中山盖竟装饰材料公司

對于有些改性品種，其燃燒特征已經(jīng)改變，須在實(shí)踐中反復驗證確定。

連粒是指一系列粒子彼此相連的情形，即在某些情況下，粒子之間通過(guò)薄膜端面對端面或者以切向的方式連接在一起。在加工過(guò)程中，幾個(gè)工藝問(wèn)題可能獨自或共同導致此種現象的發(fā)生。

加工水太熱就是造成連粒的一個(gè)原因，在此情況下，應該降低水溫以給予粒子表面足夠的淬冷。

水流速度過(guò)低也是引起連粒的一個(gè)原因，它會(huì )導致粒子切粒室速度減慢，進(jìn)而出現粒子團聚。

如果模頭的孔眼距離過(guò)近，在加工過(guò)程中出口膨脹將會(huì )造成粒子觸碰，其解決方法就是采用大間距、孔數少的模頭替換現有模頭。

所謂拖尾，就是粒子邊緣有些突出，切割邊緣就像曲棍球桿的形狀，它看起來(lái)像一個(gè)位于切口底部的污染物或者撕扯物。

其產(chǎn)生的原因是，切割裝置在此處沒(méi)能進(jìn)行干脆利落的切割。一般情況下，從線(xiàn)料切粒機出來(lái)的正確切割粒子應該是一個(gè)直角圓柱體，從水下切粒機出來(lái)的正確切粒應該是一個(gè)近乎完美的球形。

通常，不容易出現料末的材料也會(huì )因為拖尾而產(chǎn)生料末。假定所有的加工參數都經(jīng)過(guò)了檢查，拖尾一般可能被診斷為切割問(wèn)題。

對于線(xiàn)料切粒生產(chǎn)線(xiàn)而言，其解決方法是更換滾刀與底刀以提供嶄新且鋒利的切刃；或按照制造商手冊規定的數值重新確定設備間距。

對于水下切粒線(xiàn)而言，需要檢查模板與刀刃，以確保沒(méi)有刻痕，因為刻痕和溝槽常常引起拖尾。

對于許多結晶性材料而言，如通用聚苯乙烯，料末似乎是一種常見(jiàn)且特有的危害。它們之所以成為加工商需要面對的問(wèn)題，是因為它們會(huì )改變材料的體積密度，在擠出機機筒中降解或燒焦，為輸送過(guò)程帶來(lái)麻煩。樹(shù)脂生產(chǎn)商的主要目標是生產(chǎn)均一的粒形，即具有既定的長(cháng)度和直徑，沒(méi)有來(lái)自料末或外來(lái)物質(zhì)的污染。

針對此問(wèn)題，可通過(guò)調節設備并控制一些重要的工藝參數，達到減輕料末的目的。當進(jìn)入切刀時(shí)，線(xiàn)料生產(chǎn)線(xiàn)的溫度應盡可能接近材料的維卡軟化點(diǎn)，以確保線(xiàn)料盡可能受到熱切，從而避免破裂。

針對特定的聚合物，選擇帶有適當切粒角度的滾刀，在減少料末方面發(fā)揮著(zhù)重要作用。對于未填充聚合物，應盡量使用司太立合金鋼或工具鋼滾刀，并使滾刀和底刀刀口保持鋒利，以避免弄碎聚合物。對于切粒之后的后續設備，無(wú)論加壓還是真空設備，都要避免裹入空氣。

對于水下切粒線(xiàn)，要確保在加工過(guò)程中保持足夠的頂住模面的刀壓，并適當調節切粒后的停留時(shí)間，以確保粒子進(jìn)入干燥機時(shí)是熱的。

切粒設備的底刀是一種堅硬的碳化鋼片，在其適當位置上焊有因瓦合金，能使它通過(guò)螺紋安裝到支架上。通常，底刀的刀刃轉動(dòng)后就會(huì )出現底刀破裂的現象，對此，可采取適當措施來(lái)避免這種問(wèn)題，在此過(guò)程中需要仔細遵照制造商設備手冊上推薦的辦法進(jìn)行。

在此，需要特別強調的一點(diǎn)是，有螺紋的因瓦合金芯棒是通過(guò)銀焊固定到位的，它有一個(gè)剪切限制，容易在安裝時(shí)被過(guò)大的轉矩破壞。另外，在旋轉或安裝中，破裂的底刀易發(fā)生移位，并會(huì )在切粒機中飛散，破壞滾刀的刀刃，提高維修費用。

收縮空隙和空心粒料表明線(xiàn)料的回火不恰當。收縮空隙輕微時(shí)可能只是粒子端面上的一個(gè)小坑，而嚴重時(shí)可能會(huì )產(chǎn)生空心粒子，就像調酒棒一樣，這種現象出現的情況是，線(xiàn)料的芯部溫度接近熔融狀態(tài)，且線(xiàn)料被切粒后馬上收縮。而得到正確回火的線(xiàn)料，其界面的溫度梯度會(huì )保持恒定，且其被切割時(shí)對冷卻介質(zhì)（空氣或水）沒(méi)有響應。

收縮空隙出現的具體原因是，當加工水對特定的聚合物太冷時(shí)，線(xiàn)料的外表層冷凍住，產(chǎn)生了一個(gè)硬殼，而把熱量留在了線(xiàn)料芯部；另外，線(xiàn)料在空氣或水中沒(méi)有足夠的浸泡時(shí)間，導致線(xiàn)料芯部的熱量不能轉移到線(xiàn)料表面，從而無(wú)法進(jìn)行良好的截面冷卻。

水下切粒生產(chǎn)的粒子，由于熔體中存在被困的揮發(fā)物，也會(huì )出現收縮空隙，一種有效的預防措施是檢查擠出機上的真空孔。

線(xiàn)料漂移是線(xiàn)料在喂入平臺上存在的向一邊集束的傾向狀態(tài)，它會(huì )引起料粒質(zhì)量變差、存在細長(cháng)條和加工紊亂等問(wèn)題。

如果切粒機切割平面沒(méi)有平行于擠出機擠條模板，那么線(xiàn)料將會(huì )出現向左邊或右邊擁擠的趨勢，最終導致線(xiàn)料漂移。

另外，造成線(xiàn)料漂移的其他原因還包括下喂入輥與刮刀的間隙不恒定、下喂入輥的直徑不一致等。

細長(cháng)條是切粒機生產(chǎn)出的一類(lèi)非正常的產(chǎn)品，顧名思義，其長(cháng)度比常規粒子尺寸長(cháng)，長(cháng)出的尺寸通常在幾英寸范圍內變動(dòng)。細長(cháng)條（也稱(chēng)為斜角切割粒子）的出現表明線(xiàn)料喂入滾刀時(shí)的線(xiàn)料姿態(tài)控制不好，具體而言是由于線(xiàn)料在喂入滾刀時(shí)并非處于垂直角度，因此在切割時(shí)，線(xiàn)料末端將出現一個(gè)傾斜角度。

喂入輥（咬入點(diǎn)）和滾刀（切割點(diǎn)）之間的距離稱(chēng)為壓進(jìn)距離，在這個(gè)跨度上沒(méi)有任何東西用以控制線(xiàn)料。切粒機不同于木板刨床，如果喂入輥安裝不正，或者工況差，那么塑料線(xiàn)料將不會(huì )以垂直于切割面的角度喂入到切割裝置中，如此一來(lái)，線(xiàn)料開(kāi)始彼此交叉，引起切割質(zhì)量的進(jìn)一步惡化，最終產(chǎn)生嚴重問(wèn)題。交叉的線(xiàn)料將迫使兩個(gè)喂入輥彼此分開(kāi)，使線(xiàn)料失去張力，進(jìn)而導致線(xiàn)料暫時(shí)垂落，使線(xiàn)料偏向喂入輥的兩邊。出現上述問(wèn)題的預警信號是，上喂入輥處于糟糕的工況，存在溝槽、裂紋或者變色（老化或熱導致的硬化）等現象。

其他線(xiàn)料控制方面的常見(jiàn)問(wèn)題還包括：下喂入輥磨損，這將引起牽引力的損失；不正確的線(xiàn)料淬火工藝，這將會(huì )導致線(xiàn)料象蛇一樣劇烈彎曲；還有磨損的線(xiàn)料模板，它將產(chǎn)生各種直徑不同的線(xiàn)料。不僅如此，制造商們還要警惕極端磨損的滾刀和頂住線(xiàn)料的底刀，因為底刀負責把線(xiàn)料推到切割點(diǎn)，防止切刀在超高轉速下運轉，因為這種超高轉速會(huì )引起線(xiàn)料搖擺。

在水下切粒系統中，細長(cháng)條產(chǎn)生的主要原因是由于喂入速度與切刀速度不匹配，在此情況下，需要增加切刀速度來(lái)匹配喂入速度，或者減小喂入速度來(lái)匹配切刀速度。另外，在加工過(guò)程中還要確保切割刀頭上有足夠的刀片，以保證粒子具有正確的幾何形狀，并檢查是否有?？装l(fā)生聚合物料流的慢動(dòng)或阻塞。

增塑劑與PVC分子之間作用力為較弱的范德華力和氫鍵，在加工和使用時(shí)增塑劑容易向外界發(fā)生遷移擴散。

增塑劑的遷移擴散方式主要有四種：

①從PVC制品表面揮發(fā)至大氣中；

②被PVC制品接觸的液相抽出；

③向PVC制品接觸的固體或半固體物質(zhì)中發(fā)生遷移擴散；

④在壓力作用下由PVC制品中滲出。

增塑劑的遷移擴散主要經(jīng)歷三個(gè)階段：增塑劑向內表面擴散，在內表面形成“橫臥”狀態(tài)，擴散離開(kāi)制品表面。

增塑劑的遷移擴散可視為聚合物中小分子物質(zhì)的傳遞，是在聚合物鏈段間的空隙進(jìn)行遷移。聚合物分子鏈段通常包括線(xiàn)型、支鏈型及交聯(lián)型，而鏈段間又會(huì )產(chǎn)生排列和堆砌，因此，聚合物內部空間網(wǎng)絡(luò )結構極其復雜，同時(shí)存在晶區與非晶區。非晶區多為無(wú)定形形式，鏈段間空隙多于晶區，因此，小分子在晶區的遷移擴散速度低于非晶區。晶區、非晶區、分子鏈段形態(tài)會(huì )隨溫度等外界條件的變化而發(fā)生變化。

影響增塑劑在PVC制品中遷移擴散的因素主要有溫度、PVC制品特性、增塑劑分子特性、增塑劑含量、介質(zhì)等。

①溫度：溫度能夠顯著(zhù)影響擴散的發(fā)生，溫度越高，原子熱激活能越大，遷移越容易發(fā)生。

②PVC制品特性：主要體現在鏈段自由體積和鏈段運動(dòng)特性。當增塑劑分子移動(dòng)所需最小自由體積小于高分子鏈段自由體積時(shí)，增塑劑分子能夠擴散通過(guò)該高分子鏈段。PVC中自由體積越大，增塑劑分子越容易發(fā)生遷移。PVC分子鏈段不飽和度越高，運動(dòng)性越強，增塑劑越容易發(fā)生擴散。

③增塑劑分子特性：增塑劑的相對分子質(zhì)量直接影響其遷移能力，相對分子質(zhì)量越大，在PVC制品中越難發(fā)生擴散。當增塑劑分子體積相同時(shí)，扁平或長(cháng)形分子的增塑劑要比球形分子的增塑劑易于發(fā)生擴散。

④增塑劑含量：其它條件相同時(shí)，增塑劑含量越大，遷移越容易發(fā)生。

⑤介質(zhì)：一般來(lái)說(shuō)，增塑劑被油相溶劑抽出較易，被水相抽出較難。

為了抑制增塑劑遷移擴散過(guò)程的發(fā)生，抑制增塑劑遷移的方法有PVC表面處理、PVC接枝改性、與高分子增塑劑共混、加入納米粒子、加入蒙脫土、有機溶劑浸泡、與PVC形成共價(jià)鍵、增塑劑改性等。

（1）PVC表面處理

①表面交聯(lián)。

對PVC表面進(jìn)行交聯(lián)，可減少PVC鏈段間的空隙，從而抑制增塑劑的遷移擴散。PVC表面交聯(lián)可形成二維交聯(lián)網(wǎng)狀結構，對增塑劑分子形成“牽拉”、“包裹”作用，阻礙增塑劑的遷移擴散。交聯(lián)改性的方法通常是將PVC與疊氮化物、硫化鈉等反應，進(jìn)行等離子處理，或進(jìn)行紫外光照射。

②表面涂層。

為了減少聚合物內增塑劑的遷移和抽出，可以采用在聚合物表面包覆一層非遷移物質(zhì)的方法。將Cl原子被取代的改性PVC溶解在有機溶劑中，將其涂在軟質(zhì)PVC制品表面，通過(guò)加熱或紫外光照射使涂層固化，采用該方法形成一層30μm的薄層就可以阻止增塑劑的遷移。

（2）PVC接枝改性

對PVC接枝改性可將PVC分子鏈與其它功能鏈通過(guò)分子鍵連接起來(lái)，限制或減少PVC鏈段運動(dòng)，減少增塑劑的遷移擴散。β–環(huán)糊精(β–CD)是由7個(gè)吡喃葡萄糖分子連接形成的環(huán)狀化合物，具有圓臺形空腔結構，兩端由于羥基存在具有親水性，空腔內由于C—H鍵存在具有疏水性，疏水性的空腔結構可吸附并包埋增塑劑分子，從而抑制增塑劑的遷移。同時(shí)，接枝后β–CD形成的彎曲通道可抑制增塑劑的遷移。添加β–CD技術(shù)簡(jiǎn)單，但與PVC相容性較差，配伍不均勻。

（3）與高分子增塑劑共混

有些高分子材料與PVC共混時(shí)，和PVC具有良好的相容性，可以降低PVC的玻璃化轉變溫度，提高柔性，起到與小分子增塑劑類(lèi)似的作用，可看作是PVC的高分子增塑劑。同時(shí)，該類(lèi)增塑劑分子量較高，通常大于1000，與小分子增塑劑相比具有良好的耐遷移性和耐低溫性，又稱(chēng)為永久型增塑劑。高分子增塑劑一般價(jià)格昂貴，加入后會(huì )降低PVC制品透明度，同時(shí)，高分子增塑劑存在塑化效率不足的問(wèn)題，與小分子增塑劑復配后能夠增強塑化效率。

高分子增塑劑主要有三類(lèi)，分別是聚酯、乙烯共聚物及彈性體。聚酯增塑劑由飽和二元酸和二元醇縮聚而成，分子量在800～8000。聚酯增塑劑與小分子增塑劑復配后，能夠吸引和固定小分子增塑劑，阻止其向PVC表面擴散。乙烯共聚物主要有乙烯–乙酸乙烯酯共聚物、乙烯–丙烯酸共聚物、乙烯–一氧化碳–乙酸乙烯酯共聚物(Elvaloy)等。Elvaloy為杜邦公司產(chǎn)品，具有優(yōu)良的增塑效果。丁腈橡膠(NBR)是一種彈性體增塑劑，NBR與DOP復配后，能夠減少DOP的遷移。

（4）加入納米粒子

納米粒子比表面積大，表面原子多，表面原子周?chē)鄙傧噜徳?，有較多懸空鍵，具有不飽和性，易吸附其它物質(zhì)，如極性小分子增塑劑。同時(shí)，納米粒子在PVC中本身不易遷移，可對PVC分子鏈及增塑劑分子的運動(dòng)起到阻礙作用。因此，在PVC中加入納米粒子能夠減少增塑劑的遷移。

加入納米粒子技術(shù)簡(jiǎn)單，成本低，但會(huì )降低增塑劑遷移效率，并且可能會(huì )降低PVC制品耐水性、透明性和力學(xué)性能等。

（5）加入蒙脫土

蒙脫土是一種含水硅鋁酸鹽粘土，具有獨特的片層結構，片層厚度約l nm。蒙脫土經(jīng)過(guò)有機改性處理后，片層間層間距增大，將蒙脫土與PVC混煉，可以使蒙脫土片層以單片的形式分散在PVC中，片層結構可以對增塑劑分子形成“迷宮通路”，阻礙增塑劑的遷移，從而起到抑制增塑劑遷移的作用。

然而，蒙脫土的加入會(huì )增加PVC加工難度，同時(shí)不利于PVC熱穩定性。

（6）有機溶劑浸泡

增塑劑在PVC中的遷移擴散是通過(guò)PVC鏈段間的空隙進(jìn)行的，含有增塑劑的PVC可看作處于橡膠態(tài)，PVC分子鏈段柔軟；當PVC中不含增塑劑時(shí)，可看作處于玻璃態(tài)，PVC分子鏈結構致密，沒(méi)有空隙。將PVC制品短時(shí)間浸泡在有機溶劑中時(shí)，PVC制品表面增塑劑先遷移至有機溶劑中，形成兩層不含增塑劑的玻璃態(tài)“結晶薄層”，PVC內部的增塑劑再向溶劑遷移時(shí)，遇到“結晶薄層”的阻擋，遷移擴散速度減慢。

（7）與PVC形成共價(jià)鍵

PVC分子鏈與增塑劑分子之間無(wú)化學(xué)鍵存在，相互作用弱，在加工及使用過(guò)程中，增塑劑容易發(fā)生遷移擴散。如果將增塑劑分子接枝到PVC分子鏈上形成共價(jià)鍵，使增塑劑成為PVC的一部分，就可以有效避免增塑劑的遷移擴散，一般是將小分子增塑劑親核取代PVC分子鏈上的Cl。

（8）增塑劑改性

為了降低或消除小分子增塑劑滲出，可以對小分子增塑劑進(jìn)行改性處理，以增大小分子增塑劑的極性或分子量。常用的方法有向增塑劑中引入Cl原子、氯化原位接枝、在小分子增塑劑上接枝大分子基團等方法。利用自由基取代連鎖反應，將Cl引入脂肪酸甲酯中，得到氯代甲氧基脂肪酸甲酯，改善了增塑劑與PVC的相容性和耐遷移性，且具有一定的阻燃性能。