聚氯乙烯塑料的配方設(shè)計(jì)依據(jù)
配方設(shè)計(jì)工作對(duì)塑料制品的性能有很大影響,特別是對(duì)聚氯乙烯塑料,它可以通過(guò)添加各種助劑來(lái)制造各種硬如金屬的結(jié)構(gòu)材料,或軟如橡膠的軟管;可以制造成絕緣性能很好的電纜,或具有一定導(dǎo)電性的半導(dǎo)體塑料;可以制造成玻璃似的透明薄膜,或制成耐磨的塑料鞋等等,以適應(yīng)各種場(chǎng)合、各種要求的使用條件。因此配方設(shè)計(jì)工作對(duì)聚氯乙烯塑料具有特別重要的意義。
聚氯乙烯塑料配方中各組份作用都相互有關(guān)系的,不能孤立地選配。因?yàn)橐磺锌陀^事物本來(lái)是互相聯(lián)系和具有內(nèi)部規(guī)律的,我們要如實(shí)地反映這些情況而不能片面地、表面地、孤立地去看它們。在選擇各組份時(shí),應(yīng)全面的考慮各方面因素,如物理性能、流動(dòng)性能、成型性能、化學(xué)性能等。上面已介紹了聚氯乙烯塑料的各種助劑的性能,這里主要介紹各種助劑的具體配方技術(shù)。常用的聚氯乙烯塑料制品配方設(shè)計(jì),是以聚氯乙烯樹(shù)脂為主體,適當(dāng)加入穩(wěn)定劑、增塑劑、或其它助劑。聚氯乙烯塑料制品的配方,是按不同制品的性能要求、原材料的來(lái)源、價(jià)格及適應(yīng)各種成型工藝來(lái)設(shè)計(jì)的。
一、聚氯乙烯塑料制品的性能要求
聚氯乙烯塑料的應(yīng)用范圍十分廣泛,由于使用的場(chǎng)合、條件、環(huán)境等差異對(duì)塑料性能也就提出了各種不同的要求。例如物理機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電氣絕緣性以及外觀等方面或防霉、無(wú)毒、防輻射等特殊要求,就需要配方設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前深入細(xì)致地了解產(chǎn)品使用的具體要求,作為設(shè)計(jì)聚氯乙烯配方的主要依據(jù)。
二、聚氯乙烯塑料原料來(lái)源
在新配方設(shè)計(jì)或老配方改進(jìn)時(shí),應(yīng)擺脫資產(chǎn)階級(jí)的清規(guī)戒律,合理的選用原料,節(jié)約使用某些比較緊張的添加劑,特別要注意結(jié)合國(guó)家資源情況以適應(yīng)目前國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的需要。例如在選用增塑劑時(shí)應(yīng)盡可能采用以石油為原料的增塑劑(如石油磺酸苯酯及氯化石蠟等)。又如在選用穩(wěn)定劑上,盡管鉛鹽穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果比較理想,但青鉛是國(guó)防工業(yè)的重要原料,因此如何節(jié)約鉛鹽應(yīng)在配方設(shè)計(jì)中適當(dāng)考慮。填充料的選擇很大程度上是決定于價(jià)格及來(lái)源,因此在大多數(shù)的情況下都是選用價(jià)格低廉而來(lái)源較廣的碳酸鈣陶土和重晶石粉等,只有在對(duì)流動(dòng)性及韌性有特殊要求時(shí)才選用鈦白粉。在選用其它一些添加劑或特殊助劑時(shí),也都要貫徹獨(dú)立自主、自力更生的精神,考慮這些原料生產(chǎn)的可能性及其成本。在生產(chǎn)過(guò)程中。有些原料一時(shí)不能供應(yīng)時(shí),在不影響制品質(zhì)量和加工性能的基上。采用其它品種原料來(lái)代替(或部分代替)。因此生產(chǎn)一種產(chǎn)品往往有幾個(gè)配方。
三、聚氯乙烯塑料的成型工藝
聚氯乙烯塑料的成型方法是多種多樣的,例如生產(chǎn)薄膜可以采取壓延成型,也可以采取吹塑成型;生產(chǎn)硬板,可以采取擠壓成型,也可以采取壓制成型;生產(chǎn)電纜料,可以采取滾壓塑化法,也可以采取擠壓造粒法。當(dāng)然各種成型方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。由于成型方法的不同,溫度、時(shí)間、采用的機(jī)械加工設(shè)備亦不同,塑料在設(shè)備中所承受的熱量和壓力也各自不同,因此在配方設(shè)計(jì)中,慎重選擇各種助劑及其用量,以適應(yīng)成型工藝的特點(diǎn),減少成型中所產(chǎn)生的種種困難是很重要的。
以生產(chǎn)薄膜為例,壓延法及吹塑法在配方設(shè)計(jì)中就有所不同。
(1)在壓延法生產(chǎn)薄膜的配方中,為了增加薄膜的柔軟性,增塑劑比例可以適當(dāng)大一些,由此引起的發(fā)粘現(xiàn)象可以用薄膜刻花的方法來(lái)解決。而在吹塑生產(chǎn)薄膜的配方中,增塑劑比例受到其成型工藝的限制,增塑劑含量增加后,由于物料過(guò)軟,使吹塑成型過(guò)程中泡影要內(nèi)緊垂,以致粘住口模而破壞正常操作。
(2)在壓延法生產(chǎn)薄膜的配方中,氯化石蠟的搭配數(shù)量可以適當(dāng)增加,不致破壞壓延成型的正常操作。而在吹塑成型中卻不能超過(guò)一定的數(shù)量,否則會(huì)使吹塑泡影不準(zhǔn),操作上很難控制。
(3)壓延成型中潤(rùn)滑劑的用量必須適當(dāng)考慮,若用量過(guò)少會(huì)產(chǎn)生粘輥和過(guò)熱燒焦分解的現(xiàn)象,用量過(guò)多則容易導(dǎo)致噴霜現(xiàn)象(潤(rùn)滑劑析出,粘在加工設(shè)備表面的現(xiàn)象)。嚴(yán)重地影響加工質(zhì)量和二次加工的熱焊、印刷等性能。潤(rùn)滑劑一般用量為0.3~2%,軟質(zhì)壓延制品的加工速度>40米/分時(shí),潤(rùn)滑劑用量比低速壓延時(shí)可適當(dāng)減少,其品種常采用硬脂酸和金屬皂類。
毛主席教導(dǎo)我們:“一個(gè)正確的認(rèn)識(shí),住往需要經(jīng)過(guò)由物質(zhì)到精神,由精神到物質(zhì),即由實(shí)踐到認(rèn)識(shí),由認(rèn)識(shí)到實(shí)踐這樣多次的反復(fù),才能夠完成。”聚氯乙烯塑料的配方設(shè)計(jì)過(guò)程,就是這樣一個(gè)反復(fù)實(shí)踐、反復(fù)認(rèn)識(shí)的過(guò)程。有些配方設(shè)計(jì)往往需要經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn),從成功的試驗(yàn)中吸取符合客觀規(guī)律的東西,從失敗的試驗(yàn)中找出失敗的原因,從中吸取教訓(xùn),不斷地修正所設(shè)計(jì)的配方,使之適合于容觀的規(guī)律性。
在配方設(shè)計(jì)中,特別在確定某一種添加劑的配比量時(shí),為了減少試驗(yàn)次數(shù)可以采用優(yōu)選法。“優(yōu)選法”是一種以少的試驗(yàn)次數(shù)迅速地找到生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的最優(yōu)方案的數(shù)學(xué)方法。優(yōu)選法可以節(jié)省人力、物力、縮短時(shí)間加快進(jìn)程,具有較大的經(jīng)濟(jì)效果。