制品的生產工藝講座

部分：

PVC加工工藝簡述

PVC的實際加工分為六部分，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，對于PVC產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、化學性能、機械性能及在PVC當中的作用）；

2、PVC的配方；

1、協同反應的配方：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：兩種原材料放在一起效率沒有增高也沒有降低。

3、對抗反應：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，相當于一種或者低于一種的效果，所以它的效果明顯降低，實際上對抗反應就是一種化學反應，按照粗略得講就是化學中的酸堿反應；

3、混料工藝：就是把配方所做成的原材料放到一個裝置中加溫混合；

4、擠出機的結構及擠出工藝；

5、模具；

6、員工的操作技術及責任感。

以上六部分是脫離不開的，脫離任何一部分產品都不會做好，不要忽略任何部分，技術不懂不會，好產品照樣做壞，相反的技術好了，對于不是很好的配方也可做到極善。責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產品的30~40%，擠出機的結構和擠出工藝占25%，混料工藝占20%，員工的操作技術和職能也占了10~15%。

第二部分：擠出機的結構和擠出工藝：

1、擠出機的結構

擠出機是由電動機（即驅動裝置），減速箱（減速器），分配箱，機筒、螺桿（機筒螺桿是一部分），加熱冷卻裝置，電控裝置組成。擠出機結構的核心部分是機筒和螺桿,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，通過喂料機設到一定的轉速向機筒的料槽里進行推進，這個料就自然推到機筒螺桿中。

2、擠出機機筒螺桿各部的作用：

一區(qū)（預塑化區(qū)）：在整臺擠出機的電控加熱和擠出過程中一區(qū)的作用是相當重要的，

它比其它區(qū)都重要，它承擔的任務包括：

1、干粉料壓實，剪切，定量向前輸送

2、提前預塑化的一個過程，如果在一區(qū)預塑化沒有達到，那么整臺機器的塑化度就達不到，在整臺擠出機當中（除去模具以為），一區(qū)的溫度是高的，是溫度的高點。若一區(qū)沒有達到預塑化會出現以下情況：

1、主機排氣孔冒料，

2、電流明顯變大

3、產品非常脆。

二區(qū)（塑化區(qū)）：在這個區(qū)當中，把一區(qū)傳遞過來的干粉料通過一區(qū)的預塑化已壓成塊

狀，隨著螺桿的轉動，把壓實的塊狀物向前輸送到達二區(qū)，在這個區(qū)螺鈴的結構發(fā)生變化，

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

標準塑化度的90%以上。因為螺鈴里面還有好多小槽，就達到了攪拌的目的，所以整體來

說二區(qū)達到了塑化的90%以上。若物料在一區(qū)沒有達到預塑化，那么將會對二區(qū)產生不良

影響：

1、干粉料不塑化、

2、擠掉螺鈴。二區(qū)的溫度設置應比一區(qū)低1~2℃或和一區(qū)相等，具體要根據擠出機的塑化能力來設置，若擠出機的塑化能力較好，該區(qū)溫度可以低于一區(qū)1~2℃，若擠出機的塑化能力不好，該區(qū)溫度應和一區(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行完全塑化，三區(qū)要保證

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

能超過8℃，因機筒螺桿材料屬于合金鋼，剛材都有熱力傳導性，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)不承擔一點塑化任務，若物料塑化相當好，在該區(qū)可以看到，

螺桿漂浮于擠出機機筒的中心上旋轉。所以擠出機四區(qū)的任務是把塑化好的熔體定量的向前輸送，若該區(qū)承擔塑化能力，對擠出機危害作用是非常大的。四區(qū)的溫度應該低于三區(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到合流、熔接。

2、塑化度的微調裝置。

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。塑化度的微調裝置的作用：當塑化度稍稍有點低或塑化度稍稍有點高時，就可以不用去考慮擠出機的其它問題，可以通過降低或升高合流芯的溫度來調整塑化度。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，微調是有一定的規(guī)律的，若擠出機四區(qū)的溫度是170℃，合流芯的溫度就可以設置成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以四區(qū)為標準上下10℃之內調整。

4、模頭的作用就是產出合格產品。

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特性，溫度越高，流動性越快，但是不是度的，例如一個方管材，有四個區(qū)加熱，若左面流動慢、出料比較少，將這邊加加溫，流動性立馬就增加，所以說越是加溫，物體的流動性、擠出量就越快，為什么加溫物體的流動性就快，是因為沒有阻力了，很順暢的擠出了，實際上我們可以把合流芯看做一個閥門，當我們的水的閥門完全打開的時候，水很順暢的往下流，當閥門打開一半或完全關閉時，水就不流或流的很少，我們就把合流芯當做水的一個閥門，溫度低的時候就等于把閥門關上一會，就是這種道理。通過來調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，所以當有塑化不良這種情況時，我們可以把合流芯的溫度往下調，下調以后是不是塑化就良了，物料的流動就慢了，產生一個壓力，產生壓力的結果就是增加了塑化度。

第三部分：塑化度

1、塑化度對產品性能的影響：

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

1、當塑化度60%時，拉伸強度高；

2、當塑化度65%時，沖擊強度高；

3、當塑化度70%，斷裂伸長率高；

對于生產給水用管材的物料塑化度為60-65%為宜。因為在這范圍內它能體現拉伸強

度和沖擊強度兩個性能。

2、溫度對塑化度的影響：

高分子材料在低于80℃時不能成熔體，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℃時物料處于高彈態(tài)，但在該區(qū)域物料還是無法流動，只能使物料變軟、粘彈性增加；真正能達到PVC熔體加工的、而且有流動性的，溫度應在160-200℃之間，但是對于任何穩(wěn)定劑，在溫度高于200℃時，長期受熱，物料又分解了，

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

3、提高塑化度的方法：

1、通過提高機身和螺桿的溫度。

2、待螺桿轉速正常時，提高喂料機的喂料速度來提高塑化度

3、在擠出機額定轉速和滿足喂料的情況下，提高擠出機的轉速。

4、給干粉料一個良好的熟化期（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、通過主機電流判定塑化度以（65/132生產線為例，主機電流以46-52A為宜，我公司因為是低鈣產品，以45-50A為宜。前提是：螺桿轉速16~22r/min，喂料充滿并與螺桿轉速相匹配，溫度設定與螺桿轉速及主機電流相匹配）；

2、通過主機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時）；

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

第四部分：擴口工藝選擇

對于PVC管材擴口，一般采用擴口溫度為245±5℃，無論管材壁厚多少，擴口溫度一般不能超過250℃，因為擴口加熱需緩慢使管材受熱均勻，以消除應力，使產品質量良好，故擴口加熱時間根據壁厚不同而變化，同時也與環(huán)境溫度有關，內外部加熱溫度相差不能超過10℃。

第五部分：PVC管材擠出模具結構及工藝設定（其結構如下圖所示）

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計作用）；

壓縮段作用：將物料由厚壓縮到薄，增加其密實度；增加流動性及壓力；

平直段的作用：平直段長度不夠會造成離模膨脹現象，同時也影響管材爆破壓力實驗、

低溫落錘實驗、扁平實驗、拉伸實驗均不合格；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（其缺點為使用前表面需鍍Cr，易變形）連接段溫度設定較合流芯高5-10℃；預成型段較連接段溫度高5℃左右；過渡段溫度設定一般為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一區(qū)溫度。

第六部分：擠出模具的幾個關鍵參數

壓縮比：

口模成型的截面積總和與預成型段的截面積總和之比就叫做壓縮比。

一般來講，

對于管材來說，壓縮比取1：2.5-5倍之間，根據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性能（爆破壓力、拉伸強度、扁平強度和沖擊強度）有直接的關系。

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），一般來說一個擠出機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塌腔，芯棒好能通風冷卻，這樣可解決內腔過熱，防止內外溫度不一樣，產生應力。

第七部分：原材料

加工助劑的作用：

降低PVC熔體粘度，促進塑化，增加流動性，增加熔體粘彈性和強度。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設備缺陷。

ACR

加工助劑的分類：（國標規(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中加熱后通入所得，含氯量以35%時，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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