|
新噸桶型坯的熔體破裂原因及解決方法
熔體破裂（MF)是擠出成型的一種不穩(wěn)定流動。聚合物擠出過程中，起初為穩(wěn)定階段；隨熔體剪切應力的增加，會出現(xiàn)表面熔體破裂，即擠出物表面失去鏡面光澤性，流動呈表觀穩(wěn)定狀態(tài)，直至擠出物出現(xiàn)較嚴敢的“鯊兔皮”狀；之后發(fā)生整體館體破裂.即壓力與流速有波動，擠出物呈規(guī)則畸變（光滑段與粗槌段交變，螺紋狀等），直至出現(xiàn)不規(guī)則崎變。對HDPE等聚合物，在表面熔體破裂弓整體焴體破裂之間會出現(xiàn)假穩(wěn)定區(qū)，這時波動很細密（即波動頻率很高），擠出物表面呈現(xiàn)微小的粗糙度，不會影響制品的使用性能。假穩(wěn)定區(qū)對應的剪切速率要比初始穩(wěn)定區(qū)的大一兩個數(shù)量級。
對熔體破裂已提出了不少理論解釋。有一種機理認為，熔體破裂是由熔體在機頭成型段表面的滑移引起的，即當定型段界面上熔體的剪切應力超過某一臨界值時，會開始破壞熔體的黏附，產(chǎn)生起始滑移現(xiàn)象，發(fā)生表面熔體破裂；剪切應力的進一步提商會導致糧體館體破裂。還有一種機理認為，訪體在機頭內(nèi)流動時所受的剪切歷程不盡相同，這樣，離開機頭后的松弛也就不同，從而引起不同程度的熔體破裂。
目前尚沒能完全從理論上來解釋熔體破裂。但與離模膨脹一樣，熔體破裂也是聚合物焙體彈性的一種表現(xiàn)，即焙體彈性是熔體破裂的主要原因。
對LDPE等聚合物，流動曲線（即烙體黏度與剪切速串的關系曲線）不受熔體破裂的影響，呈連續(xù)狀；而對線性PE (HDPE、LLDPE)等.流動曲線表現(xiàn)出明顯的不連續(xù)性，這是由機頭壁面處熔體的滑移（這會降低熔體黏度）引起的。
以LDPE為例，當焙體溫度由130℃提高至230℃時，開始發(fā)生焙體破裂的剪切應力（即臨界剪切應力rc）僅增加約30%，臨界剪切速率（ye)則要增加100倍。因此，一般把r作為判斷開始發(fā)生熔體破裂的指標。非極性聚合物(如PS、PP與PE)的&較低，如對線性PE，開始發(fā)生表面熔體破裂與整體熔體破裂的分別為0.10—0.14MPa與0.40—0.43MPa;對LDPE,則分別為0.12-0.14MPa與0.14—0.16MPa，即一經(jīng)出現(xiàn)熔體破裂，很快就是整體熔體破裂3對極性聚合物（如PA、PET),開始發(fā)生熔體破裂的較高（約為 1MPa)。
研究表明，聚合物開始發(fā)生館體破裂的隨其重均分子置(Mw)的倒數(shù)呈線性關系增加，即隨的提高而降低。擠出吹出—般采用分子里較高的聚合物，不宜高速擠出成型型坯。分子量分布（MWD)對rt的影響有不同的實驗結果，原因與MWD對離根膨脹的影響相似，可能在于難以測量MWD中高分子量尾端的部分。
由于館體破裂是因剪切應力超過臨界值而出現(xiàn)的，故型坯擠出速串、熔體溫度、機頭結構與模口尺寸等均對熔體破裂的發(fā)生有影響。
型坯的連續(xù)擠出多數(shù)是在穩(wěn)定流動區(qū)進行的，僅當擠出速率很高時，才會發(fā)生熔體破裂。采用間歇方式擠出HDPE等徹坯時，可考慮在假穩(wěn)定區(qū)進行，以減小型坯擠出時間通過程序控制型坯以吹塑壁厚相差較大的制品時，由于機頭模口間隙變化較大，有可能出現(xiàn)不同程度的熔體破裂。
通過適當提高機頭溫度（如加熱口模、芯棒）或降低型坯擠出速率可消除烙體破裂，但這會增加吹塑的成型周期。消除館體破裂較理想的方法有以下兩種。
①在聚合物中加入加工助劑（如含氟彈性體）。這可改變機頭壁面的流動邊界條件，但不會影響熔體的流變性能。
、诟纳茩C頭成型階段材質(zhì)的性能。這可通過采用合適的材料來實現(xiàn)，如銅鋅合金（含鋅20%-40%）。當溢度島于150℃時，表面會發(fā)生脫鋅現(xiàn)象，產(chǎn)生對某些聚合物（如PE)熔體有很大吸引力的某種化學形式的锏（如氧化銅），改善熔體與機頭成型段表面的黏附力，以消除熔體破裂。還可在成型段表面涂覆四氟乙烯或鍍上特殊合金來消除熔體破裂。
(責任編輯：admin) |
