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談PVC-U管材加工工藝及應(yīng)用
溫度對(duì)PVC-U塑料管材的影響體現(xiàn)在PVC-U塑料管材的整個(gè)生命周期中，從生產(chǎn)加工，產(chǎn)品貯存到使用，溫度的不同直接決定了管材的使用壽命和使用強(qiáng)度。下面從塑料受溫度的影響原理來(lái)說明溫度對(duì)塑料管材的影響?！ ?塑料制品是高分子聚合物，隨溫度的不同會(huì)呈現(xiàn)出玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三種狀態(tài)（這三種狀態(tài)是不同于低分子物質(zhì)的，低分子物質(zhì)三態(tài)是固、液、氣三態(tài)分明），由于高分子物質(zhì)的分子量分布和分散，所以三態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化時(shí)不是一個(gè)非常明確的溫度值，而是一個(gè)比較寬溫度范圍（低分子物質(zhì)三態(tài)轉(zhuǎn)化有比較精確的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)）。玻璃態(tài)下的塑料具有一定的強(qiáng)度，在常溫下多數(shù)塑料處于玻璃態(tài)，我們通常是在這個(gè)溫度下應(yīng)用各種塑料；高彈態(tài)下，高聚物分子可以相對(duì)容易的伸展，塑料具有很好的彈性，可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的后成形加工（如擴(kuò)口、彎曲）；在粘流態(tài)時(shí)，高聚物分子具有相對(duì)良好的流動(dòng)性，可以進(jìn)行復(fù)雜的加工如：擠出，注塑件等等?！ ?在我們的PVC-U管材擠出生產(chǎn)中，由于溫度的不同，物料三態(tài)的變化為：在擠出機(jī)中，物料在螺桿末端（計(jì)量段）應(yīng)達(dá)到粘流態(tài)，在機(jī)頭中呈粘流態(tài)；離開口模后漸呈高彈態(tài)，接觸定徑套后，在表層迅速降溫，溫度降至玻璃化溫度以下，冷卻的部分表現(xiàn)出玻璃態(tài)，保持一定的形狀，然后逐漸冷卻，直至管材整體呈玻璃態(tài)；擴(kuò)口工序，對(duì)管材加熱，使擴(kuò)口部分處于高彈態(tài)，利用它的彈性可以使注塑件模具輕松進(jìn)入，并且管材不受損傷，然后加壓冷卻至玻璃態(tài)定型。 在整個(gè)生產(chǎn)過程中，只有熔溫是直接測(cè)量物料溫度，所以熔溫反映的是物料的真實(shí)溫度，而其它工序的各個(gè)溫度只是通過設(shè)備溫度間接的反映物料溫度（擠出機(jī)機(jī)身、機(jī)頭、加熱爐），溫度顯示值和物料溫度存在一定的偏差。 1、混料 混料過程分為熱混和冷混，熱混主要是使配方中各組分充分的進(jìn)行物理混合，使其分散均勻，并排出其中的水蒸氣。熱混終止溫度設(shè)置一般在110攝氏度以上，熱量來(lái)源是靠高速混合機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)物料高速運(yùn)動(dòng)， 物料與鍋壁和攪拌槳摩擦生熱，物料之間的摩擦生熱，使溫度上升。這個(gè)過程的溫度設(shè)置主要考慮不要使用樹脂分解，水分充分氣化揮發(fā)，潤(rùn)滑劑類物質(zhì)能夠熔化并分散均勻。熱混結(jié)束后，將物料排入冷混機(jī)中降溫，當(dāng)溫度降到40攝氏度左右時(shí)將物料排出，如果沒有這個(gè)冷卻過程，熱的物料堆積在一起，熱量散發(fā)不出去，會(huì)造成物料過熱分解。 2、擠出 擠出過程中涉及到溫度的地方主要有機(jī)身和機(jī)頭，在機(jī)身和機(jī)頭部位，主要是吸熱，具體的熱量來(lái)源是，機(jī)身部位的摩擦熱和外加熱，機(jī)頭部位的外加熱。在擠出過程中，吸熱過程與溫度高低和受熱時(shí)間有很大關(guān)系?！ ?機(jī)身主要包括螺桿和機(jī)筒。螺桿通常分為三段，加料段、塑化段和計(jì)量段。 加料段：在喂料口位置，防止物料架橋通有冷卻水；根據(jù)固體輸送理論，為了實(shí)現(xiàn)大擠出量，要求螺桿有較大的輸送能力，螺桿溫度不宜高，現(xiàn)在的設(shè)備多數(shù)沒有螺桿溫度控制，螺桿只能靠不同部位之間的熱傳導(dǎo)和摩擦熱來(lái)調(diào)節(jié)溫度；即使機(jī)筒溫度設(shè)的高，也只是反映機(jī)筒溫度，而不是物料的實(shí)際溫度。 塑化段：通過吸收各種熱量物料溫度上升，溫度達(dá)到潤(rùn)滑劑熔點(diǎn)以上，潤(rùn)滑劑熔化后會(huì)有一定的粘連作用，物料形成一種非常疏松的塊狀物，在物料經(jīng)過真空抽吸孔時(shí)，靠負(fù)壓脫出其中的水分、揮發(fā)分，如果溫度高（確切的應(yīng)當(dāng)是吸熱量太多），物料將變成一種堅(jiān)實(shí)的塊狀物，則水分、揮發(fā)分將被包覆在塊狀物內(nèi)部，不能靠負(fù)壓脫出。若溫度低（確切的說應(yīng)當(dāng)是吸熱量不足），其中的水分、揮發(fā)分不能充分氣化排出，粉狀的物料也將從真空孔被吸出，堵塞抽真空管道?！ ?計(jì)量段：物料將逐漸壓實(shí)，并建立壓力，以克服機(jī)頭阻力，摩擦熱將成為主要的熱量來(lái)源，在此階段物料已不需要大量吸熱，物料常常需要向外散熱。機(jī)筒可以借助外設(shè)風(fēng)機(jī)散熱，所以機(jī)筒散熱是最簡(jiǎn)單且有效的；而螺桿的散熱問題則不易解決，因?yàn)闊o(wú)論是控溫外循環(huán)油散熱還是利用熱管技術(shù)的內(nèi)冷散熱，都因螺桿的內(nèi)部散熱面積小，而制約了其散熱功效，尤其在高速生產(chǎn)時(shí)，摩擦熱大，產(chǎn)生的熱量散不出去，會(huì)造成料溫太高，影響管材內(nèi)壁成形和物理性能?！ ?熔溫是一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)，熔溫在擠出機(jī)與機(jī)頭的連接體處測(cè)量，熔溫受擠出機(jī)中計(jì)量段的溫度影響非常大，通常通過調(diào)節(jié)計(jì)量段的溫度來(lái)控制熔溫。測(cè)量熔溫的熱電偶直接與物料接觸，所以，熔溫反映的是物料的實(shí)際溫度?！ ?機(jī)頭主要是使物料塑化的更加均勻，使物料壓得更加密實(shí)，使物料由不規(guī)則流動(dòng)變成規(guī)則的直線流動(dòng)，并形成制品的形狀。機(jī)頭主要分為芯子和機(jī)頭體，由于物料在機(jī)頭的停留時(shí)間較長(zhǎng)，所以溫度不宜高。機(jī)頭的溫度、壓力、口模長(zhǎng)度直接影響著合料線的情況和產(chǎn)品的性能。 在擠出過程中，由于擠出機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)不同，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)高時(shí)，在機(jī)筒部位的摩擦熱量高，由于擠出速度快，物料在機(jī)頭中的停留時(shí)間短，機(jī)頭區(qū)的溫度可以適當(dāng)?shù)脑O(shè)高一點(diǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)比較低時(shí)，物料在機(jī)頭中的停留時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)頭的溫度應(yīng)當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)高時(shí)低一點(diǎn)。
