pvc內、外潤滑劑平衡的多樣性以及“相容度”影響潤滑劑的作用和屬性。這些均給配方工作者在選擇和應用潤滑劑時帶來諸多不便。因為選擇潤滑劑既沒有“理論”指導,也沒有帶有普遍意義的規(guī)律可供參考。雖然如此,仍然有一些經驗可供參考。
選擇PVC潤滑劑的一般原則
如前所述, 要合理兼顧PVC 樹脂的流動性、防粘性及塑化速率。也就是一定要使內、外潤滑作用平衡,達到能經濟、連續(xù)生產的目的。
研究與實踐表明:并不是100 %塑化的制品質量最好,力學性能最高[8 ,9 ]。另外,出于多種原因的考慮,不同的制品對塑化程度均有不同的要求。不完全塑化,不僅質量好,產量高, 能耗低, 并且可以降低熱穩(wěn)定劑用量,有利于降低成本,提高產量。在充分考慮熱穩(wěn)定劑及其他助劑等因素對潤滑劑影響的前提下,通過調整內、外潤滑劑品種與數量可以調控塑化速率,增加樹脂流動性及改善粘附性。
選擇潤滑體系的一般實驗程序
(1) 標準樣
用一個加工性能好, 品質優(yōu)良的同一類設備生產同一類產品的高速攪拌料, 用扭矩流變儀做實驗。測試其塑化時間,塑化時扭矩及塑化峰寬度和峰后坡斜率。然后調整內、外潤滑劑品種及數量,使其與標準樣盡量接近。
(2) 首先通過改變內潤滑劑品種及用量來改變PVC 熔體流動性即熔體粘度(塑化扭矩值) 。
( 3) 在基本調整好熔體粘度(塑化扭矩值) 的前提下,通過改變外潤滑劑的品種與數量調整塑化時間(即塑化速率) 。當然,增減外潤滑劑的數量或改變其品種時, 對塑化峰值亦有所影響。
(4) 防粘性
在熔體的流動性、塑化時間(速率)基本滿意以后,應考察防粘附性是否足夠,如果防粘性仍然不足,可適當按比例增加內、外潤滑劑的用量。如果感覺防粘性已經可以(不粘流變儀混合頭的轉子),這表明潤滑劑總量有可能過量(這是高水平的潤滑平衡) ,可適當減少一些內、外潤滑劑的用量,直至有輕微的發(fā)粘為止。在此基礎上適當補加一些內、外潤滑劑使它不發(fā)粘, 這是較低水平的潤滑平衡,也是較接近實際應用水平的潤滑平衡。高水平的潤滑平均雖然可以改善PVC體系的熱穩(wěn)定性、降低熱穩(wěn)定劑用量、減少配方成本,但外潤滑劑的析出現象有可能較嚴重,對連續(xù)產不利。同時,有可能使停機率增加、生產率下降、廢品率上升,增大了生產成本,并帶來諸多操作不便, 甚至會影響二次加工性能。
(5) 放大實驗
把上述初步確定的配方在生產中進行放大試驗,發(fā)現有何不足處,再有針對性調整體系,如此反復幾次即可設計出一組較滿意的潤滑平衡體系,達到經濟、連續(xù)生產優(yōu)質產品的目的。
如果沒有標準配方, 可以向熱穩(wěn)定劑或潤滑劑的生產商索要參考配方,按參考配方試生產一次,找出存在問題,并按參考配方做Brabender 流變實驗, 參照流變實驗結果按上述試驗程序進行改進,或用便宜的產品對原參考配方中潤滑劑進行取代。
實驗數據對實際生產的影響
由于實驗物料量與大生產的物料量比例過于懸殊、實驗設備與實際生產設備差別太大、實驗中的物料與大生產中的物料所受的熱及剪切力的經歷差別也太大等原因,從扭矩流變儀上所得到的實驗數據有微小的差異均有可能對大生產造成嚴重影響。下面列舉了三個配方的實驗結果及在生產中情況, 以供參考。
1 #配方是山東某廠用平行雙螺桿正常生產管材的混合料測得數據。2 #配方是外國某生產熱穩(wěn)定劑公司推薦配方,據稱在美國已經廣泛地用于錐形雙螺桿擠出有機錫熱穩(wěn)定劑的管材,但是在平行雙螺桿擠出時,只能在遠低于正常轉速時才能生產出合格管材,主機轉速稍一提高,
即會因主機扭矩太大而自動報警, 不能正常生產。分析一下上面的實驗數據: 2 #配方較1 #配方塑化時間短了12s , 即短了414%的時間; 雖然2 #配方的塑化扭矩只比1 #配方大了2 %。但在用于實際生產時差別卻非常之大。
3 #配方是筆者在2 #配方基礎上改進的配方, 塑化時間3 #比1 #延長20s , 延長7 %;塑化扭矩3 #比1 #小013N·m, 小了018 %。結果3 #配方可以正常地使用平行雙螺桿擠出合格管材。