料通过输送带进入过滤机,在过滤机加热和挤出作用下,使物料条变成供压延机使用的连续供料,这样连续的供料进入压延机,物料在压延机内继续加热状态下被辊筒压延,形成薄膜,这种薄膜,这些薄膜随即进入冷却车进行冷却,这时被冷却的薄膜又被定型在牵引装置的作用下,被切边,后进入卷曲机,按照一定长度进行卷曲、切割,形成成卷的PVC薄膜。
2 PVC压延膜的生产工艺常见故障及原因
2.1收缩过大
2.1.1 收缩过大的具体表现
PVC压延膜收缩过大表现有两种:一种是PVC压延膜在压延过程结束后大幅度的回缩,导致压延膜未能达到预定的宽度;另一种就是压延膜在进行二次复合时受热后回缩且回缩量超标,使其最终制成品达不到规定标准。
2.1.2 收缩过大的原因分析
收缩过大的第一种表现造成原因可能是增塑剂与原料配比不恰当,当原料中增塑剂未达到一定的含量,PVC树脂热熔流动性性较低,其可压延性也随之降低,根据不同PVC压延膜的类型其原料与增塑剂的配比也不相同,灯箱膜中PVC与DOP之间的配比关系为100:30-45;而在农用膜中PVC与DOP之间的配比关系为100:20-35;在透明膜中PVC与DOP之间的配比关系为100:30-60;从三种压延膜中对比DOP的原料配比含量最低值为100:20,如果实际生产没有按正确配方比例添加,就会造成压延性变差,导致压延未达到相关要求。
造成收缩过大的故障的另一个原因就是温度,造成第一种故障的原因是温度下降过快造成的,由于PVC树脂的特性是在160-190摄氏度温度范围内,树脂在远大于屈服强度的外力作用下才产生塑性变形,而且其塑性变形能力随着温度的升高而增强,但是如果温度一旦减低,其变形能力迅速减低,也就是出现了“硬化”,当树脂在“硬化”状态时,树脂的延展性就很差,即使外力再大其压延效果也不好,一般情况下,压延膜生产线为减少有害气体对操作人员的影响,厂房内的通风都比较良好,温度相对压延机较低,在压延机入口温度为175摄氏度,在压延出口处2-3米处温度由原来的175摄氏度迅速下降至135或更低,使的其可压延性减低,导致压延未达到相关要求。
收缩过大的第二种表现造成的原因也可能也有两种,一种就是增塑剂含量过高,一种也是温度掌握不好。首先原料树脂中加入过量的DOP,会造成在压延过程中流动性过强,造成其压延结束后薄膜稳定性较差。而且在原料配比中要加入一定量的稳定剂,如果热稳定剂含量较低,其压延膜稳定性也较差。另一种也是由于温度,这种情况下是由于压延过程温度较低,其拉伸弹性应力最大,同时温度下降较快,使的薄膜内产生较大应力,在温度低时其弹性不明显,当再次加温时,PVC压延膜迅速回弹。
2.2 析出问题
在PVC压延膜的生产过程中,有时会出现析出现象,也就是在薄膜表面或压光辊(或牵引辊)上产生一层白霜, 严重时会影响薄膜的使用 , 甚至使薄膜报废。从生产情况来看, 析出的材料主要有润滑剂、粉体稳定剂和碳酸钙。
造成析出的原因主要有两点:一是配方有问题,另一种就是生产工艺中温度控制不好。在原料配比中根据不同的产品其配方也不尽相同,就以灯箱膜来说其PVC与稳定剂、润滑剂和填充剂的配比为100:1.0-2.0:0.2-0.9:16-21;农业膜来说其PVC与稳定剂、润滑剂和填充剂的配比为100:2-3:0.3-0.8:3;透明膜来说其PVC与稳定剂、润滑剂和填充剂的配比为100:0.1-1.5:0.5-1.5:0.2-0.6。其在压延膜的加工过程中温度的选择也是造成析出问题出现的原因,一般来说温度越低其析出现象也越少,温度越高其析出也越严重,正常情况下,压延温度都控制在175摄氏度附近,但是灯箱膜的温度要控制在185摄氏度左右,而生产透明膜时温度又较低在167摄氏度左右。
3 结束语
随着人民生活水平的提高PVC压延膜的使用也会更加广泛,同时由于对其内部增塑剂致癌性研究的深入,PVC压延膜也许会从原料配方到生产工艺都要较大的改变,因此对PVC压延膜的研究也是会有新突破,从而更好的使这种产品应用于大众生活之中。
参考文献
[1] 邓舜扬,王 强,朱普坤.新型塑料薄膜[M].北京:中国轻工业出版社 ,2009:98-99.
[2] 王 林,雷淑英,王志远.PVC压延双向拉伸薄膜生产中应注意的問题[J].聚氯乙烯 , 2014,33(10):30-32.
[3] 卢朝福编.塑料压延、模压成型工艺与设备汇[M].北京:中国轻工业出版社.2007.08.
[4] 王善勤,徐修成著.实用塑料配方600例[M].北京:中国轻工业出版社。2009-03.
[5] 吴立峰,陈信华,陈德标等.塑料着色配方设计[ M] .北京:化学工业出版社, 2012.
[6] 钱汉英, 王秀娴.塑料加工实用技术问答[ M] .北京:机械工业出版社, 2012.
关键词: PVC;压延膜;生产工艺;常见故障
PVC压延膜具有透明度高、保温性好、拉伸强度高等多种优良性能,其被广泛的应用于农业、包装和工程建设等各种行业中。PVC压延膜由于用途多产量大,国内从事PVC压延膜生产的企业较多,但是在生产过程中因生产工艺的因素造成生产故障又较为普遍,本文就根据作者本人多年的生产经验,对PVC压延膜生产工艺中常见故障进行剖析,以供大家参考。
1 PVC压延膜生产工艺
1.1 PVC压延膜生产使用的原料
PVC压延膜生产选用的PVC树脂,一般为悬浮法生产的组织比较疏松的分子量和聚合度都较大的SG3 SG5 SG7型树脂,绝对黏度1.5—1.8mPas之间,这种树脂由于组织疏松表面多孔,能够吸收塑化剂,塑化速度快,但其分子量较大热熔融流动性较差。
增塑剂,为增加PVC压延膜的柔韧性在生产过程中添加增塑剂,目前在压延膜生产中主要使用邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)两种。
稳定剂,为确保PVC树脂原材料在加热过程中发生降解或由于高温产生化学变化,向原材料中添加稳定剂,目前在压延膜生产中常采用铅盐类、钡盐类、金属皂类、有机锡类、环氧脂类和稀土类四大种类。
润滑剂,由于PVC树脂原料在压延过程中的压延工艺辊筒具有一定的温度,为防止黏附,在加工时添加润滑剂。目前压延膜生产中采用的润滑剂有单甘油脂,高级脂肪酸两种。
填充剂,为降低压延膜的生产成本或改善压延膜的某种特性常添加一些填充剂,目前常用的有CaCO3、滑石粉等改性剂,为改善压延膜在加工过程中可塑性、热稳定性、抗拉性和耐热性所加入的特殊添加剂,其具体成分,根据不同的特性,所加物质也不尽相同。
1.2 PVC压延膜的生产工艺流程
首先PVC树脂原料通过过筛将相同大小颗粒物料加入储罐,同时生产所需的添加剂也经过计量,之后两条物流链通过自动称重系统按照一定的比例混合进入高速混合机,经过混合的物料经过管道进入密炼机,进行初步的塑炼,得到具有一定柔韧性的团装固体,通过管道进入第一步开炼机,将团装固体通过开练机加热、机械挤压和剪切加工成一定宽度的片材,这些片材随后进入第二步开炼机进行进一布均匀加热,这些条状物料通过输送带进入过滤机,在过滤机加热和挤出作用下,使物料条变成供压延机使用的连续供料,这样连续的供料进入压延机,物料在压延机内继续加热状态下被辊筒压延,形成薄膜,这种薄膜,这些薄膜随即进入冷却车进行冷却,这时被冷却的薄膜又被定型在牵引装置的作用下,被切边,后进入卷曲机,按照一定长度进行卷曲、切割,形成成卷的PVC薄膜。
2 PVC压延膜的生产工艺常见故障及原因
2.1收缩过大
2.1.1 收缩过大的具体表现
PVC压延膜收缩过大表现有两种:一种是PVC压延膜在压延过程结束后大幅度的回缩,导致压延膜未能达到预定的宽度;另一种就是压延膜在进行二次复合时受热后回缩且回缩量超标,使其最终制成品达不到规定标准。
2.1.2 收缩过大的原因分析
收缩过大的第一种表现造成原因可能是增塑剂与原料配比不恰当,当原料中增塑剂未达到一定的含量,PVC树脂热熔流动性性较低,其可压延性也随之降低,根据不同PVC压延膜的类型其原料与增塑剂的配比也不相同,灯箱膜中PVC与DOP之间的配比关系为100:30-45;而在农用膜中PVC与DOP之间的配比关系为100:20-35;在透明膜中PVC与DOP之间的配比关系为100:30-60;从三种压延膜中对比DOP的原料配比含量最低值为100:20,如果实际生产没有按正确配方比例添加,就会造成压延性变差,导致压延未达到相关要求。
造成收缩过大的故障的另一个原因就是温度,造成第一种故障的原因是温度下降过快造成的,由于PVC树脂的特性是在160-190摄氏度温度范围内,树脂在远大于屈服强度的外力作用下才产生塑性变形,而且其塑性变形能力随着温度的升高而增强,但是如果温度一旦减低,其变形能力迅速减低,也就是出现了“硬化”,当树脂在“硬化”状态时,树脂的延展性就很差,即使外力再大其压延效果也不好,一般情况下,压延膜生产线为减少有害气体对操作人员的影响,厂房内的通风都比较良好,温度相对压延机较低,在压延机入口温度为175摄氏度,在压延出口处2-3米处温度由原来的175摄氏度迅速下降至135或更低,使的其可压延性减低,导致压延未达到相关要求。
收缩过大的第二种表现造成的原因也可能也有两种,一种就是增塑剂含量过高,一种也是温度掌握不好。首先原料树脂中加入过量的DOP,会造成在压延过程中流动性过强,造成其压延结束后薄膜稳定性较差。而且在原料配比中要加入一定量的稳定剂,如果热稳定剂含量较低,其压延膜稳定性也较差。另一种也是由于温度,这种情况下是由于压延过程温度较低,其拉伸弹性应力最大,同时温度下降较快,使的薄膜内产生较大应力,在温度低时其弹性不明显,当再次加温时,PVC压延膜迅速回弹。
2.2 析出问题
在PVC压延膜的生产过程中,有时会出现析出现象,也就是在薄膜表面或压光辊(或牵引辊)上产生一层白霜, 严重时会影响薄膜的使用 , 甚至使薄膜报废。从生产情况来看, 析出的材料主要有润滑剂、粉体稳定剂和碳酸钙。
造成析出的原因主要有两点:一是配方有问题,另一种就是生产工艺中温度控制不好。在原料配比中根据不同的产品其配方也不尽相同,就以灯箱膜来说其PVC与稳定剂、润滑剂和填充剂的配比为100:1.0-2.0:0.2-0.9:16-21;农业膜来说其PVC与稳定剂、润滑剂和填充剂的配比为100:2-3:0.3-0.8:3;透明膜来说其PVC与稳定剂、润滑剂和填充剂的配比为100:0.1-1.5:0.5-1.5:0.2-0.6。其在压延膜的加工过程中温度的选择也是造成析出问题出现的原因,一般来说温度越低其析出现象也越少,温度越高其析出也越严重,正常情况下,压延温度都控制在175摄氏度附近,但是灯箱膜的温度要控制在185摄氏度左右,而生产透明膜时温度又较低在167摄氏度左右。
3 结束语
随着人民生活水平的提高PVC压延膜的使用也会更加广泛,同时由于对其内部增塑剂致癌性研究的深入,PVC压延膜也许会从原料配方到生产工艺都要较大的改变,因此对PVC压延膜的研究也是会有新突破,从而更好的使这种产品应用于大众生活之中。
参考文献
[1] 邓舜扬,王 强,朱普坤.新型塑料薄膜[M].北京:中国轻工业出版社 ,2009:98-99.
[2] 王 林,雷淑英,王志远.PVC压延双向拉伸薄膜生产中应注意的問题[J].聚氯乙烯 , 2014,33(10):30-32.
[3] 卢朝福编.塑料压延、模压成型工艺与设备汇[M].北京:中国轻工业出版社.2007.08.
[4] 王善勤,徐修成著.实用塑料配方600例[M].北京:中国轻工业出版社。2009-03.
[5] 吴立峰,陈信华,陈德标等.塑料着色配方设计[ M] .北京:化学工业出版社, 2012.
[6] 钱汉英, 王秀娴.塑料加工实用技术问答[ M] .北京:机械工业出版社, 2012.