PVC制品調(diào)好配方的關(guān)鍵
一、各種潤滑劑對PVC塑化快慢的影響對比
由上圖流變得出硬脂酸鈣塑化最快，單甘脂次之，60再次之，再次是硬脂酸鉛、氧化聚乙烯蠟，硬脂酸，PE蠟，石蠟塑化最慢。增塑劑環(huán)氧大豆油對于改善熔體流動性的作用比較明顯。
潤滑劑一般同時具有內(nèi)潤滑跟外潤滑的特性，而不能絕對來說具有單一性能。從使用效果來說，極性越大，跟PVC相容性越好，增加PVC分子間流動性效果越明顯，內(nèi)潤滑性占主導(dǎo)，相反，非極性越突出，外潤滑性占主導(dǎo)。
實際應(yīng)用中，常用潤滑劑硬脂酸鈣、單甘脂、PETS、60、16等的內(nèi)潤滑性比較突出；PE蠟、石蠟、74等的外潤滑性比較突出。硬脂酸、316系列氧化聚乙烯蠟，內(nèi)外潤滑性均沾，316系列脫模性比較好。
二、潤滑劑為什么會析出？
1、內(nèi)潤滑多了，流動性很好，塑化時間變短，但是多余的內(nèi)潤滑會轉(zhuǎn)變成外潤滑效果，造成析出，例如硬脂酸、硬脂酸鈣造成的析出及結(jié)垢問題；
2、外潤滑多了，塑化變差，變慢，因為跟PVC相容性差，加多后會造成嚴(yán)重析出；
3、潤滑劑中的小分子物質(zhì)影響，舉個很經(jīng)典的例子，單甘脂，本身單甘脂是一種很好的內(nèi)潤滑劑，但是由于廠家生產(chǎn)過程中為降低成本，添加多量的甘油，造成單甘脂中含有很多甘油成分，甘油分子量低，很容易在PVC加工過程中的析出，實際好的單甘脂添加量正確，是不會造成析出的。
當(dāng)然，內(nèi)外潤滑也不能太少，講求內(nèi)外潤滑平衡。內(nèi)潤滑太少，流動性不好，塑化時間延長，扭矩大。外潤滑太少，流體發(fā)粘，造成糊料或者光澤度不夠等現(xiàn)象。
三、潤滑劑的協(xié)同應(yīng)用
潤滑劑熔點不同，內(nèi)外潤滑效果不同，跟PVC相容性不同。因此一個完美的PVC配方中往往需要多種潤滑劑配合使用，以達(dá)到理想的效果。
熔點低的潤滑劑初期效果較好，這類潤滑劑有石蠟、硬脂酸丁酯、硬脂醇、多元醇酯類、硬脂酸等。
熔點適中的潤滑劑，熔點范圍大約100-125度，作為中期潤滑，這類潤滑劑有硬脂酸鉛、硬脂酸鎘、PE蠟、OPE蠟等。
熔點高的潤滑劑一般作為后期潤滑使用，這類潤滑劑有硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、316等。
配方中單獨使用硬脂酸鈣，可加速塑化，提高熔體粘度，增大轉(zhuǎn)矩，并具有一定脫模效果，而單獨使用石蠟，表現(xiàn)出延遲塑化，降低轉(zhuǎn)矩，無脫模作用.將硬脂酸鈣和石蠟（聚乙烯蠟）按一定比例混合使用時，表現(xiàn)出了良好的效果，物料轉(zhuǎn)矩值可降低很多，這是由于石蠟滲入硬脂酸鈣分子間，強化了潤滑作用，表現(xiàn)出很強的協(xié)同效果。相同作用的還有硬脂酸與石蠟。
在實際生產(chǎn)中我們最常見到的組合是60+74，16+74/70s，60+316+PE蠟，硬脂酸+硬脂酸鈣+石蠟+PE蠟，硬脂酸+PE蠟，硬脂酸+石蠟，60+316+石蠟+PE蠟+硬脂酸鈣等
在PVC配方中使用多種潤滑劑，互相滲透，彌補溫差，不僅可以減少潤滑劑的使用總量，還能使PVC配方料的加工范圍變寬，提高PVC熔體結(jié)構(gòu)的均勻性，提高材料的力學(xué)性能和外觀質(zhì)量，保證物料擠出過程的潤滑平衡。
四、潤滑劑的穩(wěn)定作用和協(xié)同性
部分潤滑劑如脂肪酸皂類，本身具有熱穩(wěn)定作用，潤滑劑添加后降低了加工時的物料溫度，所以對熱穩(wěn)定具有良好的作用，如白色制品硬脂酸加入后明顯比不加顏色更白。單甘脂、季戊四醇酯等具有螯合作用，減少了PVC的催化分解。
鉛鹽穩(wěn)定劑，極性強的潤滑劑與PVC相容性更好。有機(jī)錫本身具有一定的增塑作用，物料塑化較快，注意協(xié)同配合塑化慢一些的潤滑劑。稀土穩(wěn)定劑本身與潤滑劑協(xié)同作用較好，能促進(jìn)物料熔融塑化。
PVC制品配方的關(guān)鍵就在于潤滑劑，也是配方中最難的部分，軟硬度的調(diào)整只需要調(diào)整增塑劑用量即可，穩(wěn)定劑的用量基本是一個定值，唯獨的變量就是潤滑劑，使用對了，產(chǎn)品力學(xué)性能好，表面關(guān)澤度強，連續(xù)生產(chǎn)時間長。配合不好，大了擠不出正常產(chǎn)品，小了說產(chǎn)品力學(xué)性能變差，制品發(fā)黃，蝴蝶斑，波浪紋、魚鱗紋，蝴蝶斑等，因此潤滑劑的作用不可小覷。
五、如何判斷內(nèi)、外潤滑平衡
(1) 內(nèi)、外潤滑均不足。特點是熔體粘度較大，塑化扭矩較大，熔體粘壁現(xiàn)象嚴(yán)重，內(nèi)表面不光滑；表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子上熔融實驗料不好清理。嚴(yán)重的有可能提前熱分解，制品力學(xué)性能較低。如果內(nèi)、外潤滑平衡，其熔融試驗料一碰就下來，轉(zhuǎn)子表面基本不粘熔體料。(2) 內(nèi)、外潤滑劑均過量。塑化扭矩較小，有析出現(xiàn)象，雖然試樣光滑度很好，但力學(xué)性能較低，易脆，嚴(yán)重時用手擦拭試樣有油樣感覺。(3) 內(nèi)潤滑劑較少、外潤滑劑較多。塑化時間明顯地延長，由于內(nèi)潤滑劑較少，樹脂內(nèi)摩擦力較大，也容易造成熱分解。塑化扭矩有所增大，有時用手感覺試樣表面有涂油的感覺，試樣變脆。(4) 內(nèi)潤滑劑較多，外潤滑劑較少。塑化時間明顯地縮短，使樹脂提前塑化，造成高黏度熔體受到剪切力作用的時間過長，同時有較嚴(yán)重的黏附現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子不好清理，也造成了熱穩(wěn)定時間縮短，制品或試樣有分解黃線。 總之，外潤滑劑用量不足則有黏附現(xiàn)象，塑化時間短，試樣表面不光滑；外潤滑劑過量則塑化時間明顯延長，力學(xué)性能下降，變脆，可能有析出現(xiàn)象，嚴(yán)重時手拭有油樣感覺。內(nèi)潤滑劑用量不足則塑化扭矩較大、塑化時間較長；內(nèi)潤滑劑過量則塑化時間較短、塑化扭矩較小，但熱穩(wěn)定時間也變短，有熱分解現(xiàn)象，試樣內(nèi)壁不光滑。 研究與實踐均表明，一般情況當(dāng)塑化度60%時，拉伸強度最高；當(dāng)塑化度65%時，沖擊強度最高；當(dāng)塑化度70%，斷裂伸長率最高；另外，出于多種原因的考慮，不同制品對塑化程度均有不同要求。不完全塑化，不僅質(zhì)量好，產(chǎn)量高，能耗低，還可以降低熱穩(wěn)定劑用量，有利于生產(chǎn)成本的降低。在充分考慮熱穩(wěn)定劑及其他助劑等因素對潤滑作用影響的前提下，通過調(diào)整內(nèi)、外潤滑劑的品種與數(shù)量，可以調(diào)控塑化速率，增加樹脂的流動性，改善樹脂的黏附性。由于PVC配方是塑料配方中最復(fù)雜、所使用小料種類最多的一種，對于調(diào)整內(nèi)外潤滑平衡，大家要多摸索多思考，才能掌握調(diào)整潤滑。
六、UPVC制品潤滑體系的判斷和調(diào)整
首先，是要保證物料在料筒里面有一個比較適合的塑化度，就是在真空口物料能成團(tuán)或者纏繞（回收料較多的情況下）在螺桿上。這個可以說明，塑化馬馬虎虎了。如果塑化成團(tuán)，還要看看塑化團(tuán)的斷面有沒有光澤，有沒有滋潤感，如果沒有光澤，塑化還是稍稍欠缺一點的。但是僅憑這一點還不能判定塑化度是否合適，還要根據(jù)模具的出料情況和制品的發(fā)泡情況來判斷。但是如果在真空口看不到料，就可以判斷外潤滑過量了。如果四區(qū)或者五區(qū)的溫度一直降不下來，或者冷卻風(fēng)扇幾乎沒有停歇的轉(zhuǎn)動時，也可以馬上判定，塑化過頭了。
其次，就是從物料在模口的情況來判斷了。
從對于發(fā)泡產(chǎn)品。從模具出來的物料可以是表面來看，如果表面出現(xiàn)密集的直徑一公分甚至更大的鼓包，是塑化不夠，應(yīng)該增加內(nèi)潤滑。如果表面出現(xiàn)很細(xì)微的小泡破裂，這是塑化過度，應(yīng)降低內(nèi)潤滑。這些都是比較極端的情況。如果表面良好，可用拇指來捏板材表面來判斷塑化是否正常。如果非常硬，沒有彈性，表明外潤滑過量，要降低，如果像泥膏狀偏軟，沒有彈性，說明內(nèi)潤滑過量，要適當(dāng)降低。良好的塑化情況應(yīng)該是有非常好的回彈性。就是手指一按感覺有彈力，回彈力越大越好，在填充較高的情況下，會按下一個小坑，如果馬上會彈的，這時候塑化最好，如果按下一個小坑馬上就能回復(fù)也算不錯，小坑回彈的越慢配方配方越差，如果到出了第一個定型模還不能恢復(fù)的，就算比較糟糕了。一般是降低內(nèi)潤滑。這一般是在530用量足夠的前提下，或者適當(dāng)提高530用量。 還可以通過發(fā)泡物料離膜膨脹的情況來判斷塑化是否恰當(dāng)，一般塑化合適的配方應(yīng)該是離開模具后才開始膨脹發(fā)泡，其發(fā)泡面角度根據(jù)不同厚度大致在60-80度左右。如果物料離開模具后一段距離后才開始膨脹，基本可以判斷是外滑過量，造成所謂的延遲發(fā)泡。 如果物料離開口模口立即發(fā)泡，發(fā)泡角度很大，讓人感覺仿佛在模具里面已經(jīng)開始發(fā)泡似的，即所謂的提前發(fā)泡，基本判定是塑化過度，內(nèi)潤滑過多。而且配方調(diào)整的結(jié)果往往都是走曲線形式的，有時候，同樣的一個問題，我減少內(nèi)潤滑，你增加內(nèi)潤滑，都能達(dá)到同樣的調(diào)整效果，這就是所謂的殊途同歸。內(nèi)潤滑增加主要是改善物料的流動性，增加內(nèi)潤滑以后，物料整體的流動性加快，中間兩側(cè)出料都會加快，但是從高分子流變特性來說，中間流程短，影響更大，就是中間出料會更快一些。 外潤滑的作用是減輕物料與模具的摩擦，也能改善流動性，外潤滑增加后，物料的出料情況也會改善，但是中間物料流程短，兩側(cè)的流程長，相對而言，增加外潤滑后，兩側(cè)流動加快的程度比中間要高一些，所以總體上表現(xiàn)兩側(cè)出料的改善。 內(nèi)潤滑多，中間出料快，外潤滑多，兩側(cè)除了快。就是說中間出料快的時候，可適當(dāng)降低內(nèi)潤滑，兩邊不出料的時候，適當(dāng)提高外潤滑。另外，內(nèi)外潤滑劑對制品表面的影響，很多時候，潤滑體系基本上差不多，就是表面還有少許的瑕疵，比如波浪紋，V字水波紋，鯊魚皮等等。這個時候基本上都是屬于潤滑劑微調(diào)了。 一般情況下，波浪紋出現(xiàn)在中間，往往都是內(nèi)潤滑過量，這個時候按照擠出方向來看，波浪紋，V字紋都是箭頭朝前的。往往還伴隨著芯層中段有大泡孔、串孔等現(xiàn)象。應(yīng)該降低內(nèi)潤滑。如果出現(xiàn)在兩側(cè)，往往是外潤滑過量，這個時候按擠出方向來看，波浪紋，V字紋都是箭頭向后的。可適當(dāng)降低外潤滑。所以，內(nèi)外潤滑的調(diào)整往往要根據(jù)以上幾個方面的影響綜合評估來進(jìn)行調(diào)整了。七、結(jié)論
潤滑劑根據(jù)其具體作用一般分為內(nèi)潤滑劑、外潤滑劑和內(nèi)外潤滑劑。具體表現(xiàn)如下：
1、內(nèi)潤滑少，外潤滑多的表現(xiàn)
外潤滑劑主要是減少聚合物熔體與螺桿、料筒和模體之間的黏結(jié)強度，降低它們之間的摩擦力；塑化所需要時間較長，熔融物料流動性差，塑化扭矩較大，制品力學(xué)性能下降，變脆，還可能出現(xiàn)析出現(xiàn)象，嚴(yán)重時用手試有油樣的感覺。
2、內(nèi)潤滑多，外潤滑少的表現(xiàn)
內(nèi)潤滑劑是降低聚合物分子之間的摩擦力，增加聚合物的加工流動性和均勻性。區(qū)分內(nèi)、外潤滑劑的關(guān)鍵是潤滑劑與聚合物的相容性，外潤滑劑相容性小。塑化時間較短，有較重的粘附現(xiàn)象，制品表面光澤度差，有可能熱穩(wěn)定性變差。
3、小結(jié)
外滑過多，擠出速度雖然快，但物料易生，塑化不好； 外滑用量不足，則有粘附現(xiàn)象，塑化時間短； 內(nèi)滑過量，擠出量大，物料塑化不好，力學(xué)性能下降，有可能有析出現(xiàn)象； 內(nèi)滑用量不足，則塑化扭矩較大，塑化時間較長。 內(nèi)外潤滑劑用量不足。則是塑化扭矩大，熔體粘附性嚴(yán)重，可能發(fā)生熱分解。 內(nèi)外潤滑劑用量過大。則是析出嚴(yán)重，制品力學(xué)性能下降，二次加工性能差。 內(nèi)潤滑劑較少，外潤滑劑較多。則塑化時間較長，塑化扭矩大，有析出現(xiàn)象。 內(nèi)潤滑劑較多，外潤滑劑較少。則是塑化時間較短，熔體粘附性嚴(yán)重，可能發(fā)生熱分解。
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