塑料管材生產(chǎn)培訓(xùn)教材

1、生產(chǎn)部員工培訓(xùn)稿第一部分:設(shè)備的結(jié)構(gòu)常識(shí)第二部分:設(shè)備的操作要領(lǐng)第三部分：原材料的基本認(rèn)識(shí)第四部分：與各種管材有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)第六部分：產(chǎn)品工藝控制與質(zhì)量要求第六部分：安全生產(chǎn)基本常識(shí)第七部分：員工素質(zhì)教育優(yōu)秀員工的基本素質(zhì)第八部分：員工理論試題第一部分設(shè)備的結(jié)構(gòu)常識(shí)一、擠出機(jī)擠出機(jī)擠出原理是利用帶有斜面螺紋的螺桿在加熱的料筒中旋轉(zhuǎn)，將料斗中送來的塑料向前擠壓，使塑料逐漸受熱，均勻塑化將塑料擠出，通過機(jī)頭和模具成型。擠出機(jī)由擠 出系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。擠出機(jī)按螺桿的數(shù)目可分為單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)和多螺桿擠出機(jī)。雙螺桿擠出機(jī)又可分為錐形雙螺桿擠出機(jī)和平形雙螺桿擠出機(jī)。錐形雙

2、螺桿擠出機(jī)主要是用來加工粉沫料如PVC料。按螺桿的旋轉(zhuǎn)方向又可以分為異外和異內(nèi)型。平形雙螺桿 擠出機(jī)一般是用在大型的造粒機(jī)中。1. 擠出系統(tǒng)擠出系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒和加料裝置。螺桿素有擠出機(jī)的心臟之稱，螺桿的質(zhì)量直接 決定著擠出機(jī)的擠塑產(chǎn)量與質(zhì)量。螺桿的技術(shù)參數(shù)：螺桿的技術(shù)參數(shù)包括：a 外徑D：也是螺桿的直徑，單位 mm螺桿直徑的大小決定了擠出機(jī)的擠出量。常 用的規(guī)格有55、60、65、75、90、120、150、200等。作為PVC粉料的擠出螺桿有 65/132、 80/155、92/188 等等。b長徑比L/D:就是螺桿的有效長度與直徑之比。長徑比的大小決定了塑化的質(zhì)量。不同 塑料對(duì)螺桿長徑

3、比的要求不盡相同， 對(duì)聚烯烴而言常用的有20: 1、25: 1、30: 1、32: 1、 33： 1、 34: 1。c 轉(zhuǎn)速n： 一般有最高轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍。r/min PE擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速一般是0-100、 0-120、0-150，PVC的螺桿轉(zhuǎn)速一般在 35以內(nèi)。d驅(qū)動(dòng)功率N:指的是電動(dòng)機(jī)需要提供給它的功率。KW 有30、37、45、55、75、90、110、132、160、200、220 等。e生產(chǎn)能力Q單位時(shí)間內(nèi)的最大擠出量 Kg/h。f幾何壓縮比CR下料段第一個(gè)螺槽的容積與計(jì)量段最后一個(gè)螺槽容積之比。實(shí)際生產(chǎn)過程中的物理壓縮比是物料在加料段時(shí)松散固態(tài)與擠出過程中完全熔融時(shí)的比值。螺桿設(shè)

4、計(jì)時(shí)，幾何壓縮比應(yīng)大于物料的壓縮比。加工PE的螺桿的幾何壓縮比一般為3-4。g螺旋升角？：螺旋升角達(dá)到30。時(shí)，擠出量最大，但是在實(shí)際加工中往往不能達(dá)到30。，目前通用的螺桿的螺旋升角為 17。39'。h 螺槽深度h： 螺槽深度的設(shè)計(jì)與物料的熱穩(wěn)定性、壓縮比有關(guān)。其中均化段（計(jì) 量段）的螺槽深度很重要，它直接影響到物料的剪切量，深度越小，剪切越強(qiáng)烈。剪切過 大會(huì)導(dǎo)致物料熱降解，因此均化段螺槽深度要適中。加料段的螺槽越深，輸送能力越強(qiáng)，在保證螺桿強(qiáng)度的前提下，應(yīng)選擇使用加料段螺槽較 深的螺桿。2. 螺桿的分段 輸送段，又稱加料段。作用是接受由料斗送來的物料，并將其推送到壓縮段。 熔融段，

5、又稱壓縮段。接受加料段送來的松散物料，在外部加熱和剪切熱的用下將 物料熔融塑化，并將包在物料內(nèi)部的空氣排出后將物料壓實(shí)。 均化段，又稱計(jì)量段。其作用是接受壓縮段推送過來的熔體物料，將其充分熔融， 然后將物料定量、定壓地?cái)D出。3. 機(jī)筒 機(jī)筒一般采用縱向開槽型機(jī)筒。這種機(jī)筒的輸送能力強(qiáng)，排氣性好。 對(duì)機(jī)筒的材質(zhì)要求：耐高溫、耐磨損、強(qiáng)度高、加工性好、耐腐蝕性好、綜合成本 低。 機(jī)筒與螺桿的配合間隙直接影響擠出機(jī)的擠出量，機(jī)器的使用壽命。間隙的大小決 定著漏流量的大小，而漏流量又影響擠出量。漏流量的大小與間隙的三次方成正比。聚乙 擠出機(jī)的配合間隙在0.25-0.32mm之間。4. 機(jī)筒的加熱方式

6、電加熱：電加熱可以分為電阻加熱和感應(yīng)加熱兩種方式。感應(yīng)加熱一般是在機(jī)筒外 壁纏繞線圈實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)加熱。這種加熱方式的優(yōu)點(diǎn)是能量損失小、效率高、精度高、加 熱時(shí)間短。但是成本較高，目前很少采用了。電阻加熱是一種較常用的加熱方式。常用的加熱器有鑄鋁加熱器、陶瓷加熱器、不銹鋼加 熱器等。這種加熱方式總體成本低，溫度便于控制，但是能耗高，效率低，且體積大。 流體加熱：就是在機(jī)筒的外壁纏繞銅管，然后在銅管內(nèi)部通加熱載體（如導(dǎo)熱油） 而實(shí)現(xiàn)加熱的一種方式。這種加熱裝置需要配備一臺(tái)輔助加熱設(shè)備，成本相對(duì)較高，很少 采取用。5. 機(jī)筒的冷卻方式 水冷：機(jī)筒的加料口段必須采取水冷的方式，這樣可以提高螺桿的輸送能

7、力。 風(fēng)冷：風(fēng)冷是一種比較柔和的冷卻方式。溫度波動(dòng)相對(duì)較穩(wěn)定，但是這種冷卻方式 冷卻速度慢，體積大，噪音大。6. 機(jī)頭組件：機(jī)頭的作用有：使熔融物料由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng); 產(chǎn)生必要的成型壓力，保證制品的密實(shí)； 使物料通過機(jī)頭時(shí)進(jìn)一步得到塑化； 通過機(jī)頭斷面得到所需要斷面形狀和尺寸的料坯。機(jī)頭的分類：支架式機(jī)頭，這種機(jī)頭一般用于 PVC的擠出中，其缺點(diǎn)是制品有熔 流痕，制品質(zhì)量差，但是由于它沒有死角，適應(yīng)于高黏度塑料的加工。是結(jié)構(gòu)簡單，成本 低，廣泛用于PVC制品的生產(chǎn)中。螺旋式機(jī)頭，其優(yōu)點(diǎn)是a.圓周上熔體分布均勻；b. 產(chǎn)品表面無流痕；c. 壁厚偏差小；d. 壓力消耗小；e. 可實(shí)現(xiàn)低溫?cái)D出

8、并提高產(chǎn)量。藍(lán)式機(jī)頭，藍(lán)式機(jī)頭是由國外引進(jìn)的一種先進(jìn)的機(jī)頭。其優(yōu)點(diǎn)是：適宜建立較高 在壓力，保證制品的密實(shí)，提高制品的質(zhì)量。但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。7. 擠出機(jī)的控制系統(tǒng)：擠出機(jī)的控制系統(tǒng)主要由檢測(cè)元件（例如熱電偶、壓力傳感器） 儀表（例如電壓表、電流表、溫度表、速度顯示器）和其他機(jī)電元件構(gòu)成。其作用是保證 擠出機(jī)在給定的工藝條件（溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、熔體壓力、電流）下運(yùn)轉(zhuǎn)，確保制品的質(zhì)量。 比較重要控制參數(shù)有： 擠出壓力。擠出壓力一般應(yīng)控制在 30Mpa以內(nèi)，壓力過大降低生產(chǎn)效率，增加能耗 比；壓力過小則制品不利于成型。 螺桿轉(zhuǎn)速：螺桿轉(zhuǎn)速很大程度上決定了擠出機(jī)的擠出量，但過快的轉(zhuǎn)速會(huì)致機(jī)筒部產(chǎn)

9、生大量的剪切熱能，在相同的溫度下對(duì)物料性能的折損較大。長時(shí)間的高速運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)使 螺桿的壽命提前結(jié)束。螺桿轉(zhuǎn)速一般控制在最高轉(zhuǎn)速的75%-85%為宜。在正常生產(chǎn)過程中，應(yīng)盡可能使用較低的螺桿轉(zhuǎn)速來達(dá)到最高的固體輸送能力，這樣一方面可以防止物料 在較大的剪切力作用下發(fā)生熱降解，另一方面也可以提高制品的質(zhì)量和擠出的效率?？刂频姆椒ǖ谝皇窃跈C(jī)筒內(nèi)表面縱向上開槽，提高物料與機(jī)筒的摩擦力，從而達(dá)到提 擠出量的目的。第二是控制好下料段的溫度，以便使物料有相對(duì)大的推動(dòng)力，因此下料段 的溫度一般應(yīng)控制在140C以下。 熔體溫度：聚乙烯的熔體溫度不能超過 230E，超過此極取限，材料的熱降解嚴(yán)重 影響管材的質(zhì)量。

10、機(jī)筒軸線方向上各點(diǎn)溫度的分布：典型的聚烯烴的擠出溫度的設(shè)置如下:機(jī)筒第一段：80-100 C第二段一第六段：175 200 E機(jī)頭：190220 C 功率消耗：一般顯示電流。8. 擠出機(jī)性能指標(biāo)：評(píng)價(jià)一臺(tái)擠出機(jī)綜合性能的指標(biāo)如下： 生產(chǎn)能力Q:單位時(shí)間內(nèi)最大擠出量。單位為 Kg/h 名義比功率，又稱為單耗 N/Q:單位產(chǎn)量所消耗的功率。KW/Kg9. 減速箱減速箱作用是將由電機(jī)輸出端的高轉(zhuǎn)速通過小齒輪帶動(dòng)大齒輪減速的原理將轉(zhuǎn)速成 倍降低，從而達(dá)到減小驅(qū)動(dòng)扭矩的目的。減速箱的減速比一般有14: 1、16： 1等。由于各齒輪間的摩擦力比較大，長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生很高的熱量，會(huì)使?jié)櫥偷臐櫥Ч?

11、降，因此，潤滑油要通過強(qiáng)制循環(huán)的方式經(jīng)冷卻介質(zhì)（水）進(jìn)行冷卻。另外，因?yàn)辇X輪間的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的鐵屑，堵住冷卻油路，使減速箱的溫度升高， 因此，要定期更換潤滑油和清理循環(huán)油路。二、真空定型箱和冷卻水箱真空定型箱由箱體、噴頭、水泵、真空泵、定徑套等組成。真空定型的原理是利用真空泵的作用將箱體內(nèi)的空氣抽走，使箱體內(nèi)形成負(fù)壓，由管 材內(nèi)和芯模內(nèi)進(jìn)入的大氣壓作用的料坯的內(nèi)壁的四周上，使料坯緊貼定徑套，通過冷卻水 迅速冷卻，從而達(dá)到定徑的效果。如下圖所示：三、牽引機(jī)牽引機(jī)的原理是由氣缸將橡膠履帶壓緊在管材的表面，增大摩擦力，通傳動(dòng)系統(tǒng)將管 材均速的從真空箱中牽出。牽引機(jī)有2抓、3抓、6抓之分。所生產(chǎn)的管

12、材越大，需要的抓數(shù)越多。四、切割機(jī)切割機(jī)一般為行星切割機(jī)，按切割的方式不同，有有屑切割機(jī)和無屑切割機(jī)之分。按 進(jìn)刀的方式可分為液壓進(jìn)刀式和電動(dòng)進(jìn)刀式。無屑切割機(jī)：端面切割平整，但是無法切割大管材和厚壁管材有屑切割機(jī)：浪費(fèi)原材料，端口需要修整，但可切割大口徑的管材電動(dòng)進(jìn)刀式：結(jié)構(gòu)簡單，無法切斷橢圓的管材液壓進(jìn)刀式：進(jìn)刀有彈性，但漏油時(shí)造成材料的污染五、輔機(jī)（上料機(jī)）上料機(jī)有真空上料機(jī)（又稱真空吸料機(jī)），彈簧上料機(jī)和螺桿上料機(jī)之分。真空吸料 機(jī)一般作為粒料（如PEPP-R）的上料，彈簧上料機(jī)和螺桿上料機(jī)一般用來粉料的傳送（如 PVC粉沫料）。彈簧上料機(jī)和螺桿上料機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，上料能力強(qiáng)。真空上料機(jī)結(jié)

13、構(gòu)復(fù)雜，故障率高。其原理是：循環(huán)氣泵將小料內(nèi)的空氣抽掉，形成負(fù) 壓，從而靠大氣壓將吸料管周圍的料粒通過吸料管壓入小料斗，當(dāng)小料斗內(nèi)被物料填滿， 循環(huán)氣泵停止工作，小料斗內(nèi)的物料靠重力自由落入大料斗內(nèi)，開始第二次吸料。第二部分：設(shè)備的操作要領(lǐng)一、上料機(jī)注意事項(xiàng)：1吸料時(shí)間不能過長2 經(jīng)常清理過濾網(wǎng)3 監(jiān)視微動(dòng)開關(guān)是否正常二、烘干機(jī)注意事項(xiàng)：1先開風(fēng)機(jī)再開加熱2 滿桶狀態(tài)才能達(dá)到最佳烘干效果3 PE 料烘干溫度為80° C左右4 溫控表顯示的是設(shè)置溫度下實(shí)際溫度的差值，當(dāng)顯示溫度為零實(shí)際溫度與設(shè)置溫 度一致5 雙金屬溫度表工作原理：利用兩種不同膨脹系數(shù)的材料，根據(jù)變形的程度大小來 測(cè)定溫

14、度6 控制風(fēng)氣的運(yùn)行方向7 進(jìn)風(fēng)口嚴(yán)禁關(guān)閉三、擠出機(jī)注意事項(xiàng)：1啟動(dòng)時(shí)要待加熱溫度到達(dá)設(shè)定的工藝溫度并保溫一定時(shí)間后才能啟動(dòng)。 以防電機(jī)、螺桿等部件損壞。2. 加熱時(shí)間視機(jī)頭的大小，63機(jī)的機(jī)頭不少于3小時(shí),250機(jī)頭不小于6小時(shí),450機(jī)頭 不小于8小時(shí).3. 主機(jī)啟動(dòng)時(shí)必須先低速運(yùn)行數(shù)分鐘，將機(jī)筒內(nèi)上次余留的熔料排盡，待熔體壓力和 主機(jī)電流穩(wěn)定后方能提速，以免噴料傷及人員。4. 設(shè)備運(yùn)行中要隨時(shí)觀察溫度、電流、熔體壓力等參數(shù)。并觀察電機(jī)、減速箱的發(fā)熱 情況,有異常時(shí)要及時(shí)查明原因并加以排除.5. 開機(jī)前要檢查好加熱圈是否完好，熱電偶是否插好，測(cè)溫是否準(zhǔn)確.6. 模具的選擇：要根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格選

15、擇相應(yīng)模具，如果模具選擇不當(dāng)會(huì)給生產(chǎn)帶來困難.7. 模具的保護(hù)：模具的好壞決定了產(chǎn)品的質(zhì)量，模具的材料一般為模具鋼，表面作鍍鉻 處理，硬度差。因此在拆裝和搬運(yùn)過程中一定要保護(hù)好，不能有劃傷和碰撞等。模具一般不 能直接放置在地面上，應(yīng)放于橡膠或木板上為宜。更換模具時(shí)不能用堅(jiān)硬的利器敲打。8. 加熱圈的保護(hù)：一般來說，加熱圈的使用命很長，往往是在拆卸的過程中損壞的,因此，加熱圈在拆卸過程中要格外小心。9. 口芯模的同心度的調(diào)整：實(shí)壁管生產(chǎn)線的口芯模的調(diào)節(jié)遵循“松薄頂厚”原則。就 是把間隔小的方向的螺絲松開，擰緊間隙大的方向的螺絲。如下圖所示：表示頂?shù)姆较虍?dāng)口模與芯模的間隙由a向b轉(zhuǎn)變后，表示口芯模

16、已經(jīng)同心了，然把四周的螺絲擰緊 即可。10. 壓力傳感器的拆裝：壓力傳感器是易損高精度元件，要遵循“熱拆熱裝”或“熱拆 空裝”的原則。11. 主機(jī)不能突然停止，應(yīng)當(dāng)緩緩減速。同樣升速時(shí)也應(yīng)緩慢進(jìn)行。12. 每次對(duì)主機(jī)進(jìn)行檢修后，必須檢查好螺桿的轉(zhuǎn)向，正常后才能開機(jī)。四、下游設(shè)備1每次開機(jī)前要檢查好每一個(gè)噴頭是否通暢，噴頭不通暢會(huì)給生產(chǎn)帶來困難，嚴(yán)重時(shí) 會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量甚至無法生產(chǎn)。2定徑套為銅質(zhì)材料，強(qiáng)度不高，不能用堅(jiān)硬的如螺絲刀等與其接觸。第三部分：原材料的基本認(rèn)識(shí)一、高分子材料簡介1. 高分子化合物是分子量很大的化合物。其分子由幾萬、幾十萬個(gè)原子由共價(jià)健結(jié)合 而成，高分子材料分子量很大，但

17、它的化學(xué)組成比較簡單，多數(shù)天然的和合成的高分子化 合物都是由相同的結(jié)構(gòu)單位重復(fù)聯(lián)結(jié)而成。如：聚乙烯結(jié)構(gòu)式聚氯乙烯結(jié)構(gòu)式CH 一 2ch nCHI CH_ nCl鏈節(jié)：高分子化合物的結(jié)構(gòu)單元。如聚乙烯鏈節(jié)“一 CHCH”聚合度：高分子中的鏈節(jié)數(shù)。如聚乙烯中的“ n”。高分子分子量=鏈節(jié)X聚合度2. 高分子化合物分子結(jié)構(gòu)可分為線型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)。線型結(jié)構(gòu)不成直線 而是卷曲為不規(guī)則的線團(tuán)。聚乙烯、聚氯乙烯都是線性結(jié)構(gòu)材料。一般來說，凡是線型結(jié) 構(gòu)的塑料都是可塑的，加熱時(shí)熔化，冷卻時(shí)硬化，再受熱再熔化，這種受熱熔化的塑料稱 之為熱塑性塑料。3. 線型高聚物三種物理狀態(tài)a. 玻璃態(tài)：溫度較低時(shí)

18、，分子與分子之間作用力較大，分子熱運(yùn)動(dòng)能力低，整個(gè)高分 子鏈及鏈段不能離開原來的位置，此時(shí)高聚物表現(xiàn)為玻璃態(tài)。b. 高彈態(tài)：溫度增高，分子熱運(yùn)動(dòng)能量增加，與此同時(shí)分子與分子之間作用力逐步減 小，達(dá)到某一溫度后雖然整個(gè)高分子鏈不能運(yùn)動(dòng)，但分子中小鏈段發(fā)生位移，分子形狀發(fā) 生拉直或卷曲。這時(shí)成為柔軟而富有彈性的高彈態(tài)。c. 粘流態(tài):溫度繼續(xù)上升，分子熱運(yùn)動(dòng)能量不斷增加，整個(gè)分子鏈能夠移動(dòng)，開始塑 性流動(dòng)，成為粘流態(tài)。如下圖：4. 塑料的分類：塑料按加熱所呈現(xiàn)的狀態(tài)可以分為熱塑料性塑料和熱固性塑料兩大類。所謂熱塑料性塑料是指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料，如聚乙烯、聚四氟乙烯等；而熱

19、固性塑料是在特定溫度范圍內(nèi)只能一次加熱熔融軟化冷卻硬化的塑料。如三聚氰胺甲醛、環(huán)氧、不飽和聚酯、有機(jī)硅等塑料。二、聚乙烯PE1. 聚乙烯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：聚乙烯是含碳、氫兩種元素的高分子化合物，結(jié)構(gòu)式"CH 2 CHn 其中n為聚合度。聚乙烯隨分子量的提高，它的融熔粘度增大，斷裂強(qiáng)度、硬度、扭度、耐龜裂性、耐 老化性能均有提高，但其伸長率下降。一般用熔融指數(shù)來表示平均分子量的大小。2. 聚乙烯基本性能：1）聚乙烯是乳白色、半透明的熱塑性高聚合物，其物理機(jī)械性能主要表現(xiàn)為：a.比重3小，高壓聚乙烯（低密度聚乙烯）尤為突出，其比重為 0.92-0.93g/cm ，低壓聚乙烯（高3密度聚乙烯）密度

20、較大，約 0.95 g/cmb. 吸水性小c. 透氣性好。聚乙烯結(jié)構(gòu)對(duì)稱，是非極性材料，因而其透氣性好。比重越大透氣性越小、反之透氣性越大。低密度聚乙烯透氣性為聚氯乙烯的30-50倍。d. 機(jī)械性能。聚乙烯機(jī)械性能與結(jié)晶度有密切關(guān)系。同類聚乙烯結(jié)晶度越高，其軟化 點(diǎn)、剛性、抗拉伸強(qiáng)度越高，伸率越小。因此高壓聚乙烯比低壓聚乙烯柔軟。2）化學(xué)穩(wěn)定性：聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性與結(jié)晶度有關(guān)，結(jié)晶度越高，耐化學(xué)穩(wěn)定性越好。a. 耐酸性好。b. 耐堿性好。c有機(jī)溶劑。聚乙烯在室溫或溫度不超過 60C環(huán)境下不溶于一般有機(jī)溶劑。3）電性能a. 小而穩(wěn)定的介電系數(shù)。b. 低的介質(zhì)損耗角正切。4）耐寒性5）耐環(huán)境應(yīng)力龜裂

21、性6）良好的加工工藝性能7）耐老化性能好3. 聚乙烯的缺陷:.聚乙烯耐光熱老化、氧老化性能低。2.聚乙烯分子之間引力小，因而熔點(diǎn)低、機(jī)械強(qiáng)度不高、蠕變大.容易產(chǎn)生環(huán)境應(yīng)力開裂。容易形成氣隙、延燃等缺陷。4. 聚乙烯粘度與熔融指數(shù)通常以熔體指數(shù)來表征聚乙烯平均分子量。由線型高分子化合物的粘度可知，聚乙烯 粘度同聚乙烯分子量有密切關(guān)系，分子量越大粘度越大。粘度直接反映其流動(dòng)性程度。熔 體指數(shù)是塑料成型加工過程中一個(gè)重要參數(shù)。熔體指數(shù)：用一標(biāo)準(zhǔn)的塑性儀，把熔融態(tài)聚乙烯保持在190C下承受一定的負(fù)荷（一般為5Kg），在10分鐘內(nèi)，從直徑為2mm的孔中擠壓出的聚乙烯克數(shù)稱為熔體指數(shù)。管材用高密度聚乙烯熔

22、體指數(shù)一般在 0.3-1.0g/10min左右。5. 聚乙烯的分類3按密度的大小，聚乙烯可以分為高密度聚乙烯（HDPE、0.941-0.965g/cm ；中密度聚33乙烯（MDP） 0.926-0.940g/cm ；低密度聚乙烯（LDPE）、0.910-0.925g/cm。三、色母粒色母粒品種主要有給水用聚乙烯管材色母粒（黑色和藍(lán)色）；PPR管材用色母粒（灰 色、綠色、白色、結(jié)紅色等）；燃?xì)夤苡蒙珬l料色母粒。其中給水用聚乙烯管材色母粒和 PPR管材用色母粒應(yīng)該有衛(wèi)生檢驗(yàn)檢疫部門出具的 證明材料，符合 GB/T172191998生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)涂料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo) 準(zhǔn)的要求。碳黑的主要作

23、用是屏蔽波長為290-400nm的紫外線光，防止紫外光穿透管材，致管材 老化。一般碳黑母料中還含有抗氧化劑，同時(shí)還能起到防止過早氧化的作用。三、聚丙烯PP1. 概述由一種分子單體聚合而成的大分子稱為均聚物；由二種或二種以上的分子單體聚合 而成的大分子稱為共聚物。均聚聚丙烯（PP-H）就是由丙烯一種分子單體聚合而成的均聚 物。而PP-B和PP-R則是由丙烯單體和乙烯單體聚合而成的共聚物。聚丙烯具有無毒、無味、耐高溫的特性，是很好的供水管材原料。但在低溫條件下聚 丙烯具有脆性易碎的缺點(diǎn)，因此國際上通過不同的方法改變其低溫脆性的缺點(diǎn)，研制出三 代三種類型的聚丙烯產(chǎn)品。六十年代初，科學(xué)家在聚丙烯中加入

24、抗沖劑，改良出第一代產(chǎn)品一一均聚聚丙烯，又名一型聚丙烯，代號(hào)：PP-H。（優(yōu)點(diǎn)：剛性優(yōu)良；但低溫脆性差）七十年代，科學(xué)家在丙烯內(nèi)加入定量的PE原料，合成第二代產(chǎn)品一一嵌段共聚聚丙烯，又名二型聚丙烯，代號(hào)：PP-B。（優(yōu)點(diǎn)：韌性好。有較好的低溫硬性）九十年代，科學(xué)家通過先進(jìn)工藝研制出第三代產(chǎn)品 一一無規(guī)共聚聚丙烯，又名三型聚 丙烯，代號(hào)：PP-R。（優(yōu)點(diǎn)：有較好的耐溫性，和長期的耐蠕變性能）用PP-R原料生產(chǎn)的管材耐熱性、抗衰老性均強(qiáng)于 PP-H、PP-B管材。PP-B管材一般 在水溫50C條件下使用。而PP-R管材可在連續(xù)通水水溫95C的情況下長期使用。但PP-R 原料目前國內(nèi)很少生產(chǎn)，國際上

25、也僅有少數(shù)幾家，都集中在北歐諸國。PP-R管材與管件是歐洲上世紀(jì)80年代末，90年代初推廣應(yīng)用的新型塑料管道產(chǎn)品，近年 來得到了較快的發(fā)展，使用量較多的國家有意大利，德國、丹麥、土耳其等。其中意大利使用 PP-R管材達(dá)3000萬米，約占?xì)W洲總量的22%，占國內(nèi)給水管使用量的2/3;在德國，銅管，鍍 鋅管年使用量逐年下降，塑料管材在建筑內(nèi)飲用水系統(tǒng)中呈較快速度增長，尤其是在室內(nèi)排水 管應(yīng)用方面，由于PP-R具有良好的耐熱性和燃燒時(shí)不產(chǎn)生有害物，在新建筑中全部采用PP-R管材。各種管材各有優(yōu)缺點(diǎn)，各有使用場合。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，堅(jiān)硬性結(jié)垢是給水管網(wǎng)金屬管所獨(dú) 有的二次污染因素，因而塑料管及復(fù)合管在水質(zhì)

26、要求較高場合優(yōu)勢(shì)更明顯。在國外，使用PP R，交聯(lián)聚乙烯（PEX），鋁塑復(fù)合管相對(duì)來講更廣泛，它們均具有重量輕、耐銹蝕、不結(jié)垢、不滋 生細(xì)菌、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。在德國，各種塑料管材所占市場份額為前三名的是：PEX管占36%, PP R管占28%，鋁塑復(fù)合管占14%。2. PP R的結(jié)構(gòu)和性能PP- R:無規(guī)共聚聚丙烯的結(jié)構(gòu)式：CH3CH3CH2 CH2CH2)Z(CH2CH2 )y(CH2 CH2)二!P R是采用先進(jìn)的氣相共聚法使乙烯單體在丙烯的分子鏈中隨機(jī)地均勻聚合（乙烯單體約占3%），因此既具有較好的低溫抗沖擊性能，又具有長期耐熱和耐壓性。PP- R的性能指標(biāo)：（見下表）項(xiàng)目試驗(yàn)參數(shù)值熔

27、體指數(shù) MFR/g/min2.16Kg、200E0.35密度m g/cm320 CO.91屈服應(yīng)力M Pa20 E21拉伸強(qiáng)度M Pa20 C4(彈性模量M Pa20 C00斷裂伸長率%20C、5mm/min800抗沖擊性能oC不斷線性膨脹系數(shù)K-1-41.5X 10導(dǎo)熱系數(shù)W/（m ?k）20 C0l233. PP-R管的特點(diǎn)PP-R管除具有塑料給水管的通用優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)： 無毒、衛(wèi)生。它的原料是丙烯和乙烯單體共聚物， 其分子式中只有碳和氫兩種 元素，也沒有加入其他有毒的改性劑，衛(wèi)生無毒。 PP-R管在生產(chǎn)、使用、廢棄全過 程中均不會(huì)對(duì)環(huán)境及人體產(chǎn)生不利影響，是真正的綠色管材。耐高溫

28、、高壓、保溫性能好。PP-R管的最高耐熱可達(dá)131. 3C,最高使用 溫度為95C,長期使用溫度可達(dá)70C,完全可以滿足常用的工業(yè)和民用生活熱水和空 調(diào)供回水系統(tǒng)。同時(shí)，PP-R管的導(dǎo)熱系數(shù)只有鋼管的1/200,具有良好的保溫和節(jié) 能性能，還可節(jié)省保溫材料的厚度。在規(guī)定的長期連續(xù)工作壓力下，管道輸送水溫可 達(dá) 95C。 安裝方便且是永久性的連接。同一牌號(hào)的PP-R給水管經(jīng)熱熔連接后，連接處分子與分子完全熔合在一起，無明顯界面，整個(gè)管道連為一體，在無外力破壞及在 正常的工作范圍條件下真正實(shí)現(xiàn) 50年內(nèi)不滲漏。）原料可回收。與其他的塑料給水管不一樣，PP R的廢料經(jīng)清潔、破碎后可直接作為生產(chǎn)的原料

29、，不會(huì)造成環(huán)境的污染。 耐腐蝕、不結(jié)垢：可避免因管道銹蝕引起的水盆、浴缸黃斑銹跡之憂，可免除管道腐蝕結(jié)垢所引起的堵塞。 質(zhì)量輕：比重僅為金屬管道的七分之一。 外形美觀：產(chǎn)品內(nèi)外壁光滑，流體阻力小，色澤柔和，造型美觀。4. PP R管的應(yīng)用領(lǐng)域 建筑物內(nèi)的冷熱水管道系統(tǒng)； 食品、藥物生產(chǎn)輸送系統(tǒng)： 飲用水、純凈水供水系統(tǒng)； 中央空調(diào)供回水系統(tǒng)； 工業(yè)用水及化學(xué)物質(zhì)輸送、排放。 壓縮空氣用管：5. 聚丙烯PP按分子結(jié)構(gòu)的不同可分為：均聚聚丙烯（PP-H）嵌段聚丙烯（PP-B）無規(guī)共聚聚丙烯（PP-R）四、PVC材料及加工改性助劑1. PVC材料生產(chǎn)PVC塑料管材的基礎(chǔ)樹脂是聚氯乙烯樹脂（PVC），

30、聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的聚合物，產(chǎn)量僅次于 PE居第二位。按合成方式的不同，PVC樹脂分為以下類型： 懸浮法樹脂：a、緊密型懸浮法樹脂 b、疏松型懸浮法樹脂懸浮法PVC分為PVC-SGI到PVC-SG8J種樹脂，其中數(shù)字越小，聚合度越大，分子量 也越大，強(qiáng)度越高，但熔融流動(dòng)越困難，加工也越困難。（SG1聚合度最高，SG8聚合度最?。＜庸び仓破窌r(shí)，一般不加或很少量加入增塑劑，所以做硬制品時(shí)用PVC-SG4PVC-SG5PVC-SG6 PVC-SG7 PVC-SG8型的樹脂。 本體法樹脂 乳液法樹脂PVC樹脂由于聚合中的分散劑的不同可分為疏松型 （XS）和緊密型（幻）兩種。疏松型粒 徑為

31、0. 1 0. 2mm表面不規(guī)則，多孔，呈棉花球狀，易吸收增塑劑，緊密型粒徑為0. 1mm 以下，表面規(guī)則，實(shí)心，呈乒乓球狀，不易吸收增塑劑。目前使用疏松型的較多。聚氯乙烯樹脂粉料粒子實(shí)際上是許多 PVC微細(xì)粒子以物理方式粘結(jié)在一起的聚集體， 這種粒子通常以聚合初期形成的尺寸僅為0.1 0.8卩m的原生初級(jí)粒子為基礎(chǔ)，含有若干由初級(jí)粒子聚合后尺寸為2-10卩m的聚集粒子所組成.PVC的性能：PVC樹脂為一種白色粉末，密度在 1.35 1.45g/cm3之間，表觀密度在30. 4-0 . 5g/cm。PVC 是一種非結(jié)晶、極性的高分子聚合物，軟化溫度和熔融溫度較高，純PVC 般須在160 210

32、C時(shí)才可塑化加工，由于大分子之間的極性鍵使PVC顯示出硬而脆的性能。而且，PVC分子內(nèi)含有氯的基團(tuán)，當(dāng)溫度達(dá)到 120C時(shí)，純PVC即開始出現(xiàn)脫HCI反應(yīng)， 會(huì)導(dǎo)致PVC熱降解。因此，在加工時(shí)須加入各種助劑對(duì) PVC進(jìn)行加工改性和沖擊改性，使 之可以加工成為有用的產(chǎn)品。視增塑劑含量大小可為軟、硬制品，一般增塑劑含量0-5份為硬制品RPVC、UPVC5-25份為半硬制品，大于25份為軟制品SPVC2. 加工改性助劑（1）增塑劑：增塑劑是PVC軟制品最重要的添加劑，軟質(zhì) PVC的性能很大程度上 取決于增塑劑的品種和用量。如在高溫下使用的電線電纜，通常選用耐熱增塑劑，在低溫 下使用的制品使用耐寒增塑

33、劑。軟質(zhì) PVC的耐候性、耐油性、耐溶劑性、遷移性、電絕 緣性等與增塑劑有密切的關(guān)系。增塑劑的性能要求:0與PVC的相容性:作為PVC的增塑劑，必須與PVC有良好的相容性。相容性不好的增塑劑，易于發(fā)生遷移現(xiàn)象而從制品表面析出，不僅失去增塑作用，而且影響制品的 外觀。 塑化溫度：軟質(zhì)PVC的塑化是指與PVC經(jīng)熔融形成均勻的材料的過程，塑化溫 度與PVC樹脂的型號(hào)、增塑劑的種類和用量，以及配方中其它助劑都有關(guān)系。一般來說， 相容性好、溶化能力強(qiáng)的增塑劑，塑化溫度較低。 增塑效率:不同種類的增塑劑，為使PVC材料達(dá)到同一硬度所需的用量是不同的， 以DOP的用量為基準(zhǔn)，其它種類的增塑劑達(dá)到同一硬度所需

34、的相對(duì)用量，就稱為該增塑 劑的增塑效率。 耐久性：增塑劑的耐久性包括耐揮發(fā)性、耐遷移性、耐抽出性。一般來說，增塑劑的揮發(fā)主要決定于分子量大小，遷移性則與增塑劑和PVC和相容性有關(guān)。 其它性能：增塑劑的性能，還包括耐寒性、電絕緣性、阻燃性、耐霉菌性等。（2）熱穩(wěn)定劑純的PVC樹脂對(duì)熱極為敏感，當(dāng)加熱溫度達(dá)到 90C以上時(shí)，就會(huì)發(fā)生輕微的熱分解 反應(yīng)，當(dāng)溫度升到120 C后分解反應(yīng)加劇，在150 C，幾分鐘內(nèi)，PVC樹脂就由原來的白 色逐步變?yōu)辄S色 一紅色一 棕色 一黑色。PVC樹脂分解過程是由于脫HCL反應(yīng)引 起的一系列連鎖反應(yīng)，最后導(dǎo)致大分子鏈斷裂。防止PVC熱分解的熱穩(wěn)定機(jī)理是通過如下幾方面

35、來實(shí)現(xiàn)的。 通過捕捉PVC熱分解產(chǎn)生的HCI，防止HCI的催化降解作用。（鉛鹽類、金屬皂 類、及環(huán)氧類等）。 置換活潑的烯丙基氯原子。（金屬皂類、亞磷酸脂類）。 與自由基反應(yīng)，終止自由基的反應(yīng)。（有機(jī)錫類和亞磷酸脂）。 與共扼雙鍵加成作用，抑制共扼鏈的增長。 分解過氧化物，減少自由基的數(shù)目。有機(jī)錫和亞磷酸脂按此機(jī)理作用。 鈍化有催化脫HCI作用的金屬離子。同一種穩(wěn)定劑可按幾種不同的機(jī)理實(shí)現(xiàn)熱穩(wěn)定目的。2.1、鉛鹽類鉛鹽類是PVC最常用的熱穩(wěn)定劑，也是十分有效的熱穩(wěn)定劑，其用量曾占PVC熱穩(wěn)定劑的70%以上。鉛鹽類穩(wěn)定劑的優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性優(yōu)良，具有長期熱穩(wěn)定性，電氣絕緣性能優(yōu)良，耐候 性好，價(jià)格低

36、。鉛鹽類穩(wěn)定劑的缺點(diǎn)：分散性差、毒性大、有初期著色性，難以得到透明 制品，也難以得到鮮明色彩的制品，缺乏潤滑性，易產(chǎn)生硫污染。常用的鉛鹽類穩(wěn)定劑有：a. 三鹽基硫酸鉛（簡稱三鹽），是最常用的穩(wěn)定劑品種，主要用于PVC硬質(zhì)不透明制品 中，用量一般27份。b. 二鹽基亞磷酸鉛（簡稱二鹽），二鹽基亞磷酸鉛的熱穩(wěn)定性稍低于三鹽基硫酸鉛，但耐 候性能好于三鹽基硫酸鉛。c. 二鹽基硬脂酸鉛（不常用，具有潤滑性）。用于軟質(zhì)PVC中。2.2金屬鹽類穩(wěn)定劑a. 硬脂酸鋅b. 硬脂酸鎘，為一重要的透明穩(wěn)定劑品種，毒性較大。c. 硬脂酸鉛，熱穩(wěn)定性好，可兼做潤滑劑。d. 硬脂酸鈣，加工性能好、熱穩(wěn)定能力較低，無硫化

37、污染，無毒，常與Zn皂并用。e硬脂酸鋇，無毒，長期熱穩(wěn)定性好，抗硫化污染，透明。2.3有機(jī)錫類有機(jī)錫類為熱穩(wěn)定劑中最有效的，在透明和無毒制品中應(yīng)用最廣泛的一類，其突出優(yōu) 點(diǎn)為：熱穩(wěn)定性好，透明性好，大多數(shù)無毒。缺點(diǎn)為價(jià)格高，無潤滑性。有氣味。有機(jī)錫 類大部分為液體，只有少數(shù)為固體?？梢詥为?dú)使用，也常與金屬皂類并用。有機(jī)錫類熱穩(wěn) 定劑主要包括脂肪酸有機(jī)錫、馬來酸有機(jī)錫和硫醇有機(jī)錫三類。2.4有機(jī)銻類具有優(yōu)秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量時(shí)，熱穩(wěn)定性優(yōu)于有機(jī)錫類，特qi u別適于用雙螺桿擠出機(jī)的 PVC配方使用。有機(jī)銻類主要包括硫醇銻鹽類、巰基乙酸酯硫su o醇銻類、巰基羧酸酯銻類及羧酸酯

38、銻類等。2.5稀土穩(wěn)定劑選材多為稀土氧化物和稀土氯化物為主，其氧化物和氯化物多為鑭、鈰、錯(cuò)、釹等輕 稀土元素的單一體或混合體。2.6復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑這種復(fù)合助劑采用了共生反應(yīng)技術(shù)將三鹽、二鹽和金屬皂在反應(yīng)體系內(nèi)以初生態(tài)的晶 粒尺寸和各種潤滑劑進(jìn)行混合，以保證熱穩(wěn)定劑在 PVC體系中的充分分散，同時(shí)由于與 潤滑劑共熔融形成顆粒狀，也避免了因鉛粉塵造成的中毒。2.7復(fù)合穩(wěn)定劑復(fù)合穩(wěn)定劑通常是將具有良好協(xié)同作用的兩種或多種穩(wěn)定劑相配合而得到的液體或固體狀混合物。有 鋇-鎘-鋅穩(wěn)定劑,鋇-鎘穩(wěn)定劑,鋇-鋅穩(wěn)定劑，鈣-鋅穩(wěn)定劑，其中鈣- 鋅穩(wěn)定劑主要用于軟質(zhì)和無毒制品。復(fù)合穩(wěn)定劑體系都包含有機(jī)輔助穩(wěn)定劑、

39、抗氧劑和潤 滑劑，但各自的品種和數(shù)量都不同。（3）潤滑劑潤滑劑的作用是降低物料之間及物料和加工設(shè)備表面的摩擦力，從而降低熔體的流動(dòng) 阻力，降低熔體粘度，提高熔體的流動(dòng)性，避免熔體與設(shè)備的粘附，提高制品表面的光潔 度等。潤滑劑的分類：按潤滑劑的作用分類，分為 內(nèi)、外潤滑劑。其主要區(qū)分是依其與樹脂的相容性大小。內(nèi)潤滑劑與樹脂親和力大，其作用是降低分子間的作用力；外潤滑劑與樹脂的親和力小，其作用是降低樹脂與金屬表面之間的摩擦。 內(nèi)外潤滑劑之分只是相對(duì)而言，并無嚴(yán)格劃分標(biāo)準(zhǔn)。在極性不同的樹脂中，內(nèi)、外潤滑劑 的作用有可能發(fā)生變化。例如硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸單甘油酯對(duì)極 性樹脂（如PV

40、C及PA）而言，起內(nèi)潤滑作用；但對(duì)于非極性樹脂（如PE、PP），則顯示外潤 滑作用。相反，高分子石蠟等與極性樹脂相容性差，如在極性PVC中用做外潤滑劑，而在PE、PP等非極性樹脂中則為內(nèi)潤滑劑。在不同加工溫度下，內(nèi)、外潤滑劑的作用也會(huì)發(fā)生變化，如硬脂酸和硬脂醇用于PVC 壓延成型初期，由于加工溫度低，與 PVC相容性差，主要起外潤滑作用；當(dāng)溫度升高后， 與PVC相容性增大，貝U轉(zhuǎn)起內(nèi)潤滑劑作用。 液體石蠟：俗稱白油，為無色透明液體，可用作 PVC的透明性外潤滑劑，用量為0. 5份左右，用量大會(huì)嚴(yán)重影響上色。固體石蠟，又稱為天然石蠟，白色固體，可用作 PVC的外潤滑劑，用量為0. 1 1. 0份

41、，用量太大會(huì)影響透明度。 微晶石蠟，又稱為高熔點(diǎn)石蠟，外觀為白色或淡黃色固體，因結(jié)晶微細(xì)而稱為微晶石蠟。潤滑效果和熱穩(wěn)定性好于其他石蠟。在PVC中用量較小，一般為0. 1-0. 3份。 低分子量聚乙烯，又稱聚乙烯蠟，外觀為白色或淡黃色固體粉末，透明性差，可 用于PVC擠出和壓延加工外潤滑劑，用量一般為 0. 5份以下。 氧化聚乙烯蠟，為聚乙烯蠟部分氧化產(chǎn)物，外觀為白色粉末。有優(yōu)良的內(nèi)、外潤 滑作用，透明性好，用量在 0.2-1.0份。0. 5 氯化石蠟，與PVC相容性好，透明性差，與其他潤滑劑并用效果好，用量份以下為宜 單硬脂酸甘油酯，外觀為白色蠟狀固體，為 PVC優(yōu)良內(nèi)潤滑劑，對(duì)透明性影響

42、小，加入量低于1. 5份，可與硬脂酸并用。（4）加工助劑和改性劑為了改善硬PVC塑料的加工性能，提高加工過程中的塑化質(zhì)量，以及進(jìn)一步改善硬 PVC制品的沖擊性能強(qiáng)度，需要加入適當(dāng)?shù)募庸ぶ鷦男詣┗蚱渌砑觿?.1加工助劑的作用：加工助劑是可以改善樹脂加工性能的助劑，其主要作用方式有 三種：促進(jìn)樹脂熔融、改善熔體流變性能及賦予潤滑功能。a. 促進(jìn)樹脂熔融：PVC樹脂在加熱的狀態(tài)下，在一定的剪切力作用下熔化時(shí)，加工改 性劑首先熔融并粘附在PVC樹脂微粒表面，使PVC粘度及摩擦增加，從而有效地將剪切 應(yīng)力和熱傳遞給整個(gè)PVC樹脂，加速PVC熔融。b. 改善熔體流變性能：增加 PVC熔體的粘彈性，

43、從而改善離模膨脹和提高熔體強(qiáng)度 等。c. 賦予潤滑性：加工改性劑與PVC相容部分首先熔融，起到促進(jìn)熔融作用；而與PVC 不相容部分則向熔融樹脂體系外遷移，從而改善脫模性。4.2常用加工改性劑-ACRACR為甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯、苯乙烯等單體的共聚物。除可用做加工助劑外，還可用做沖擊改性劑。我國的ACR可分為ACR201、ACR301和ACR401、ACR402幾種。ACR加工改性劑的重要作用是 促進(jìn)PVC的塑化，縮短塑化時(shí)間，提高熔體塑化的均勻性， 降低塑化溫度。在PVC硬制品中一般使用ACR的用量為1. 5-3份。4.3抗沖改性劑高分子材料改性的一個(gè)重要內(nèi)容是改善其耐沖擊性能，PVC樹脂

44、是一個(gè)極性非結(jié)晶性 高聚物，分子之間有較強(qiáng)的作用力，是一個(gè)堅(jiān)硬而脆的材料；抗沖擊強(qiáng)度較低。加人沖擊 改性劑后，可以很大程度上提高 PVC的抗沖擊能力。常用的品種有CPE （氯化聚乙烯）、EVA （乙烯和醋酸乙烯的共聚物）、ACR （甲基丙 烯酸甲酯、丙烯酸酯等單體的共聚物）。4.4光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑的作用是防止和延緩其塑料的分解和老化，延長塑料制品使用壽命。 光屏蔽劑：如鈦白和碳黑，可阻擋紫外線進(jìn)入材料內(nèi)部，以阻止聚合物的光降解。淬滅劑：品種有光穩(wěn)定劑2002、光穩(wěn)定劑1084等。自由基捕捉劑：是一種高效的光穩(wěn)定劑，它捕捉光降解分解出的自由基，終止降 解反應(yīng)的進(jìn)行。一般使用在 LDPE農(nóng)膜中。品

45、種主要有：光穩(wěn)定劑 GW-540、GW544、 CW-310、BW 10LD、光穩(wěn)定劑744、光穩(wěn)定劑622、光穩(wěn)定劑944等。4.5填料填料的主要作用是提高某種性能和合理降低成本。 碳酸鹽類 主要為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣。一般在PVC塑料使用的 是活性輕質(zhì)碳酸鈣，粒徑為 300目一700目。 其他類：金屬氧化物、金屬粉 、含硅化合物、纖維類、硫酸鹽類（硫酸鋇、硫酸鈣、鋅鋇白等）第四部分：與各種管材有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)各標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容另附（包括）GB/T13663-2000GB15558.1-2003GB/T18742.2-2002GB/T5836.1-2006第五部分：產(chǎn)品工藝控制與質(zhì)量要求一、

46、工藝流程1. PVC的工藝流程PVC的工藝流程如下圖所示:表示關(guān)鍵工序配料工序是決定產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本的重要工序，不僅關(guān)系到生產(chǎn)能否正常進(jìn)行，而 且威脅設(shè)備的安全。配料的準(zhǔn)確程度是產(chǎn)品質(zhì)量的決定性因素，因此配比必須準(zhǔn)確。塑化熔融工序是整個(gè)工藝流程中控制的關(guān)鍵工序，主要控制熔體溫度，熔體壓力和主 機(jī)電流三個(gè)重要參數(shù)。是決定產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備安全的重要控制環(huán)節(jié)。2. PE、PP-R的工藝流程血表示關(guān)鍵工序二、工藝的控制1溫度的控制1.1塑料熔融過程中能量的獲得塑料熔融過程中能量的獲得方式有兩個(gè)途徑，在啟動(dòng)螺桿的之前，設(shè)備從冷態(tài)經(jīng)加熱裝置進(jìn)行加熱，使機(jī)筒、螺桿和模腔及螺槽內(nèi)的料的溫度逐漸上升到工藝溫度，

47、達(dá)到工藝 要求，這一時(shí)段的熱能量主要由加熱裝置提供； 在剛剛啟動(dòng)主機(jī)的時(shí)候，螺桿的轉(zhuǎn)速較低, 機(jī)筒內(nèi)的物料相互剪切產(chǎn)生的應(yīng)力小，由剪切產(chǎn)生的熱能仍不足以提供物料熔融所需要的全部能量，仍然需要外部加熱裝置提供部分能量；當(dāng)螺桿的旋轉(zhuǎn)達(dá)到一定的速度后，機(jī)筒 內(nèi)物料與物料之間產(chǎn)生高速摩擦運(yùn)動(dòng)、物料與螺桿之和物料與機(jī)筒之間也產(chǎn)生高速的剪切 運(yùn)動(dòng)，由剪切產(chǎn)生大量的熱能。這時(shí)外部的加熱裝置只需要克服環(huán)境中的熱量損失，必要 時(shí)還要把剪切產(chǎn)生的大量熱能向環(huán)境中排放，主要通過冷卻風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。1.2 PVC加工溫度的分布及曲線PVC對(duì)溫度極其敏感，而且分解溫度在黏流態(tài)溫度附近， 因此對(duì)加工溫度的控制增加 了難度。對(duì)

48、溫度的設(shè)置更要適當(dāng)，否則很難保證產(chǎn)品的質(zhì)量。在螺桿的輸送段，需要較高 的溫度，保證物料在抽真空之前成塊狀，否則粉沫料將被吸入真空系統(tǒng)并將對(duì)真空系統(tǒng)的 管路造成堵塞，無法正常生產(chǎn)。通過輸送段吸收了大量的熱量之后，加之剪切應(yīng)力產(chǎn)生的 熱量，在螺桿的壓縮段所需要的溫度有所減少。 當(dāng)物料被推送到均化段后，已經(jīng)基本塑化, 大部分物料成黏流態(tài)，這時(shí)只需要提供保證物流動(dòng)的溫度即可。自合流芯至口模方向的溫 度可適當(dāng)提升，以保證物良好的延展性。基本溫度設(shè)置如下：機(jī)筒一 機(jī)筒四區(qū)：185土 5C 170 ± 5C合流芯：165土 5C機(jī)頭一區(qū)機(jī)頭五區(qū)：170± 5C 190± 10C

49、可用下圖表示：注：以上溫度的設(shè)置，根據(jù)不同的設(shè)備和不同配方不能一概而論，僅參考1.3 PE、PP-R加工溫度分布及曲線PE和PP-R的加工溫度的范圍比較寬，視設(shè)備和模具的不同，其溫度的控制不盡相同， 即使是用同一種原材料，國外的先進(jìn)的設(shè)備通常在180 190C就能達(dá)到質(zhì)量要求，而國內(nèi) 的設(shè)備一般都要將溫度高得高一些，否則制品的表面表現(xiàn)得很粗糙。即便如此也要遵循以 下原則：PE的加工溫度不能超過220C, PP-R的加工溫度不能超過230C,否則將導(dǎo)致 材料的分子鏈斷裂，材料的性能下降。下料口（輸送段）的溫度是否合理，決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)備的使用壽命。如果該段 的溫度過低，將增加主電機(jī)的負(fù)荷。如

50、果設(shè)置過高則物料過早軟化，沒有推動(dòng)力，螺桿處 于供料不足狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)不正常。常規(guī)表現(xiàn)為擠出量下降或不穩(wěn)定。所生產(chǎn)的制品也 不密實(shí)。視設(shè)備的不同，一般控制在 110-120 C之間為宜。如上圖所示，從機(jī)筒一區(qū)開始，溫度一般從170C左右開始逐漸往上加，至口模段一般為215C左右。2主機(jī)電流的控制主機(jī)電流反映的是螺桿里物料的多少的情況，一般來說，電流大的時(shí)候螺桿的螺槽內(nèi) 被物料所填滿，這時(shí)的塑化效果最佳，產(chǎn)品的質(zhì)量好，產(chǎn)量大。電流小的時(shí)則相反。對(duì)于 PVC粉末料，主機(jī)電流達(dá)到額定電流的 7075%時(shí)，產(chǎn)量最高，塑化效果最好。因此，在 生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)將電流控制在此范圍內(nèi)。實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)證明，除了螺槽

51、內(nèi)的物料的多少外，熔體的壓力也對(duì)主機(jī)電流有影響，但 不是很明顯。另外，螺桿的裝配質(zhì)量也會(huì)使主機(jī)電流受影響。根據(jù)實(shí)際情況，比如PVC破碎料的比例、粒徑等因素，可用以下方法控制主機(jī)的電 流：PE可以通過調(diào)整下料口的溫度實(shí)現(xiàn)電流的控制，也可以通過調(diào)節(jié)下料口的大小來控 制。PVC可以通過下料電機(jī)的速度、溫度、合流芯的大小來控制主機(jī)的電流。3熔體壓力的控制熔體壓力反映的是機(jī)頭的模腔內(nèi)的物料對(duì)螺桿的反作用力。熔體壓力越大，則證明機(jī) 頭的模腔內(nèi)的物料對(duì)對(duì)螺桿的反作用力越大。相反，當(dāng)壓力小于正常值時(shí)，證明機(jī)筒內(nèi)的 物料對(duì)模腔內(nèi)的物料的推力不足，或是模腔內(nèi)的阻力減小了，例如：溫度過高、機(jī)頭損壞 后漏料等。熔體壓

52、力的控制一般可通調(diào)節(jié)主機(jī)的速度和整機(jī)的溫度來實(shí)現(xiàn)。也可以通過配 方的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。4影響擠出的因素和控制4.1熔體流動(dòng)理論熔體的幾種流態(tài)： 正流，熔體沿螺槽向機(jī)頭方向向前流動(dòng)。它是熔體的主要流動(dòng) 方式，是決定擠出量大小的主要因素，是由于螺棱與機(jī)筒相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成的。 逆流，熔體的流動(dòng)方向與正流相反的流動(dòng)叫逆流。是由于機(jī)頭多孔板等組件的阻 力造成的，逆流一定程度上減少了擠出量，它隨機(jī)頭的壓力的變化而變化。 橫流，又稱為環(huán)流。是熔體垂直于螺槽的流動(dòng)。生產(chǎn)中，這種流動(dòng)對(duì)擠出量的影 響并不大，在工藝控制中一般不予考慮。 漏流，漏流也是由于機(jī)頭內(nèi)的壓力引起的流動(dòng)。正常情況下，擠出機(jī)機(jī)筒與螺桿的間隙很小，對(duì)擠

53、出量的影響不大，但當(dāng)機(jī)筒磨損后，漏流量Ql與機(jī)筒和螺桿間隙S的三次方成正比。層流，層流主要出現(xiàn)于高黏度材料的擠出過程中。它是物料塑化不好的一種表現(xiàn)， 體現(xiàn)螺槽的底部流動(dòng)速度慢，而螺槽的表面流動(dòng)速度快，形成速度差，從而導(dǎo)致層流的出 現(xiàn)。層流在聚烯烴材料的擠出中很少出現(xiàn)。以上五種流態(tài)如下圖所示：漏流層流方向表示流向擠出過程中塑料的流動(dòng)機(jī)理塑料沿螺槽向前移動(dòng)，經(jīng)歷著溫度、壓力、狀態(tài)的變化。這種變化在螺桿各段是不一 樣的。根據(jù)塑料的變化情況，通常把螺桿工作部分分為三段：加料段、壓縮段、均化段。 加料段（輸送段）：塑料在加料段還是固體狀態(tài)，這一段的作用主要是接受來自料 斗的塑料并將其送到壓縮段，因此螺槽

54、容積可維持不變，一般是等深等距。通常加料段的 螺槽不會(huì)被塑料全部填滿，其填充程度與塑料的形狀，干濕程度，加料裝置有關(guān)。加料段 第一個(gè)作用就是為塑料（粒狀固體）提供軟化溫度，其次是以螺桿的旋轉(zhuǎn)與固定的料筒之 間產(chǎn)生的剪切力，實(shí)行對(duì)軟化塑料的破碎，而最主要的是以螺桿的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生足夠大的連續(xù) 而穩(wěn)定的推力和反向磨擦力，以形成連續(xù)而穩(wěn)定的擠出壓力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎的塑料的攪 拌與混合，并初步實(shí)行熱交換。因此，塑料在此階段雖只發(fā)生破碎和軟化，并未發(fā)生物態(tài) 的轉(zhuǎn)變，但在擠出過程中這段卻是重要的，它產(chǎn)生的推力是否連續(xù)均勻穩(wěn)定，剪切應(yīng)變率 的高低，破碎與攪拌是否均勻都直接影響著擠出的質(zhì)量和產(chǎn)量。 壓縮段（熔融段）

55、：壓縮段接受由加料段輸送過來的松散料。在此，塑料受到了較 高溫度的熱作用，這時(shí)的熱源，除外加熱外，螺桿旋轉(zhuǎn)的摩擦熱也在起作用，由于螺紋深 度相對(duì)減小，使得熱作用更為顯著，而來自加料段的推力和來自均壓段的反作用力也在此 區(qū)域?qū)λ芰贤瑫r(shí)產(chǎn)生作用。這個(gè)作用的結(jié)果是在塑料的前進(jìn)中形成為與主流反向的回流，這回流產(chǎn)生在螺槽內(nèi)以及螺桿與套筒的間隙之間，這一回流的產(chǎn)生不但使物料進(jìn)一步均勻混合，而且使塑料熱交換作用加入，達(dá)到表里熱平衡，由于在此階段的作用溫度已超過塑 料的流變溫度，加之作用時(shí)間已長，致使塑料發(fā)生了物態(tài)的轉(zhuǎn)變，即由固態(tài)轉(zhuǎn)為粘流態(tài)（可 塑態(tài)），此時(shí)塑料分子發(fā)生了根本的改變，分子間張力極度松弛，若為結(jié)

56、晶性高聚物，則 其晶區(qū)開始減少，無定形區(qū)增多。除組成中的特高分子量而外，主體完成了塑化，即所謂 的“初步塑化”。同時(shí)在壓力作用下，排除了固態(tài)物料中所含的氣體，實(shí)現(xiàn)初步壓實(shí)。 均化段（計(jì)量段）：均化段把壓縮段送來的熔融塑料進(jìn)一步塑化均勻，最后使料流 定量定壓由機(jī)頭模口均勻擠出。因而均化段也常稱為計(jì)量段。來自螺桿的推力和來自機(jī)頭 處的反作用力使塑料在此階段所受的徑向壓力和軸向壓力最大，這種高壓作用，能使含于 塑料內(nèi)約占其總體積50%勺氣體排出，并使膠層壓實(shí)致密。在此段，由于高溫、高壓的作用，使得經(jīng)過熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化，從而最后消除“顆?！保顾芰纤芑浞志鶆?。塑料熔融理論由料斗進(jìn)入螺槽的顆粒狀固體塑料，經(jīng)過固體輸送區(qū)被壓緊成因體床，固體床在螺槽 內(nèi)向前推進(jìn)過程中，與機(jī)筒表面接觸的塑料由于機(jī)筒子的熱傳導(dǎo)和摩擦熱的作用，首先開始熔化，形成一層熔體膜。當(dāng)熔體膜的厚度超過機(jī)