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1、76/76生產(chǎn)部職員培訓(xùn)打算稿 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:原材料的差不多認(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)品工藝操縱與質(zhì)量要求 第第六部分:安全生產(chǎn)差不多常識(shí)五部分:安全生產(chǎn)常識(shí)教育 第六部分:產(chǎn)品質(zhì)量操縱與工藝要求(附成本操縱) 第七部分:職員素養(yǎng)教育 優(yōu)秀職員的差不多素養(yǎng) 第八部分:職員理論考試題第一部分 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(lái)的塑料向前擠壓,使塑料逐漸受熱,均擠出機(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(lái)的塑料向前擠壓,使塑料逐漸受熱,均勻塑
2、化將塑料擠出,通過(guò)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)和操縱系統(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)。錐形雙螺桿擠出機(jī)要緊是用來(lái)加工粉沫料如PVC料。按螺勻塑化將塑料擠出,通過(guò)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)和操縱系統(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)。錐形雙螺桿擠出機(jī)要緊是用來(lái)加工粉沫料如PVC料。按螺桿的旋轉(zhuǎn)方向又能夠分為異外和異內(nèi)型。平形雙螺桿擠出機(jī)一般是用在大型的
3、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(chēng),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(zhǎng)徑比L/D:確實(shí)是螺桿的有效長(zhǎng)度與直徑之比。長(zhǎng)徑比的大小決定了塑化的質(zhì)量。不同塑料對(duì)螺桿長(zhǎng)徑比的要求不盡相同,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
4、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、50-150,PVC的螺桿轉(zhuǎn)速一般在35以?xún)?nèi)。 d 驅(qū)動(dòng)功率N:指的是電動(dòng)機(jī)需要提供給它的功能率。KW 有30、37、45、6055、75、90、1210、14532、160、200、220等。 e 生產(chǎn)能力Q:?jiǎn)挝粫r(shí)刻內(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(guò)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(guò)程中完全熔融時(shí)的比值。螺桿設(shè)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
5、最大,然而在實(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1739。 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)的螺槽深度專(zhuān)門(mén)重要,它直接阻礙到物料的剪切量,深度越小,剪切越強(qiáng)烈。剪切過(guò)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(chēng)加料段。作用是同意由料斗送來(lái)的物料,并將其推送到壓縮段。 熔融段,又稱(chēng)壓縮段。同意加料段送來(lái)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(chēng)計(jì)量段
6、。其作用是同意壓縮段推送過(guò)來(lái)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)筒一般采納縱向開(kāi)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阻礙擠出機(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,而漏流量又阻礙擠出量。漏流量的大小與間隙的三次方成反正比。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 電加熱:電加熱能夠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
7、、加熱時(shí)刻短。然而成本較高,目前專(zhuān)門(mén)少采納了。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,溫度便于操縱,然而能耗高,效率低,且體積大。 流體加熱:確實(shí)是在機(jī)筒子的外壁纏繞銅管,然后要在銅管內(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,專(zhuān)門(mén)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,如此能夠提高螺桿的輸送能力。 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,然而這種冷卻方式冷卻速度慢,體積大,噪音大。 6.機(jī)頭組件:雙壁波浪管擠出機(jī)頭的結(jié)構(gòu)
8、較復(fù)雜,要緊特點(diǎn)是在同一模具內(nèi)分成內(nèi)外兩層流道,內(nèi)外流道夾層間通壓縮空氣,關(guān)心外層在成型模塊上形成波浪。同時(shí),定徑套的冷卻水管也從芯棒內(nèi)通過(guò),為了補(bǔ)償冷卻水通過(guò)引起的熱量損失,一般需要對(duì)機(jī)頭內(nèi)壁加熱。在生產(chǎn)大口徑管材時(shí),由于聚烯烴管材一般采納單螺桿擠出機(jī),其擠出量比雙螺桿擠出機(jī)小得多,故一般采納兩臺(tái)擠出機(jī)雙層共擠技術(shù),如此既可保證生產(chǎn),也能提高產(chǎn)量。小規(guī)格的雙壁波浪管生產(chǎn)線可只用一臺(tái)擠出機(jī)同時(shí)擠出內(nèi)外層。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(guò)機(jī)頭時(shí)進(jìn)一步得到塑化;通過(guò)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(lèi): EQ oac(,
9、1)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,然而由于它沒(méi)有死角,適應(yīng)于高黏度塑料的加工。是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,廣泛用于PVC制品的生產(chǎn)中。 EQ oac(,2)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(wú)流痕;c.壁厚偏差小;d.壓力消耗小;e.可實(shí)現(xiàn)低溫?cái)D出并提高產(chǎn)量。 EQ oac(,3)藍(lán)式機(jī)頭,藍(lán)式機(jī)頭是由國(guó)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。然而其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高。7.擠出機(jī)的操縱系統(tǒng):擠出機(jī)的操縱系統(tǒng)要緊由檢測(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
10、)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。比較重要操縱參數(shù)有:擠出壓力。擠出壓力一般應(yīng)操縱在30Mpa以?xún)?nèi),壓力過(guò)在大降低生產(chǎn)效率,增加能耗比;壓力過(guò)小則制品不利于成型。 螺桿轉(zhuǎn)速:螺桿轉(zhuǎn)速專(zhuān)門(mén)大程度上決定了擠出機(jī)的擠出量,但過(guò)快的轉(zhuǎn)速會(huì)致機(jī)筒部產(chǎn)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(zhǎng)時(shí)刻的高速運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)使螺桿的壽命提早結(jié)束。螺桿轉(zhuǎn)速一般操縱在最高轉(zhuǎn)速的75%-85%為宜。 在正常生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)盡可能使用較低的螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到最高的固體輸送能力,如此一方面能夠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
11、能夠提高制品的質(zhì)量和擠出的效率。 操縱的方法第一是在機(jī)筒內(nèi)表面縱向上開(kāi)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。第二是操縱好下料段的溫度,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)操縱在140以下。 熔體溫度:聚乙烯烴的熔體溫度不能超過(guò)230,超過(guò)此極取限,材料的熱降解嚴(yán)峻阻礙管材的質(zhì)量。 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 第二段第六段:175200 機(jī)頭:190220 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:?jiǎn)挝粫r(shí)刻內(nèi)最大擠出量。單位為Kg/h 名義比功率,又稱(chēng)為
12、單耗N/Q:?jiǎn)挝划a(chǎn)量所消耗的功率。KW/Kg9.減速箱減速箱作用是將由電機(jī)輸入出端的高轉(zhuǎn)速通過(guò)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(zhǎng)時(shí)刻高速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生專(zhuān)門(mén)高的熱量,會(huì)使?jié)櫥偷臐?rùn)滑效果下降,因此,潤(rùn)滑油要通過(guò)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(rùn)滑油和清理循環(huán)油路。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
13、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(guò)冷卻水迅速冷卻,從而達(dá)到定徑的效果。如下圖所示: 口模 箱體 管材 定徑套 料坯 芯模牽引機(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)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)的管材越大,需要的抓數(shù)越多。牽引機(jī)有2抓、3抓、6抓之分。所生產(chǎn)的管材越大,需要的抓數(shù)越多。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(wú)屑切割機(jī)之分。按進(jìn)刀的方式可分為液壓
14、進(jìn)刀式和電動(dòng)進(jìn)刀式。 無(wú)屑切割機(jī):端面切割平坦,然而無(wú)法切割大管材和厚壁管材有屑切割機(jī):白費(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(jiǎn)單,無(wú)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(chēng)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PE、PP-R)的上料,彈簧上料機(jī)和螺桿上料機(jī)一般用來(lái)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(jiǎn)單,上料能力強(qiáng)。真空上料機(jī)結(jié)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?chē)牧狭Mㄟ^(guò)吸料管壓入小料斗,當(dāng)小料斗內(nèi)被
15、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(kāi)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)刻不能過(guò)長(zhǎng) 2 經(jīng)常清理過(guò)濾網(wǎng) 3監(jiān)視微動(dòng)開(kāi)關(guān)是否正常二 、烘干機(jī) 注意事項(xiàng):1 先開(kāi)風(fēng)機(jī)再開(kāi)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80C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,依照變形的程度大小來(lái)測(cè)定溫度 6 操縱風(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)刻后才能啟動(dòng)。以
16、防電機(jī)、螺桿等部件損壞。加熱時(shí)刻視機(jī)頭的大小,63機(jī)的機(jī)頭許多于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)觀看溫度、電流、熔體壓力等參數(shù)。并觀看電機(jī)、減速箱的發(fā)熱情況,有異常時(shí)要及時(shí)查明緣故并加以排除.5.開(kāi)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:要依照產(chǎn)品規(guī)格選擇相應(yīng)模具,假如模具選擇不當(dāng)會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)困難.7.模具的愛(ài)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
17、和搬運(yùn)過(guò)程中一定要愛(ài)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.加熱圈的愛(ài)護(hù):一般來(lái)講,加熱圈的使用命專(zhuān)門(mén)長(zhǎng),往往是在拆卸的過(guò)程中損壞的,因此,加熱圈在拆卸過(guò)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。確實(shí)是把間隔小的方向的螺絲松開(kāi),擰緊間隙大的方向的螺絲。如下圖所示:a ba b 表示頂?shù)姆较虍?dāng)口模與芯模的間隙由a向b轉(zhuǎn)變后,表示口芯模差不多同心了,然把四周的螺絲擰緊即可。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。主機(jī)不能突然停止,
18、應(yīng)當(dāng)緩緩減速。同樣升速時(shí)也應(yīng)緩慢進(jìn)行。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(kāi)機(jī)。四、下游設(shè)備1.每次開(kāi)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(lái)困難,嚴(yán)峻時(shí)會(huì)阻礙產(chǎn)品的質(zhì)量甚至無(wú)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:原材料的差不多認(rèn)識(shí) 一、高分子材料簡(jiǎn)介 1.高分子化合物是分子量專(zhuān)門(mén)大的化合物。其分子由幾萬(wàn)、幾十萬(wàn)個(gè)原子由共價(jià)健結(jié)合而成,高分子材料分子量專(zhuān)門(mén)大,但它的化學(xué)組成比較簡(jiǎn)單,多數(shù)天然的和合成的高分子化合物差不多上由相同的結(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 CH2CH2 n CH2CH n
19、Cl鏈節(jié):高分子化合物的結(jié)構(gòu)單元。如聚乙烯鏈節(jié)“CH2CH2”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)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、聚氯乙烯差不多上線性結(jié)構(gòu)材料。一般來(lái)講,凡是線型結(jié)構(gòu)的塑料差不多上可塑的,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(chēng)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),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(kāi)原來(lái)的位置,現(xiàn)在高聚物表現(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
20、子與分子之間作用力逐步減小,達(dá)到某一溫度后盡管整個(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):溫度接著上升,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(kāi)始塑性流淌,成為粘流態(tài)。如下圖:脆化脆化玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)分解玻璃化溫度粘流溫度分解溫度溫度()脆化溫度 4.塑料的分類(lèi):塑料按加熱所呈現(xiàn)的狀態(tài)能夠分為熱塑料性塑料和熱固性塑料兩大類(lèi)。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
21、 機(jī)硅等塑料。二、聚乙烯PE 1.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 CH2CH2 n 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(zhǎng)率下降。一般用熔融指數(shù)來(lái)表示平均分子量的大小。2.聚乙烯差不多性能:1)聚乙烯是乳白色、半透明的熱塑性高聚合物,其物理機(jī)械性能要緊表現(xiàn)為:a.比重小,高壓聚乙烯(低密度聚乙烯)尤為突出,其比重為0.92-0.93g/cm3,低壓聚乙烯(高密度聚乙烯)密度較大,約0.95 g/cm3b.吸水性小c.透氣性好。聚乙烯結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),是非極性材料,因而其透氣性好。比重越大透氣性
22、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)晶度有緊密關(guān)系。同類(lèi)聚乙烯結(jié)晶度越高,其軟化點(diǎn)、剛性、抗強(qiáng)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(guò)60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: EQ oac(,1).聚乙烯耐光熱老化、氧老化性能低。 EQ oac(
23、,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 EQ oac(,3).容易產(chǎn)生環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂。 EQ oac(,4).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(lái)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緊密關(guān)系,分子量越大粘度越大。粘度直接反映其流淌性程度。熔體指數(shù)是塑料成型加工過(guò)程中一個(gè)重要參數(shù)。熔體指數(shù):用一標(biāo)準(zhǔn)的塑性?xún)x,把熔融態(tài)聚乙烯保持在190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(chēng)為熔體指數(shù)。管材用高密度聚乙烯熔體指數(shù)一般在0.3-1.0g/10min左右。聚乙
24、烯的分類(lèi) 按密度的大小,聚乙烯能夠分為高密度聚乙烯(HDPE)、0.941-0.965g/cm3;中密度聚乙烯(MDPE)、0.926-0.940g/cm3;低密度聚乙烯(LDPE)、0.910-0.925g/cm3。三、色母粒色母粒品種要緊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(mén)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。 碳黑的要緊作用是屏蔽波長(zhǎng)為290-400nm的紫外線光,防止紫外光穿透管材
25、,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(guò)早氧化的作用。聚丙烯PP 1.概述 由一種分子單體聚合而成的大分子稱(chēng)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(chēng)為共聚物。均聚聚丙烯(PP-H)確實(shí)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(wú)毒、無(wú)味、耐高溫的特性,是專(zhuān)門(mén)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(guó)際上通過(guò)不同的方法改變其低溫脆性的缺點(diǎn),研制出三代三種類(lèi)型的聚丙烯產(chǎn)品。 六十年代初,科學(xué)家在聚丙烯中加入抗沖劑,改良出第一代產(chǎn)品均聚聚丙烯,又名一型聚丙烯,代號(hào):PP-H
26、。(優(yōu)點(diǎn):剛性?xún)?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(guò)先進(jìn)工藝研制出第三代產(chǎn)品無(wú)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(zhǎng)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50條件下使用。而PP-R管材可在連續(xù)通水水溫95的情況下長(zhǎng)期使用。但PP-R原料目前國(guó)內(nèi)專(zhuān)門(mén)少生產(chǎn),國(guó)際上也僅有少數(shù)幾家,都集中在北歐諸國(guó)。 PP-R管材與管件是歐洲上世紀(jì)80年代末,90年
27、代初推廣應(yīng)用的新型塑料管道產(chǎn)品,近年來(lái)得到了較快的進(jìn)展,使用量較多的國(guó)家有意大利,德國(guó)、丹麥、土耳其等。其中意大利使用PP-R管材達(dá)3000萬(wàn)米,約占?xì)W洲總量的22%,占國(guó)內(nèi)給水管使用量的2/3;在德國(guó),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(zhǎng),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,在新建筑中全部采納PP-R管材。 各種管材各有優(yōu)缺點(diǎn),各有使用場(chǎng)合。依照文獻(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)要求較高場(chǎng)合優(yōu)勢(shì)更明顯。在國(guó)外,使用PPR,交聯(lián)聚乙烯(PEX),鋁塑復(fù)合管相對(duì)來(lái)講更廣泛
28、,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(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在德國(guó),各種塑料管材所占市場(chǎng)份額為前三名的是:PEX管占36,PPR管占28,鋁塑復(fù)合管占14。 2 PPR的結(jié)構(gòu)和性能PPR:無(wú)規(guī)共聚聚丙烯 的結(jié)構(gòu)式: CH3 CH3 ( CH2 CH2 CH2)Z( CH2 CH2 )y(CH2 CH2)ZPPR是采納先進(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(zhǎng)期耐熱和耐壓性。 PPR的性能指標(biāo):(見(jiàn)下表) 項(xiàng)目試驗(yàn)參 數(shù)值 熔體指數(shù)MFR/g/min 2.16Kg、200 0.35 密度 m g/cm3 20 O.9
29、1 屈服應(yīng)力 M Pa 2021 拉伸強(qiáng)度 M Pa 20 40 彈性模量 M Pa 20 800 斷裂伸長(zhǎng)率 % 20 、5mm/min 800 抗沖擊性能 0 不斷 線性膨脹系數(shù)K-1 1.510-4 導(dǎo)熱系數(shù) W/(mk)20 0.23依照表2能夠看出,PPR管的彈性模量專(zhuān)門(mén)小,是鋼管的l250。 假設(shè)管段長(zhǎng)度為10m,管道中熱水溫度高于安裝管道時(shí)的室外溫度60,在管內(nèi)水流量及流速相同階情況下,經(jīng)計(jì)算,PPR管的伸縮應(yīng)力是紫銅管的l58。依照上海市建筑產(chǎn)品推舉性應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)(DBJCT50l99)“建筑給水聚丙烯管道(PPR)工程技術(shù)規(guī)程”增補(bǔ)部分的續(xù)表432中所查結(jié)果,矽l10的PPR管在
30、60溫差條件下的實(shí)際膨脹應(yīng)力僅為152kN,是紫銅管計(jì)算應(yīng)力的1145??梢?jiàn),PPR管較小的膨脹力在較大程度上能夠抵消由于其較大的變形所造成的后果。也確實(shí)是講,假如用戶(hù)在管道熱膨脹方面處理不當(dāng),由于熱膨脹造成管道損壞的可能性較小,因此管道外觀可能橫向變形,阻礙美觀。 223. PPR管的特點(diǎn) PPR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): EQ oac(,1)(1)無(wú)毒、衛(wèi)生。它的原料是聚丙烯和聚乙烯單體共聚物,在21節(jié)中可知,其分子式中只有碳和氫兩種元素,也沒(méi)有加入其他有毒的改性劑,衛(wèi)生無(wú)毒。PPR管在生產(chǎn)、使用、廢棄全過(guò)程中均可不能對(duì)環(huán)境及人體產(chǎn)生不利阻礙,是真正的綠色管材。 EQ
31、 oac(,2)(2)耐高溫、高壓、保溫性能好。PPR管的最高耐熱可達(dá)1313,最高使用溫度為95,長(zhǎng)期(50年)使用溫度為可達(dá)70,完全能夠滿足常用的工業(yè)和民用生活熱水和空調(diào)供回水系統(tǒng)。同時(shí),PPR管的導(dǎo)熱系數(shù)只有鋼管的1200,具有良好的保和氣節(jié)能性能,還可節(jié)約保溫材料的厚度。在規(guī)定的長(zhǎng)期連續(xù)工作壓力下,管道輸送水溫可達(dá)95。 EQ oac(,3)(3)安裝方便且是永久性的連接。同一牌號(hào)的PPR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(wú)明顯界面,整個(gè)管道連為一體,在無(wú)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。 EQ oac(,4)(4)原料可回收。與其他的塑料給水
32、管不一樣,PPR的廢料經(jīng)清潔、破裂后可直接作為生產(chǎn)的原料,可不能造成環(huán)境的污染。 EQ oac(,5)耐腐蝕、不結(jié)垢(構(gòu)):可幸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。 EQ oac(,6)質(zhì)量輕:比重僅為金屬管道的七分之一。 EQ oac(,7)外形美觀:產(chǎn)品內(nèi)外壁光這滑,流體阻力小,色澤柔和,造型美觀。三、原料優(yōu)質(zhì)的管道取決于杰出的材料。金德公司在PP-R管材及管件生產(chǎn)上全面采納芬蘭北歐化工RA130E PP-R原料,該原料被行業(yè)人士公認(rèn)為世界上最高檔的PP-R原料,其優(yōu)越的性能及穩(wěn)定性,確定了金德PP-R管材,管件在市場(chǎng)上的高品質(zhì)地位。34. PPR管的
33、應(yīng)用 領(lǐng)域31 管道的要緊應(yīng)用場(chǎng)合 建筑物內(nèi)的冷熱水管道系統(tǒng); 飲料食品、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:其它工業(yè),農(nóng)業(yè)用管。32管道的選擇 按照不同的使用場(chǎng)合及使用要求,從安全性、經(jīng)濟(jì)性、使用年限、安裝方式等四個(gè)因素確定PPR管的合適規(guī)格。 目前,中國(guó)塑料管道專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、全國(guó)塑料制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)等單位正在制訂中的“冷熱水用聚丙烯(PP)管材、管件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(草案)”中規(guī)定:關(guān)于熱水先依照其設(shè)計(jì)溫度及使用年限確定其應(yīng)用等級(jí),再依照其設(shè)計(jì)壓力確定其S值,然后依照其管徑確定其壁厚;關(guān)于冷水管,直接依照其設(shè)計(jì)壓力確定
34、其S值,然后依照其管徑確定其壁厚。 目前,由于PPR管道的國(guó)標(biāo)尚未出臺(tái),在設(shè)計(jì)時(shí)可依照各產(chǎn)品的企標(biāo)選定合適的規(guī)格。 (1)用戶(hù)先按產(chǎn)品在長(zhǎng)期連續(xù)使用條件下工作壓力、溫度、壽命的變化關(guān)系來(lái)選用不同SDR(標(biāo)準(zhǔn)尺寸率)值的管材。當(dāng)系統(tǒng)安全系數(shù)C125時(shí),企業(yè)建議熱水管采納SDR值為74,6,5的管材;當(dāng)系統(tǒng)安全系數(shù)C15時(shí),企業(yè)建議熱水管采納SDR值為6或5的管材。在給定安全系數(shù)條件下,標(biāo)準(zhǔn)尺寸率SDR和公稱(chēng)壓力PN有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 (2)安全系數(shù)C的確定:在一般使用場(chǎng)合,且長(zhǎng)期連續(xù)使用溫度不大于70情況下選C125;在重要使用場(chǎng)合,且長(zhǎng)期連續(xù)使用溫度大于70,并有可能較長(zhǎng)時(shí)刻更高溫度運(yùn)行的情況下
35、可選C15。 (3)冷水管材(40)按不同的工作壓力及安裝方式可選公稱(chēng)壓力PN1016MPa;熱水管材可按不同工作壓力、使用溫度及安全系數(shù)選用公稱(chēng)壓力PN2025MPa的管道。33 管道的安裝及連接 PPR管道由于外表面光潔度好,硬度相對(duì)較高,安裝方式較靈活,可明裝或暗敷。關(guān)于經(jīng)常有人出入有可能碰撞PPR冷水管的場(chǎng)合,在其外壁無(wú)愛(ài)護(hù)措施的明裝條件下,建議其公稱(chēng)壓力不低于PN16MPa。 PPR管道的連接方式要緊有兩種:熱熔連接、電熔連接。這兩種方式適用于PPR管材與管材的連接,凡采納直埋安裝方式必須采納熱熔或電熔。電熔的施工成本較高,要緊適用于最后連接或施工不方便的場(chǎng)合。 PPR管道的另外兩種
36、次要連接方式是:絲扣接和法蘭連接。這兩種方式適用于PPR管材與金屬管或金屬配件的連接。絲扣接適用于小口徑,法蘭適用于大口徑。在水表及閥門(mén)等有可能需要拆卸的場(chǎng)合宜采納絲扣接或法蘭連接。 34 管道在設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)注意的若干事項(xiàng) 各PPR管生產(chǎn)廠家均對(duì)其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、使用、安裝有具體的要求,尤其要注意以下幾點(diǎn): 341 熱膨脹PPR管的線膨脹系數(shù)為015mm(mK),是鋼管線膨脹系數(shù)0012mm(mK)的12倍,是銅管線膨脹系數(shù)o02mm(mK)的75倍。較長(zhǎng)的PPR管段,假如無(wú)膨脹處理措施,在溫差較大時(shí),關(guān)于外露的明裝PPR管,將彎曲變形阻礙其美觀;關(guān)于絲扣接,將有可能導(dǎo)致滲水。關(guān)于熱膨脹的解決措
37、施,35節(jié)將作詳細(xì)討論。 342 熔接操作 不同溫度下、不同管徑的PPR管的熔接深度、加熱時(shí)刻、接插時(shí)刻均有嚴(yán)格的要求,同時(shí)在加熱及接插過(guò)程中不同意轉(zhuǎn)動(dòng)管材和管件。熱熔連接時(shí),管材與管件最大偏離角度不得超過(guò)5。管材彎曲時(shí),彎曲半徑不得小于管子直徑的八倍,嚴(yán)禁用明火加熱彎曲。 343 吊、支架 各產(chǎn)品的企標(biāo)針對(duì)不同的敷設(shè)方式、不同的管徑、橫管或立管、冷水或熱水均對(duì)吊、支架作了嚴(yán)格的規(guī)定。同時(shí),在各配水點(diǎn)、受力點(diǎn)以及管墻支管節(jié)點(diǎn)處,均要求采納可靠的固定措施。 344 愛(ài)護(hù)措施 關(guān)于已安裝好的FPR管,不能重壓、敲擊、必要時(shí)在重要部位采取愛(ài)護(hù)措施。尤其是沒(méi)有樓層封閉的管道井中的給水支管要注意愛(ài)護(hù)。在
38、寧波大學(xué)學(xué)生公寓一期的施工過(guò)程中,五層的一塊磚頭掉下來(lái)將二層的一個(gè)給水支管剪斷出一個(gè)平坦的斷面。 PPR管安裝在戶(hù)外或陽(yáng)光直射處必須包扎深顏色愛(ài)護(hù)層。 為防止水泵停泵時(shí)的水錘破壞管道,可在水泵出水口管段上設(shè)置水錘消除器或消聲止回閥。 35 解決管道熱膨脹的方法及工程實(shí)例 熱膨脹問(wèn)題比較突出的場(chǎng)合要緊是熱水系統(tǒng)。 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(wú)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(shù)脂是聚氯乙烯樹(shù)脂(PVC),聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的聚合物,產(chǎn)量?jī)H次于PE,居第二位。按
39、合成方式的不同,PVC樹(shù)脂分為以下類(lèi)型: EQ oac(,1)懸浮法樹(shù)脂:a、緊密型懸浮法樹(shù)脂 b、疏松型懸浮法樹(shù)脂懸浮法PVC分為PVC-SGl到PVC-SG8八種樹(shù)脂,其中數(shù)字越小,聚合度越大,分子量也越大,強(qiáng)度越高,但熔融流淌越困難,加工也越困難。(SG1聚合度最高,SG8聚合度最小)。加工硬制品時(shí),一般不加或?qū)iT(mén)少量加入增塑劑,因此做硬制品時(shí)用PVC-SG4、PVC-SG5、PVC-SG6、PVC-SG7、PVC-SG8型的樹(shù)脂。 EQ oac(,2)本體法樹(shù)脂 EQ oac(,3)乳液法樹(shù)脂 PVC樹(shù)脂由于聚合中的分散劑的不同可分為疏松型(XS)和緊密型()兩種。疏松型粒徑為0102
40、mm,表面不規(guī)則,多孔,呈棉花球狀,易汲取增塑劑,緊密型粒徑為01mm以下,表面規(guī)則,實(shí)心,呈乒乓球狀,不易汲取增塑劑。目前使用疏松型的較多。 聚氯乙烯樹(shù)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)在一起的聚攏體,這種粒子通常以聚合初期形成的尺寸僅為0.10.8m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2-10m的聚攏粒子所組成. PVC的性能:PVC樹(shù)脂為一種白色粉末,密度在1.351.45gcm3之間,表觀密度在04-05gcm3。 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一般須在160210時(shí)才可塑化加工,由于大分子之間的極性鍵使PVC顯
41、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120時(shí),純PVC即開(kāi)始出現(xiàn)脫HCl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,使之能夠加工成為有用的產(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 、UPVC,5-25份為半硬制品,大于25份為軟制品 SPVC。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的性能專(zhuān)門(mén)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
42、增塑劑有緊密的關(guān)系。增塑劑的性能要求: EQ oac(,1)與PVC的相容性:作為PVC的增塑劑,必須與PVC有良好的相容性。相容性不行的增塑劑,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,而且阻礙制品的外觀。 EQ oac(,2)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(guò)程,塑化溫度與PVC樹(shù)脂的型號(hào)、增塑劑的種類(lèi)和用量,以及配方中其它助劑都有關(guān)系。一般來(lái)講,相容性好、溶化能力強(qiáng)的增塑劑,塑化溫度較低。 EQ oac(,3)增塑效率:不同種類(lèi)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(lèi)的增塑劑達(dá)到同一硬度所需的相對(duì)用量,就
43、稱(chēng)為該增塑劑的增塑效率。 EQ oac(,4)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(lái)講,增塑劑的揮發(fā)要緊決定于分子量大小,遷移性則與增塑劑和PVC和相容性有關(guān)。 EQ oac(,5)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(shù)脂對(duì)熱極為敏感,當(dāng)加熱溫度達(dá)到90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后分解反應(yīng)加劇,在150,幾分鐘內(nèi),PVC樹(shù)脂就由原來(lái)的白色逐步變?yōu)辄S色 紅色 棕色 黑色。PVC樹(shù)脂分解過(guò)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(guò)如下幾
44、方面來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 EQ oac(,1)通過(guò)捕捉PVC熱分解產(chǎn)生的HCl,防止HCl的催化降解作用。( 鉛鹽類(lèi)、金屬皂類(lèi)、及環(huán)氧類(lèi)等)。 EQ oac(,2)置換爽朗的烯丙基氯原子。(金屬皂類(lèi)、亞磷酸脂類(lèi))。 EQ oac(,3)與自由基反應(yīng),終止自由基的反應(yīng)。(有機(jī)錫類(lèi)和亞磷酸脂)。 EQ oac(,4)與共扼雙鍵加成作用,抑制共扼鏈的增長(zhǎng)。 EQ oac(,5)分解過(guò)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。 EQ oac(,6)鈍化有催化脫HCl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(lèi)鉛鹽類(lèi)是PVC最常用的熱穩(wěn)定劑,也是十分有效的熱穩(wěn)定劑,其
45、用量曾占PVC熱穩(wěn)定劑的70以上。鉛鹽類(lèi)穩(wěn)定劑的優(yōu)點(diǎn):熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)良,具有長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性,電氣絕緣性能優(yōu)良,耐候性好,價(jià)格低。鉛鹽類(lèi)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,也難以得到鮮亮色彩的制品,缺乏潤(rùn)滑性,易產(chǎn)生硫污染。常用的鉛鹽類(lèi)穩(wěn)定劑有:a.三鹽基硫酸鉛(簡(jiǎn)稱(chēng)三鹽),是最常用的穩(wěn)定劑品種,要緊用于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(jiǎn)稱(chēng)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(rùn)滑性)。用于軟質(zhì)PVC中。2.2金屬鹽類(lèi)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
46、,毒性較大。c.硬脂酸鉛,熱穩(wěn)定性好,可兼做潤(rùn)滑劑。d.硬脂酸鈣,加工性能好、熱穩(wěn)定能力較低,無(wú)硫化污染,無(wú)毒,常與Zn皂并用。e.硬脂酸鋇,無(wú)毒,長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性好,抗硫化污染,透明。2.3有機(jī)錫類(lèi)有機(jī)錫類(lèi)為熱穩(wěn)定劑中最有效的,在透明和無(wú)毒制品中應(yīng)用最廣泛的一類(lèi),其突出優(yōu)點(diǎn)為:熱穩(wěn)定性好,透明性好,大多數(shù)無(wú)毒。缺點(diǎn)為價(jià)格高,無(wú)潤(rùn)滑性。有氣味。有機(jī)錫類(lèi)大部分為液體,只有少數(shù)為固體。能夠單獨(dú)使用,也常與金屬皂類(lèi)并用。有機(jī)錫類(lèi)熱穩(wěn)定劑要緊包括脂肪酸有機(jī)錫、馬來(lái)酸有機(jī)錫和硫醇有機(jī)錫三類(lèi)。 2.4有機(jī)銻類(lèi)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?xún)?yōu)于有機(jī)錫類(lèi),特不適于用雙螺桿擠出機(jī)的PVC
47、配方使用。有機(jī)銻類(lèi)要緊包括硫醇銻鹽類(lèi)、 EQ * jc0 * Font:宋體 * hps12 o ad(s up 11(qi),巰)基乙酸酯硫醇銻類(lèi)、巰基 EQ * jc0 * Font:宋體 * hps12 o ad(s up 11(su),羧)酸酯銻類(lèi)及羧酸酯銻類(lèi)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、鐠、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)合助劑采納了共生反應(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(rùn)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(rùn)滑劑共熔融形成顆粒狀,也幸免了因鉛
48、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)定劑要緊用于軟質(zhì)和無(wú)毒制品。復(fù)合穩(wěn)定劑體系都包含有機(jī)輔助穩(wěn)定劑、抗氧劑和潤(rùn)滑劑,但各自的品種和數(shù)量都不同。 (3)潤(rùn)滑劑 潤(rùn)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,從而降低熔體的流淌阻力,降低熔體粘度,提高熔體的流淌性,幸免熔體與設(shè)備的粘附,提高制品表面的光潔度等。 潤(rùn)滑劑的分類(lèi):按潤(rùn)滑劑的作用分類(lèi),分為內(nèi)、外潤(rùn)滑劑。其要緊區(qū)分是依其與樹(shù)脂的相容性大小。 內(nèi)潤(rùn)滑劑與樹(shù)脂親和力大,其作用是降低
49、分子間的作用力;外潤(rùn)滑劑與樹(shù)脂的親和力小,其作用是降低樹(shù)脂與金屬表面之間的摩擦。內(nèi)外潤(rùn)滑劑之分只是相對(duì)而言,并無(wú)嚴(yán)格劃分標(biāo)準(zhǔn)。在極性不同的樹(shù)脂中,內(nèi)、外潤(rùn)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(shù)脂(如PVC及PA)而言,起內(nèi)潤(rùn)滑作用;但關(guān)于非極性樹(shù)脂(如PE、PP),則顯示外潤(rùn)滑作用。相反,高分子石蠟等與極性樹(shù)脂相容性差,如在極性PVC中用做外潤(rùn)滑劑,而在PE、PP等非極性樹(shù)脂中則為內(nèi)潤(rùn)滑劑。在不同加工溫度下,內(nèi)、外潤(rùn)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,要緊起外潤(rùn)滑作用;當(dāng)溫度升高后,與
50、PVC相容性增大,則轉(zhuǎn)起內(nèi)潤(rùn)滑劑作用。 EQ oac(,1)液體石蠟:俗稱(chēng)白油,為無(wú)色透明液體,可用作PVC的透明性外潤(rùn)滑劑,用量為05份左右,用量大會(huì)嚴(yán)峻阻礙上色。 EQ oac(,2)固體石蠟,又稱(chēng)為天然石蠟,白色固體,可用作PVC的外潤(rùn)滑劑,用量為0110份,用量太大會(huì)阻礙透明度。 EQ oac(,3)微晶石蠟,又稱(chēng)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(chēng)為微晶石蠟。潤(rùn)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01-03份。 EQ oac(,4)低分子量聚乙烯,又稱(chēng)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(rùn)滑劑,用量一般為05
51、份以下。 EQ oac(,5)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(rùn)滑作用,透明性好,用量在0.2-1.0份。 EQ oac(,6)氯化石蠟,與PVC相容性好,透明性差,與其他潤(rùn)滑劑并用效果好,用量05份以下為宜。 EQ oac(,7)單硬脂酸甘油酯,外觀為白色蠟狀固體,為PVC優(yōu)良內(nèi)潤(rùn)滑劑,對(duì)透明性阻礙小,加入量低于15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(guò)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?,改性劑或其它添加劑?.1加工助劑的作用:加工助劑是能夠改善樹(shù)脂加工性能的助劑
52、,其要緊作用方式有三種:促進(jìn)樹(shù)脂熔融、改善熔體流變性能及給予潤(rùn)滑功能。a.促進(jìn)樹(shù)脂熔融:PVC樹(shù)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(shù)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(shù)脂,加速PVC熔融。 b.改善熔體流變性能:增加PVC熔體的粘彈性,從而改善離模膨脹和提高熔體強(qiáng)度等。c.給予潤(rùn)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(shù)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
53、擊改性劑。我國(guó)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)刻,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153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(shù)脂是一個(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,能夠?qū)iT(mén)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
54、的作用是防止和延緩其塑料的分解和老化,延長(zhǎng)塑料制品使用壽命。 EQ oac(,1)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。 EQ oac(,2)淬滅劑:品種有光穩(wěn)定劑2002、光穩(wěn)定劑1084等。 EQ oac(,3)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。品種要緊有:光穩(wěn)定劑GW-540、GW544、CW-310、BW10LD、光穩(wěn)定劑744、光穩(wěn)定劑622、光穩(wěn)定劑944等。4.5填料填料的要緊作用是提高某種性能和合理降低成本。 EQ oac(,1)碳酸鹽類(lèi) 要緊為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和
55、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700目。 EQ oac(,2)其他類(lèi):金屬氧化物、金屬粉 、含硅化合物、 纖維類(lèi) 、硫酸鹽類(lèi)(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)品工藝操縱與質(zhì)量要求工藝流程 PVC的工藝流程PVC的工藝流程如下圖所示: 冷卻 真空定型 混合 擠出 冷卻 真空定型 混合 擠出塑化熔融 配料包裝 定長(zhǎng)切割入庫(kù)堆放 檢驗(yàn) 牽引包裝 定長(zhǎng)切割入庫(kù)堆放 檢驗(yàn) 牽引表示關(guān)鍵工序配
56、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)工藝流程中操縱的關(guān)鍵工序,要緊操縱熔體溫度,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)備安全的重要操縱環(huán)節(jié)。 PE、PP-R的工藝流程真空上料 牽引 真空定型 擠出 冷卻真空上料 牽引 真空定型 擠出 冷卻入庫(kù)堆放 檢驗(yàn)收卷入庫(kù)堆放 檢驗(yàn)收卷 定長(zhǎng)切割表示關(guān)鍵工序工藝的操縱溫度的操縱 1.1塑料熔融過(guò)程中能量的獲得 塑料熔融過(guò)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
57、槽內(nèi)的料的溫度逐漸上升到工藝溫度,達(dá)到工藝要求,這一時(shí)段的熱能量要緊由加熱裝置提供;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,要緊通過(guò)冷卻風(fēng)機(jī)來(lái)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
58、操縱增加了難度。對(duì)溫度的設(shè)置更要適當(dāng),否則專(zhuān)門(mén)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(wú)法正常生產(chǎn)。通過(guò)輸送段汲取了大量的熱量之后,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,差不多差不多塑化,大部分物料成黏流態(tài),這時(shí)只需要提供保證物流淌的溫度即可。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。差不多溫度設(shè)置如下: 機(jī)筒一區(qū) 機(jī)筒四區(qū) :1855 1705合流芯:1655 機(jī)頭一區(qū) 機(jī)頭五區(qū):1705 19010可用下圖表示: t 各區(qū)段注:以上溫度
59、的設(shè)置,依照不同的設(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 t 各區(qū)段 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,其溫度的操縱不盡相同,即使是用同一種原材料,國(guó)外的先進(jìn)的設(shè)備通常在180190就能達(dá)到質(zhì)量要求,而國(guó)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)得專(zhuān)門(mén)粗糙。即便如此也要遵循以下原則:PE的加工溫度不能超過(guò)220,PPR的加工溫度不能超過(guò)230,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。假如該段的溫度過(guò)低,將增加主電機(jī)的負(fù)荷。假如設(shè)置過(guò)高則物料過(guò)早軟化,沒(méi)有
60、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,一般操縱在110-120之間為宜。如上圖所示,從機(jī)筒一區(qū)開(kāi)始,溫度一般從170左右開(kāi)始逐漸往上加,至口模段一般為215左右。主機(jī)電流的操縱主機(jī)電流反映的是螺桿里物料的多少的情況,一般來(lái)講,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。關(guān)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(guò)程中應(yīng)當(dāng)將電流操縱在此范圍內(nèi)。實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)證明,除了螺槽內(nèi)的物料的多少外,熔體的壓力也對(duì)主機(jī)電流有阻礙,但不是
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